[发明专利]一种潮流发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置，尤其涉及一种利用海洋潮流及波浪能来发电的装置。 

背景技术

目前，国际性的能源危机和持续环境恶化使各国纷纷加大对清洁能源的开发力度。占地球表面71%的海洋，蕴藏着大量的潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海流能等海洋能，理论储量为70多亿千瓦，是目前全世界发电能力的十几倍。海洋能是清洁的可再生能源，科学的开发和利用对缓解能源危机和环境污染问题具有重要的意义，因此世界各国都在大力开发海洋能。以海流能和潮流能为例，据估计全球可供开发的能量达500-1000TWh/年，我国沿岸潮流资源根据对 130个水道的计算统计，理论平均功率为 13948.52 万千瓦。如果将这部分能源合理、高效、经济的利用起来将会使我国能源的结构更加合理，资源的利用更加充分。

海流能发电装置的工作原理比较简单，海水冲击叶轮，将流体动能转化为叶轮的机械能，进而带动发电机发电，以电能形式进行储存或输送，实现海流能的利用。海流发电无需建设拦海堤坝，大大缩短了建设周期，降低了建设投资，经济性也更好。此外，相对于传统的筑坝发电，新型海流能发电装置能够较好的保护当地环境，避免自然资源和人文景观的破坏，具有广泛的适应性和推广性。

在各型潮流能获取装置中，以水平轴潮流能水轮机应用最多，竖轴潮流能水轮机次之。垂直轴式潮流能发电装置的叶轮轴线与水流方向是相互垂直的，其技术发展路线参照了水轮机的设计。其优点在于对水深要求不高，满足变化流向的要求，整体的悬置式结构便于电气控制系统的设计调试和维修；其缺点在于自启动性能较差，整体效率较低。水平轴式潮流能发电装置的透平叶轮轴线与水流方向是相平行的，其发展路线参照了风力发电机的设计。与垂直轴透平结构相比，水平轴海流能发电装置有具有效率高、自启动性能好的特点；其缺点在于不能满足变化流向的要求，要通过变桨距控制机构才能使机组适应双向的潮流环境。因此，目前的海流发电装置整体效率都比较低，而且结构都比较复杂。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种可以解决水平轴潮流发电装置对流向适应性不强以及垂直轴潮流发电装置自启动性能差等不足，提高发电效率的潮流发电装置。

技术方案：本发明的潮流发电装置，包括水平叶轮、垂直叶轮、第一磁力耦合联轴器、第二磁力耦合联轴器、第一齿轮增速箱、第二齿轮增速箱、第一发电机、第二发电机、齿轮换向器、密封舱、限速控制机构和储能装置，第一磁力耦合联轴器包括第一主动盘和第一被动盘，第二磁力耦合联轴器包括第二主动盘和第二被动盘，水平叶轮与第一主动盘连接后设置在密封舱外部一侧，第一被动盘位于密封舱内部一侧并与第一主动盘对应设置，第一被动盘的输出端与第一齿轮增速箱的输入端连接，第一齿轮增速箱的输出端与第一发电机的输入端连接；

垂直叶轮通过齿轮换向器与第二主动盘连接后设置在密封舱外部另一侧，第二被动盘位于密封舱内部一侧并与第二主动盘对应设置，第二被动盘的输出端与第二齿轮增速箱的输入端连接，第二齿轮增速箱的输出端与第二发电机的输入端连接，第一发电机和第二发电机的输入端还与限速控制机构相连接，第一发电机和第二发电机的电能输出端与储能装置连接。

本发明中，水平叶轮采用水平轴式双向叶片，水平叶轮的轮毂上设置有导流罩。第一发电机和第二发电机为正反双向旋转发电机。

水平叶轮和垂直叶轮的叶片均为高强度玻璃钢复合材料，且叶片与导流罩表面经过喷设防腐蚀层处理；

第一磁力耦合联轴器的第一主动盘和第二磁力耦合联轴器的第二主动盘采用密封螺纹形式与密封舱固定连接。

优选地，水平轴式双向叶片与轮毂采用螺栓固定连接；

优选地，第一磁力耦合联轴器和第二磁力耦合联轴器采用平面轴向型磁力耦合联轴器；

优选地，第一发电机和第二发电机采用级数多，转速低的正反双向旋转发电机；

优选地，潮流发电装置通过支撑桁架结构与海面波浪发电装置的固定锚链连接，层次式悬浮布置于海面以下。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：      

1、相对于传统的水平轴潮流发电装置，本发明的潮流发电装置水平轴式发电部分采用双向叶片，可以双向发电，对于主流方向的潮流能捕获效率更高；本发明采用双向旋转发电机，发电机正反方向旋转均可发电。

2、与单一的水平轴式潮流发电装置相比较，本发明的潮流发电装置还设有垂直轴潮流发电部分，对于来流方向变化时仍能进行发电，避免出现断电问题。