[发明专利]一种基于单点系泊并利用潮汐动能发电的海流发电场

权利要求书

1.一种基于单点系泊并利用潮汐动能发电的海上海流发电场。该海流发电场其特征在于利用大海的天然潮汐水流形成的势能(动力资源)驱动发电机，将海水的势能转变成电能进行发电；单点系泊可以简述为固定于大海底部、高于海面，且能够360度旋转的立轴，驳船通过轴套(和尚头)连接于单点系泊，下部安装成套或矩阵式排列的发电设备，该海流发电场在大海上具有位置的相对稳固性和操控性，无论涨潮落潮，由若干台套发电设备组成发电场(安装在驳船上)都会沿着单点系泊，在水流作用下进行360度旋转，而单点系泊与驳船连接处同时安装有一个360度旋转的电滑环，将发电场产生的电力通过电滑环，转换到海底电缆，与其它海流发电场的电力进行交汇，然后并入国家电网。

2.根据权利要求1所述的海流发电机其特征在于：发电设备安装于驳船底部，由螺旋桨和螺旋轴两种方式(也可以两种方式叠加使用)，在海水潮汐势能作用下驱动发动机旋转，产生600V交流电，经过安装于驳船的升压装置，调压至60KV(或国家电网主路电压)，通过单点系泊滑环将电能经过海底电缆汇入海流发电场的总电路，在电控系统操控下并入国家电网，并将电能输送至用户。

3.根据权利要求1所述的海流发电场：包括1.单点系泊、2.电能桥接装置电滑环、3.连接轴(和尚头)、4、高压输送电缆、5.驳船船体(承载发电机及配电系统等)、6.配电系统、7.升压变压器、8.发电机、9.发电机驱动轴、10.螺旋浆(螺旋轴)等组成。

4.根据权利要求1所述的由海流驱动发电机，在大海潮汐变化时，海水流动中产生一个非常大的势能，对安装于船体底部的螺旋浆(螺旋轴)形成驱动力，并带动发电机产生电能(多组或矩阵式布排的发电设备同时运行，可使电能成倍数递增，能大大提高该发电场的效益效能效果)，经过配电系统及升压变压器升压后变成60KV输送电压，再通过电滑环，高压输送至海底电缆汇入主电网，最终输出至用户。

5.根据权利要求1所述的发电机其特征在于：一个海水潮汐变化期间，船体不受外力干扰，会围绕单点系泊旋转360度(超过一个涨落潮的周期，船体可能在做无序的、无极的、无由的运动，且不影响发电效果)，无论大海处于涨潮或是落潮，海流方向仍然会与船体相对，致使发电机处于电力输出状态，但电力会随着水势的强弱正向趋动；高潮低潮的稳定期(平潮)，螺旋浆(螺旋轴)不做功，发电机相应地不发电。

6.根据权利要求1所述的一种桩腿插入海底里面若干米深的单点系泊，共三种模式，其特征分别在于：1.海上油田废弃但通过功能恢复，可以再次使用的单点系泊、2.单根圆柱状孔径3米以上，通过打桩船打入海床的单点系泊：3.以四根桩腿为主，通过辅管焊接，形成上窄下宽的单点系泊。上述三种单点系泊均插入基于海底泥面以下科学探察的安全深度，单点系泊水线部分连接有破冰的椎体(无冰期海域可不考虑)，单点系泊上部为高出水线四米左右(由该海域水文资料确定)，能够系泊驳船的旋转轴，旋转轴的上方为电力滑环轴，电力滑环轴的上部为固定螺母和安全销。

7.根据权利要求1所述的旋转轴套组架其特征在于：以该海域百年一遇台风、流冰以及系泊装置海水前行等综合因数三倍破坏力前提下制作的组架，组架前端通过和尚头固定于旋转轴套(和尚头可做四周运动)，轴套在旋转轴做无极饶轴运动。旋转轴套组架后端为和尚头母套(各有一定开口的两个半圆形)，以次连接驳船。轴套上部为电力滑环，通过碳刷将高压电滑移至海底高压电缆并入发电场主电网。旋转轴套组架功能为单点系泊和驳船的连接器，驳船围绕单点系泊做无极旋转，在不发生碰撞的前提下维持驳船船头始终顶着水流，让水流穿过螺旋浆(螺旋轴)。

8.根据权利要求1所述的驳船其特征在于：船体分设若干舱室，按照功能分配，大部分为压载舱，舱室后部倒数第二排为若干个发电机舱室，分别凸出于舱室底部，发电机通过平行安装的连接轴连接大型叶轮。船体尾部共安装同型叶轮若干。舱室后部倒数第三排为螺旋轴发电机系统，发电机通过万向轴软性连接于螺旋轴(螺旋轴的长度、叶轮的直径)可根据叶轮发电机来匹配，以便电控系统进行适度微调即可电力组网。

9.根据权利要求1所述的驳船甲板其特征在于：1.有人值守发电场：主甲板安装有配电室(电控系统)、变压升压室、监控操作室、设备维修室、水文气象室、储藏室、生活区、风力应急发电储能系统、小型塔吊(电吊)、避雷装置、风向标、卫星天线、安全栏杆、飞机平台、压载观察孔、驳船左右侧拖轮靠泊梯、紧急释放自动锚定系统、高强度舱室强制通风系统，数据传输系统、应急逃生系统(救生艇筏)。2.无人值守发电场：主甲板安装有配电室(电控系统)、变压升压室、维修休息室、风力应急发电储能系统、小型塔吊(电吊)、避雷装置、风向标、卫星天线、安全栏杆、飞机平台、压载观察孔、驳船左右侧拖轮靠泊小平台、紧急释放自动锚定系统、高强度舱室强制通风系统、应急逃生系统(救生筏)、数据传输系统。