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《哈尔滨工程大学》 2010年
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半潜式海洋潮流电站系统性能研究

李在鹏  
【摘要】: 海洋潮流能是一种清洁的可再生能源,其利用价值高、潜力巨大。在大力发展新能源的今天,潮流能必将占有重要的席位。我国拥有漫长的海岸线,近海海域蕴含着丰富的海洋潮流能资源,开发前景广阔。 目前,国内外已经建成的示范运行的潮流电站,其基本结构形式有漂浮式、悬浮式、桩柱支撑式和座海底式,选取特殊载体作为搭载水轮机和发电机组的工作平台。国内哈尔滨工程大学研建的70kW和40kW潮流实验电站采用了漂浮式和座海底式结构。由于潮流电站的生存环境十分恶劣,研究能够适应恶劣海洋环境的安全性和可靠性高、制造成本低和维护检修方便的潮流电站总体结构形式和定位系统,是潮流能利用向商业化发展的关键。 本文探索并设计一种半潜式水平轴水轮机潮流发电系统方案。该系统由叶轮、载体平台(安装增速器和发电机)、稳定系统和锚泊系统组成,电站系泊于海床上。论文主要包括三方面工作:首先,进行了电站系统总体方案设计和系统布局研究,从稳性和浮态等因素进行分析计算,优化设计方案。然后,进行各种外载荷和运动性能研究,基于三维频域势流理论,应用Hydrostar水动力计算软件得到了不同浪向下电站系统的一阶辐射绕射力、一阶运动响应以及二阶漂移力,并分析数值结果,提出了设计时应注意的问题。再后,根据电站特点提出采用三根锚链布置,并按锚泊线成分比例的不同,设计了三种锚泊线方案,利用ARIANE7软件对系泊系统进行时域分析和方案对比。最后,给出最优方案在不同海况和工况下锚泊线及平台六自由度运动响应值,同时基于工作海床的状况和系泊性能要求,选取合理的抓力锚。 论文研究表明,本半潜式潮流发电系统方案具有良好的抗风浪能力和运动性能,可作为一种优选方案进一步研究。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM612

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王志超;漂浮式潮流电站总体方案设计[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 陈栋;海上可再生能源开发的综合评价与结构优化研究[D];大连理工大学;2012年
【参考文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 张登霞;双浮子海浪发电装置参数分析以及结构优化设计[D];燕山大学;2002年
2 张洋;漂浮式潮流电站锚泊系统的设计和计算[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 詹明珠;潮流电站稳定性分析及锚泊系统的设计计算[D];哈尔滨工程大学;2006年
4 王艳妮;海洋工程锚泊系统的分析研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
5 姜宗玉;船舶在波浪上线性运动的三维频域计算技术研究[D];大连理工大学;2008年
6 童波;半潜式平台系泊系统型式及其动力特性研究[D];上海交通大学;2009年
7 刘祥建;深海钻井船锚泊系统的设计与分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
【共引文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘亮;船舶能效设计中若干耐波性影响因素研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 周斌;四桨两舵大型船舶螺旋桨的面元法设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 黄俊;海上浮式风力发电机组载荷及结构性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 周耀华;三体船横摇阻尼及非线性运动预报方法[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 尚祖铭;深海中锚泊线动力特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 曲媛;深海钻井船的总体方案分析研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 麻翠荣;深水钻井船船型开发及总体性能分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 乔晓国;深水浮式结构动力定位能力动态分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 郭宇;LNG船运动与载荷计算方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 王伟飞;基于Rankine源法舰船有航速时域三维波浪载荷计算[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张丽志;不确定性条件下的能源系统优化模型研究[D];华北电力大学(北京);2011年
2 胡冰;基于双体船局部结构强度的分析[D];大连海事大学;2005年
3 杨奕;船舶运动预报方法研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 张威;深海半潜式钻井平台水动力性能分析[D];上海交通大学;2007年
5 廖康平;垂直轴风机叶轮空气动力学性能研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
6 周哲;吉林省水能和风能等可再生能源合理配置的研究[D];沈阳农业大学;2007年
7 姜宗玉;船舶在波浪上线性运动的三维频域计算技术研究[D];大连理工大学;2008年
8 吴立丽;东北地区可再生能源的开发利用与激励机制研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 雷庄妍;我国海洋可再生能源开发利用法律制度的建设与完善[D];厦门大学;2009年
10 刘祥建;深海钻井船锚泊系统的设计与分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
【二级参考文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 魏云雨;锚泊偏荡运动数学模型的研究[D];大连海事大学;2001年
2 张登霞;双浮子海浪发电装置参数分析以及结构优化设计[D];燕山大学;2002年
3 马山;基于二维半理论的垂向船舶运动和波浪载荷预报[D];哈尔滨工程大学;2002年
4 孙善春;二维自由面条件的数值模拟及其应用[D];哈尔滨工程大学;2003年
5 张洋;漂浮式潮流电站锚泊系统的设计和计算[D];哈尔滨工程大学;2004年
6 张威;深海半潜式钻井平台水动力性能分析[D];上海交通大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 于定勇;水下锚泊系统计算──一种单链动力分析的数值方法[J];青岛海洋大学学报;1995年S1期
3 余建星;董文斌;戴愚志;;RMFC模型在新型拼接式海上栈桥码头三维运动响应计算中的应用[J];港工技术;2006年04期
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7 黄剑,朱克强;半潜式平台两种锚泊系统的静力分析与比较[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2004年03期
8 朱航;马哲;翟刚军;欧进萍;;风浪作用下HYSY-981半潜式平台动力响应的数值模拟[J];振动与冲击;2010年09期
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10 纪亨腾,范菊,黄祥鹿;铰接板的水动力计算与运动响应[J];上海交通大学学报;2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梁学先;孙伟英;樊之夏;黄山田;;深水半潜式平台运输结构强度分析[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
2 缪泉明;顾民;杨占明;周德才;袁新;;浮标在波浪中的试验研究[A];2003年度海洋工程学术会议论文集[C];2003年
3 马延德;姜福茂;孙洪国;;深水半潜式平台概要建造方案[A];2008年度海洋工程学术会议论文集[C];2008年
4 刘鲲;朱航;欧进萍;;TMD在半潜式平台垂荡响应控制中的应用[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2010年
5 匡晓峰;缪泉明;向旭;;船舶在波浪中靠帮运动理论预报[A];2005年度海洋工程学术会议论文集[C];2005年
6 骆寒冰;林维学;杨永春;陈常龙;袁新;;规则波中浮标运动及锚链受力的实验研究[A];第四届全国船舶与海洋工程学术会议论文集[C];2009年
7 祁恩荣;万正权;;半潜式平台极限强度可靠性研究[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
8 孙金丽;张慧池;汤小霞;;波浪作用下锚泊系统动力响应的数值模拟[A];2007年度海洋工程学术会议论文集[C];2007年
9 王建国;潘学军;刘华毅;吴限;王筑国;;滩海铺管敷缆船中模糊神经网络系统应用设计[A];第二十届中国控制会议论文集(下)[C];2001年
10 李辉;任慧龙;吴东伟;张健;;半潜式平台撑杆结构波浪载荷计算方法研究[A];黑龙江省造船工程学会2008年学术年会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 王孙;中集来福士交付半潜式深水平台[N];中国船舶报;2010年
2 记者 王孙;中集来福士出口巴西的首座深水半潜式平台交付[N];中国船舶报;2010年
3 记者 刘志良;中集来福士即将交付深水半潜式平台[N];中国船舶报;2010年
4 记者 朱宗文;首座中国造深水半潜式平台交付[N];第一财经日报;2010年
5 记者 严风华;CCS承担我国首座深水半潜式平台检验[N];中国船舶报;2007年
6 王哲;大连船舶重工开建海洋工程二期[N];中国船舶报;2008年
7 通讯员 蒋玉生 沙小飞;半潜式平台首次进入内河船厂[N];中国船舶报;2003年
8 凌非;首座中国造3000米深水半潜式平台巴西“开钻”[N];中国船舶报;2010年
9 七〇八所;暴风雨中方显党员本色[N];中国船舶报;2011年
10 孙佩;聚焦四大轮胎技术[N];中国高新技术产业导报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱航;半潜式平台运动性能与活动垂荡板减振系统研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 张海彬;FPSO储油轮与半潜式平台波浪载荷三维计算方法研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 陈徐均;浮体二阶非线性水弹性力学分析方法[D];中国船舶科学研究中心;2001年
4 任会礼;锚泊起重船刚柔耦合动力学建模及其动态特性研究[D];华中科技大学;2008年
5 赵存宝;超大型浮体结构水弹性问题研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 李小波;基于子母式浮标的海浪谱反演技术的研究[D];山东科技大学;2008年
7 马延德;浮式生产储油船(FPSO)设计建造研究[D];大连理工大学;2008年
8 陈永华;波浪驱动式海洋要素垂直剖面测量系统关键技术[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2008年
9 李彬彬;新型深吃水多立柱平台的水动力与运动响应研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 郑艳娜;波浪与浮式结构物相互作用的研究[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李在鹏;半潜式海洋潮流电站系统性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张楠;漂浮式潮流电站叶轮与锚泊系统设计研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 唐东洋;风浪联合作用下深水半潜式平台水动力性能实验研究[D];大连理工大学;2010年
4 詹明珠;潮流电站稳定性分析及锚泊系统的设计计算[D];哈尔滨工程大学;2006年
5 曹浩;130kW漂浮式潮流电站锚泊系统设计[D];哈尔滨工程大学;2007年
6 潘甜;组合锚泊系统的分析与研究[D];武汉理工大学;2010年
7 陈鹏;深水半潜式平台系泊系统耦合动力响应研究[D];大连理工大学;2010年
8 付殿福;非线性载荷下半潜式平台强度评估方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 李俊男;半潜式平台的极限强度分析与研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 周书敏;半潜式平台发电机排气系统烟气扩散数值仿真研究[D];上海交通大学;2012年
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