[发明专利]一种集成振荡水柱式波浪能发电装置自提升箱式取水戽头及其使用方法

说明书

本发明公开一种集成振荡水柱式波浪能发电装置自提升箱式取水戽头及其使用方法，属于海水取水工程装备制造领域。该取水戽头包括振荡水柱腔室、电力转换系统、泥沙沉淀池和输水管线。振荡水柱腔室通过形成上下振荡的水柱，使气体压缩或膨胀，带动腔室顶部叶片的旋转，最终可供给输水管线取水戽头处水泵的用电需要；在振荡水柱腔室中被利用后的海水，流入泥沙沉淀池中沉淀泥沙，最后经水泵提升沿输水管道送至岸上。提升水位所需电能直接由波浪能转化装置提供，可实现水位的自提升；将水位提升过程从岸边的提升泵房移至取水戽头内部，节省了陆地空间资源；振荡水柱腔室可有效消耗海水动能，使海水充分静置，最终使得取水处的水质更好。

技术领域

本发明属于海水取水工程装备制造领域，涉及一种集成振荡水柱式波浪能发电装置的自提升箱式取水戽头及其使用方法，该取水戽头用于工程取水项目。

背景技术

大型热电厂需要不断提取冷却水以维持设备的正常工作，其涉海工程包括取水口及输水管线，取水口一般采用戽头的形式。为保证得到冷却水的水质良好(主要指泥沙、藻类等物质的含量较低)，海水在进入到取水戽头中后应足够静置以使泥沙充分沉淀，传统箱式取水戽头设置了两道挡板以达到减弱水动力这一目的；此外，在传统取水模式下，重力式输水管线近岸端与提升泵房相连，来实现水位的初次提升，提升泵房的正常工作需要外接电力来驱动。随着全球能源需求的不断增加，新型可再生能源的开发利用技术不断成熟，其中，波浪能作为一种储量大、易利用的新型能源，人们已开发出多种形式各异的波浪能转化装置。

波浪能转化装置的工作原理为：将波浪动能转化为装置的机械能，进而转化为可供人类直接利用的电能。为充分利用波浪能转化装置产生的电能，在传统箱式取水戽头中设置提升水泵，提升水泵直接由波浪能转化装置产生的电力驱动，即实现了取水戽头处水位的自提升，即发明一种可以自提升的取水戽头，满足工程项目的取水需要。同时，取水戽头前端的波浪条件直接影响后方取水的品质，将波浪能转化装置和传统取水戽头二者有机结合，可以大幅度消耗取水戽头前端的波浪能，从而实现后方水质的提升。另外，相较于传统重力式引流取水戽头接岸型式，本发明将提升水泵移至平台内部，也可以取缔传统取水工程接岸设施中的蓄水池和提升泵房，从而节省陆地空间资源。其中，考虑到振荡水柱式(OWC)波浪能转换装置是目前各国投入研究力度最大、建造最多的一种波浪能转换装置，且与传统箱式取水戽头具有相容的空间布局，在本发明中最终采用此类波浪能转换装置。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明根据传统箱式取水戽头和振荡水柱式波浪能转化装置各自的工作原理和相容的空间布局，将二者有机结合为一体，即所述的一种集成振荡水柱式波浪能发电装置自提升箱式取水戽头，其是一种应用振荡水柱式(OWC)波浪能转化装置在箱式取水戽头内部进行水位自提升的综合装置。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种集成振荡水柱式波浪能发电装置自提升箱式取水戽头，为箱式结构，包括振荡水柱腔室、电力转换系统、沉淀池5、垫层找坡11、输水管线6、提升水泵7、检修孔12、侧壁面及与侧壁面垂直的上方壁面、下方壁面。

所述的振荡水柱腔室为振荡水柱式波浪能发电装置，位于前方，包括进浪口1、挡板A2、叶片3和气室4。所述的进浪口1位于箱式取水戽头前侧壁面的中下部，通过控制进浪口1的尺寸控制振荡水柱式波浪能发电装置的转化效率和箱式取水戽头的流量大小。所述的挡板A2设置于箱式结构靠近前侧壁面的一侧，其顶部与上方壁面固接，底部与下方壁面之间留有间隔，既挡板A2未与其对侧的壁面连接，挡板A2用于减小进入沉淀池5的海水流速。所述的气室4为挡板A2、箱式取水戽头前侧壁面及经进浪口1进入振荡水柱腔室的海水之间形成的一个封闭的气室。所述的叶片3固定在箱式取水戽头顶部、位于气室4上方，叶片3在双向气流作用下均同向旋转，气体进出气室4时均能发电，提高发电效率。