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、隨著潮流能水輪機的發(fā)展,水輪機的實際工程應用逐步成為研究重點。目前,國內(nèi)對潮流能及其電場建設的一系列相關(guān)應用技術(shù)的研究和裝備的研制尚處于起步階段,工程應用中水輪機組的結(jié)構(gòu)設計是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。在潮流能基礎結(jié)構(gòu)設計中,環(huán)境載荷的計算方法和設計準則是首要解決的問題。我國潮流能儲量豐富,深入潮流能發(fā)電裝置工程應用研究,對解決我國日益嚴峻的能源和環(huán)境問題具有重要意義。
　　本文以潮流能水平軸50kW水輪機組研制及相關(guān)裝置研究和設計為背

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

3、機水動力載荷計算方法,為水輪機組后續(xù)設計分析奠定基礎。
　　其次對作用水下非常規(guī)結(jié)構(gòu)的波浪載荷計算方法進行分析。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)物波浪力的計算方法。同時還對水下的環(huán)境載荷作用下的水輪機組的靜力學、動力學、穩(wěn)定性等進行分析,并給出分析方法。
　　最后采用有限元分析軟件對作用在50kW水平軸水輪機水動力載荷,包括水輪機葉片的水動力載荷,機組裝置的載荷進行計算,得出潮流能水平軸50kW水輪機