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《中国海洋大学》 2011年
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碟形越浪式波能发电装置锚固系统设计研究

刘栋  
【摘要】:海洋波浪能是一种清洁的可再生能源。利用波浪能发电既不占用土地,不受气候影响,也不污染环境,是开发前景广阔、潜力巨大的新能源。我国波浪能储量丰富,深入研究波能转换装置,对解决我国日益严峻的能源和环境问题具有重要意义。 碟形越浪式波能发电装置是一种新型的波能发电装置,它采用了漂浮结构形式,上部漂浮结构为水轮机和发电机组提供工作平台。本文以碟形越浪式波能装置的实用化为背景,对发电装置的锚固系统进行系统设计。 为保证发电装置在风、海浪、海流工作海况下的正常发电和恶劣海况下的安全生存,合理设计其锚固系统至关重要。本文应用基于三维势流理论原理的AQWA-LINE软件,计算了装置浮体在规则波中水动力特性,根据计算结果和对现有锚固系统形式的分析,提出锚链张力腿这一新的锚固方式,并对锚链几何尺寸和海底锚固基础进行合理设计,最后对装置在规则波和不规则波中的运动性能进行了校核,证明该种锚固系统设计方案适合本装置开发。 运用AQWA-NAUT软件对锚固系统设计方案下装置运动响应和锚链张力进行计算,考虑正常工作海况和恶劣海况两种情况。计算结果表明:锚固系统对装置定位效果较好,装置运动响应幅值(尤其是主要影响工作性能的横荡和垂荡)满足装置工作稳定性要求,锚泊力满足装置安全性要求,装置在低水位的工作状态较高水位时不利。
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