水平軸潮流能發(fā)電裝置海洋環(huán)境載荷與可靠性分析.pdf

1、隨著潮流能水輪機(jī)的發(fā)展,水輪機(jī)的實(shí)際工程應(yīng)用逐步成為研究重點(diǎn)。目前,國(guó)內(nèi)對(duì)潮流能及其電場(chǎng)建設(shè)的一系列相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的研究和裝備的研制尚處于起步階段,工程應(yīng)用中水輪機(jī)組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。在潮流能基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,環(huán)境載荷的計(jì)算方法和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是首要解決的問(wèn)題。我國(guó)潮流能儲(chǔ)量豐富,深入潮流能發(fā)電裝置工程應(yīng)用研究,對(duì)解決我國(guó)日益嚴(yán)峻的能源和環(huán)境問(wèn)題具有重要意義。
　　本文以潮流能水平軸50kW水輪機(jī)組研制及相關(guān)裝置研究和設(shè)計(jì)為背

2、景,研究水平軸潮流能水輪機(jī)及機(jī)組結(jié)構(gòu)的環(huán)境載荷及其計(jì)算方法,包括潮流和波浪對(duì)水輪機(jī)葉片及其機(jī)組結(jié)構(gòu)的作用載荷。研究?jī)?nèi)容主要包括以下內(nèi)容:水平軸潮流能水輪機(jī)海洋環(huán)境載荷計(jì)算方法;水平軸潮流能水輪機(jī)組可靠性分析;50kW水平軸潮流能發(fā)電裝置的載荷數(shù)值計(jì)算與可靠性分析。
　　本文首先對(duì)潮流能水輪機(jī)在的工程海域和作用在潮流能水輪機(jī)上的海洋環(huán)境載荷進(jìn)行分析。運(yùn)用動(dòng)量-葉素理論等相關(guān)基礎(chǔ)理論對(duì)水輪機(jī)的葉片的流體動(dòng)力載荷進(jìn)行分析,給出水平軸水輪

3、機(jī)水動(dòng)力載荷計(jì)算方法,為水輪機(jī)組后續(xù)設(shè)計(jì)分析奠定基礎(chǔ)。
　　其次對(duì)作用水下非常規(guī)結(jié)構(gòu)的波浪載荷計(jì)算方法進(jìn)行分析。根據(jù)線性波理論和Morison方程等理論給出水下海洋結(jié)構(gòu)物波浪力的計(jì)算方法。同時(shí)還對(duì)水下的環(huán)境載荷作用下的水輪機(jī)組的靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、穩(wěn)定性等進(jìn)行分析,并給出分析方法。
　　最后采用有限元分析軟件對(duì)作用在50kW水平軸水輪機(jī)水動(dòng)力載荷,包括水輪機(jī)葉片的水動(dòng)力載荷,機(jī)組裝置的載荷進(jìn)行計(jì)算,得出潮流能水平軸50kW水輪機(jī)