將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法和潮流發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海洋能發(fā)電裝置的施工方法，尤其涉及一種將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法和潮流發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]潮流能發(fā)電裝置共有兩種固定方式，一種是通過鋼纜、浮筒等結(jié)構(gòu)固定懸浮在水中，另一種是通過打樁方式固定于水底。這兩種固定方式由于是將發(fā)電裝置固定于水中的不同的位置，因此其施工方法完全不同。
[0003]現(xiàn)有的將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法主要是通過施工人員在水底進(jìn)行爆破、夯擊預(yù)制混凝土樁進(jìn)行固定。然而，為了保證潮流能發(fā)電裝置的發(fā)電效率，通常需要將發(fā)電裝置設(shè)置在水流很急的地方。由于水流速度非?？欤率┕げ坏煽啃缘?，施工人員也會(huì)非常危險(xiǎn)。
[0004]不同于其他領(lǐng)域中樁是施工和使用在較平靜的水域，并且這些樁只起到軸向支撐和固定作用，在潮流能發(fā)電領(lǐng)域中，由于水流會(huì)產(chǎn)生非常大的徑向沖擊力，為了保證樁的牢靠度，每根樁的橫截面積必須要得到保證。換言之，橫截面積非常大的樁才能保證潮流能發(fā)電裝置不被湍急的水流干擾，使其完全固定在水底。然而，增加了樁的橫截面積，使得樁的迎水面積也大幅度增加，即增加了每個(gè)樁承受水流沖擊力的受力面積。由于迎水面積增大，反而降低甚至抵消了加粗樁帶來的牢固度，并且施工難度也大大增加。因此，現(xiàn)有的固定于水底的潮流能發(fā)電裝置都存在固定不牢靠，施工復(fù)雜、危險(xiǎn)、成本太高的問題。
[0005]另外，現(xiàn)有的潮流能發(fā)電裝置通常是將其框架通過浮吊船等工具將其吊入安裝地點(diǎn)的水底。由于潮流能發(fā)電裝置需要長(zhǎng)期浸泡在水中并且要承受水流的沖擊，為了增加潮流能發(fā)電裝置在水底的穩(wěn)固度，其框架大部分采用鋼筋和混凝土制成，通常整個(gè)裝置會(huì)建造的非常重。然而，世界上浮吊船能起吊的最大重量?jī)H有3000噸。換言之，受到浮吊船的限制，潮流能發(fā)電裝置的整個(gè)重量都必須控制在3000噸以內(nèi)。為確保浮吊船安全穩(wěn)定的起吊和放下，潮流能發(fā)電裝置的重量最好遠(yuǎn)低于3000噸，這極大地制約了潮流能發(fā)電裝置的大型化發(fā)展。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有的潮流能發(fā)電裝置由于受到施工方法的制約，無法大型化，成本居高不下，造成了人類無法突破的潮流能發(fā)電裝置商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的技術(shù)壁壘。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法和潮流發(fā)電裝置。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一目的，本發(fā)明提供一種將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法，包括如下步驟:制作外框架，將浮體固定于外框架，將多根外套管固定于外框架，分別在多根外套管的迎水側(cè)位置設(shè)置多個(gè)減小水流阻力結(jié)構(gòu)；將多根內(nèi)套管對(duì)應(yīng)地插入多根外套管內(nèi)；將外框架置入水中，在水中拉動(dòng)外框架至安裝地點(diǎn)；每根內(nèi)套管的一端沿外套管的軸向沉入水底，另一端伸出于水面；卸掉浮體的浮力使外框架沉入水底，調(diào)整外框架的水平；沿內(nèi)套管軸向?qū)λ走M(jìn)行錘擊，在內(nèi)套管內(nèi)對(duì)水底進(jìn)行鉆孔，形成樁孔，取出內(nèi)套管，朝外套管內(nèi)置入連接套管，連接套管連接外套管的底端和水底鉆孔的地面上端，朝外套管內(nèi)置入鋼筋籠或者鋼管型材，朝外套管內(nèi)灌注混凝土；將水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝于外框架。
[0009]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，外框架包括至少一個(gè)平臺(tái)，平臺(tái)的長(zhǎng)度方向平行于水流方向，外套管的數(shù)量為至少四個(gè)，至少四根外套管分別設(shè)置于平臺(tái)的四個(gè)頂角。
[0010]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，浮體為可調(diào)節(jié)浮力的浮箱，卸掉浮體的浮力使外框架沉入水底的步驟包括打開浮體的閥門，使浮體灌水從而卸掉浮力。
[0011 ] 于本發(fā)明的一實(shí)施例中，在每根內(nèi)套管的一端沿外套管的軸向沉入水底，另一端伸出于水面的步驟之前，將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法還包括通過浮體調(diào)整外框架的水平。
[0012]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法還包括設(shè)置多根固定鋼纜，固定鋼纜的一端固定于外框架。
[0013]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，在水中拉動(dòng)外框架至安裝地點(diǎn)的步驟之后還包括將固定鋼纜的另一端固定，拉緊固定鋼纜以固定外框架平行于水平面的橫向位置。
[0014]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法還包括制作內(nèi)框架，將水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝于外框架的步驟包括將水輪機(jī)安裝于內(nèi)框架內(nèi)，將內(nèi)框架可分離地固定于外框架內(nèi)。
[0015]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，內(nèi)套管外壁標(biāo)識(shí)有刻度。
[0016]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法還包括朝外套管內(nèi)灌注混凝土之后，在混凝土的頂端設(shè)置固定板，將固定板與外套管相焊接。
[0017]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明還提供一種采用上述施工方法固定的潮流能發(fā)電裝置包括外框架、多根外套管、多根連接套管、浮體、水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。外框架具有多個(gè)減小水流阻力結(jié)構(gòu)。多根外套管固定于外框架，多個(gè)減小水流阻力結(jié)構(gòu)位于多根外套管的迎水側(cè)。多根連接套管分別連接外套管的底端和水底鉆孔的地面上端。浮體固定于外框架。水輪機(jī)設(shè)置于外框架內(nèi)。發(fā)電機(jī)設(shè)置于外框架且連接水輪機(jī)。
[0018]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明提供一種將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法，還包括如下步驟:制作外框架，將浮體固定于外框架，將多根外套管固定于外框架，分別在多根外套管的迎水側(cè)位置設(shè)置多個(gè)減小水流阻力結(jié)構(gòu)；將多根內(nèi)套管對(duì)應(yīng)地插入多根外套管內(nèi)；將外框架置入水中，在水中拉動(dòng)外框架至安裝地點(diǎn)；每根內(nèi)套管的一端沿外套管的軸向沉入水底，另一端伸出于水面；卸掉浮體的浮力使外框架沉入水底，調(diào)整外框架的水平；沿內(nèi)套管軸向?qū)λ走M(jìn)行錘擊，在內(nèi)套管內(nèi)對(duì)水底進(jìn)行鉆孔，形成樁孔，朝內(nèi)套管內(nèi)置入鋼筋籠或者鋼管型材，朝內(nèi)套管內(nèi)灌注混凝土 ；將水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝于外框架。
[0019]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法還包括在內(nèi)套管的側(cè)壁設(shè)置多個(gè)卸漿孔。
[0020]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法還包括在外套管的內(nèi)壁上設(shè)置止擋件。
[0021 ] 于本發(fā)明的一實(shí)施例中，將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法還包括制作內(nèi)框架，將水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝于外框架的步驟包括將水輪機(jī)安裝于內(nèi)框架內(nèi)，將內(nèi)框架可分離地固定于外框架內(nèi)。
[0022]綜上所述，本發(fā)明的外框架和外套管，形成了 “天然的打樁平臺(tái)”，無需額外設(shè)置樁的固定結(jié)構(gòu)，即可有效且牢靠地將潮流能發(fā)電裝置固定于水底。本發(fā)明的內(nèi)套管既起到調(diào)節(jié)水平的作用又能輔助打樁。通過在外框架設(shè)置浮體，克服了現(xiàn)有技術(shù)中必須起吊發(fā)電裝置導(dǎo)致發(fā)電裝置無法大型化的弊端，創(chuàng)新地在水中移動(dòng)發(fā)電裝置至安裝點(diǎn)，大幅度降低施工成本。所有的施工方法步驟都在水上進(jìn)行，杜絕了現(xiàn)有的水下作業(yè)，降低了施工難度，提高了施工人員的安全性，也大幅度減少了施工成本，有效地推廣了潮流能發(fā)電裝置的商業(yè)應(yīng)用。
[0023]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0024]圖1所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例提供的將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法。
[0025]圖2所示為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例提供的將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法。
[0026]圖3所示為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例提供的將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法實(shí)施過程中的俯視圖。
[0027]圖4所示為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例提供的潮流能發(fā)電裝置的俯視圖。
[0028]圖5所示為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例提供的潮流能發(fā)電裝置未打樁時(shí)的