波浪能发电装置

摘要：

能源犹如人体的血液，能源工业作为国民经济的基础，对提高人民生活质量和促进社会经济发展都极为重要．如果新的能源体系尚未建立，能源危机将席卷全球．最严重的状态，莫过于工业大幅度萎缩.甚至因为抢占剩余的石油资源而引发战争．为了避免能源枯竭，目前美国、加拿大、日本、欧盟、中国等都在积极开发如太阳能、风能、海洋能（包括潮汐能和波浪能）等可再生新能源．我国波浪能发电技术研究自２０世纪７０年代开始至今，已取得了巨大的成就.我国波浪能发电技术研究虽起步较晚，但发展很快我国的微型波浪能技术已经成熟，小型岸式波浪能发电技术已进入世界先进行

列．我国沿海有效波高约为２～３ｍ、周期为９ｓ的波列，波浪功率可达１７～３９ｋＷ?ｍ－１，渤海湾更高达４２ｋＷ?ｍ－１．因此，利用海水波浪上下运动产生的频率，设计一个与波浪运动频率有交集的发电装置，此装置以研究转换效率较高、成本较低的浮子式波浪发电技术为目的，以机械共振为基础，通过对波浪能的利用，找到一种获取海洋能源并将其转换为电能高效的、新型的、环保的途径，具有广阔的应用前景.

以下介绍一种波浪能发电装置---浮板式波浪能发电装置.由一连串的浮板通过轴相连接,在浮板的上面装上太阳能板,板里面装有许多线圈,线圈外装有外罩.

装置原理:1,太阳能板利用的是光生伏特效应：假设光线照射在太阳能电池板上并且光在界面层被接纳，具有足够能量的光子可以在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起，致使发作电子－空穴对。界面层临近的电子和空穴在复合之前，将经由空间电荷的电场结果被相互分别。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。经由界面层的电荷分别，将在P区和N区之间发作一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5～0.6V。经由光照在界面层发作的电子－空穴对越多，电流越大。界面层接纳的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中组成的电流也越大。在太阳能电池板边缘处留有两个孔,用来连接发电机. 2,类似于手摇式自发电手电筒原理：在板的两侧装有类似于弹簧的收缩器，在收缩启向板内一侧有连接发电机的导线。在波浪的冲击作用下，推动了该收缩器

的运动，由波浪的动能转换成机械能。

3，电磁感应原理：电磁感应是指磁通量变化产生感应电动势的现象，该发电原理利用海水运动所收集到的波浪能转化为机械能．利用收缩器，引起发电装置里的线圈振动，振动着的线圈不断地经过内置式的永磁体，线圈切割磁感线，导致线圈里的磁通量发生变化，从而在线圈两端产生感生电动势．线圈振动的发电装置的

机械装置如下图１所示．圆形钕铁硼永磁体装在透明圆筒里，圆筒的上下底都用钓鱼细绳固定住，放置在线

圈的内部中偏上部分．用传统绕法制成的方形线圈放置在发电机外部，上下两端的四周都装有弹簧，用两条

导线把线圈的两端用导线与发电机相连接，形成闭合回路，发电机装在发电装置的下面．当线圈受迫振动时，上下运动，与内置于其内部的永磁体的相对位置发生变化，进而引起磁通量的改变，导

致线圈中产生交变的感应电动势，实现对外部的供电，

结论：

装置依据太阳能电池板，机械振动和电磁感应的原理，将波浪能转换成电能，利用清洁和可再生能源，环保清洁，响应“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”的概念．装置结构小而轻便灵活，不受沿海岸边地理条件影响，使用范围广．

波浪能发电装置

课程设计说明书题目名称波浪能发电装置的设计课程名称机械产品技术创新学生姓名郭钊群学号1341102053 专业制冷与空调指导教师姜宏阳机械与能源工程系 2015年12 月17 日

波浪能发电装置的设计班级：制冷与空调姓名：郭钊群学号：1341102053 摘要：海洋波浪能作为一种清洁环保并且可再生的新型能源已经吸引了世界各国科学人员的目光，并已取得一定的研究成果。介绍了海洋波浪能发电装置的原理，对海洋波浪能发电装置进行了分类，总结了几种典型海洋波浪能发电装置的优缺点，并针对现阶段国内外研究现状指出目前存在的问题和今后海洋波浪能发电装置的发展前景。关键字：新型能源；海洋波浪能；发电装置；发展前景前言：随着世界经济不断地高速发展，世界各国对能源的需求量急剧增长。当前出现的全球石油危机，使人们更加清醒地认识到能源在国民经济和社会发展中所起到的重要作用。为了解决能源供应在社会发展中所遇到的瓶颈问题，寻找可替代、可再生、清洁的新型能源已经成为全球各个国家的共识。海洋作为占地球面积 70％的主体，不仅拥有丰富的水产、石油等资源，更蕴藏着巨大的能源，海洋能源主要是以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在［1］。其中海洋波浪能在海洋中无处不在，而且受时间限制相对较小，同时波浪能的能流密度最大，可通过较小的装置提供可观的廉价能源（主要以电能为主），并且也可以为边远海域的国防、海洋开发、农业用电等活动提供帮助。因此，世界上各个国家都十分重视并且花大力气开发与研究海洋波浪能，尤其是研究和开发波浪能发电装置正文： 1.波浪能发电装置的发展历史海洋波浪能开发利用的设想可以追溯到一个世纪以前，早在1911年，世界上第一台海洋波浪能发电装置就研制成功，之后许多国家都致力于研究波浪能发电。20世纪80年代波浪能开发转向以为边远沿海和海岛供电为目的的实用性、商业化的中小型装置为目标，各国相继建成了20多个波浪能发电装置或电站。如今，世界上主要发展和研制的波浪能发电装置有“点头鸭”式、振荡水柱式、

波浪发电的结构,机理

波浪发电装置的基本原理 1、波浪理论及波浪能 1.1波浪理论在海洋工程中，海浪是作用在海洋工程结构上的最主要的外力之一，对于海浪作用的研究，目前一般是从两个领域进行研究：一个领域是对液体的波动从流体力学的角度加以研究，研究液体内部各质点的运动状态，这种研究一般包括线性波浪理论和非线性波浪理论两大类;另一个领域是将海面波动看作是一个随机过程，研究其随机性，从而揭示海浪内部波动能量的分布特性，从统计意义上对液体内部各质点的运动状态进行描述，研究其对工程结构的作用，当然这后一个领域的研究，也需要应用流体力学理论对处于理想状态下的液体内部各质点的运动规律进行描述。通过对天然海面的观测可知，海面上各点的水面变化呈现随时间和地点而变的一个随机过程，对于一个固定点的水面波动来说，它是由许多从不同方向以不同波速传播而来的并且波长和振幅经常在变的波浪互相组合彼此影响而形成的，它是一个非常复杂的过程。目前尚无一种数学理论能精确的描述水波的性能，各种波浪理论只是在一定程度上对实际现象的简单近似，在实际工程中多应用线性波浪理论作为其理论基础。线性波浪理论在一般工程实践中通常采用微幅波理论(Airy 波理论） 1.2波浪能简介波浪中的波动是海水的重要运动形式之一。从海面到海洋内部处处都可能出现波动。波动的基本特点是，在外力的作用下，水质点离开其平衡位置作周期性或准周期的运动。由于流体的连续性，必然带动其邻近质点，导致其运动状态空间的传播，因此运动随时间与空间的周期性变化为波动的主要特征。实际海洋中的波动是一种复杂的现象，严格说，他们都不是真正的周期性变化。但是，作为最低近似可以把实际的海洋波动看作是简谐波动(正弦波)或简谐波动的叠加。一个简谐波动的剖面可用一条正弦曲线加以描述。如图1.1所示，曲线的最高点称波峰，曲线的最低点称为波谷，相邻两波峰(或波谷)之间的水平距离称为波长(λ)，相邻两波峰(或者波谷)通过某固定点所经历的时间称为周期(T)。显然，波形传播的速度T C λ=。从波峰到波谷之间的垂直距离成为波高(H)，波高的一半?=H/2称为振幅，是指水质点离开其平衡位置的向上(或向下)的最大垂直位移。波高与波长之比称为波陡，以)(λδH =表示。在直角坐标系中取海面为x 一y 平面，设波动沿x 方向传播，波峰在y 方向将形成一条线，该线称为波峰线，与波峰垂直指向波浪传播方向的线称为波向线。

堤防工程设计规范(考题及答案)

《堤防设计规范》题目 1．1级堤防在不允许越浪的情况下，安全加高值是（）。 2．松软土基上上防洪墙基地应力的最大值与最小值之比，基本组合不应大于（），特殊组合必应大于（）。 3．当软黏土堤基采用铺垫透水材料加速排水固结时，其透水材料可使用（）、（）（），也可结合使用。在防渗体部位应避免造成渗流通道。 4．对于深层的可液化土层，可采用振冲、强夯、（）、（）加强堤基排水等方法处理。 5．表层透水堤基处理可采用截水槽、（）、（）及灌浆截渗等方法处理。 6．防渗墙深度应满足渗透稳定要求。半封闭式和封闭式防渗墙深入相对不透水层的深度不应小于（），当相对不透水层为基岩时，防渗墙深入相对不透水层的深度不应小于（）。 7．土堤堤身设计应包括堤身断面布置、填筑标准、堤顶高程、堤顶结构、堤坡与戗台、（）、（）。 8．防洪墙设计应包括墙身结构形式、基础轮廓尺寸、（）、（）等。 9．黏性土土堤的填筑标准应按压实度确定。1级地方不应小于（）。 10．堤顶超高公式为Y=R+e+A，公式中的R表示（）、e表示（）。 11．土堤应预留沉降量。沉降量可根据地基地质、堤身土质及填筑密度等因素分析确定，宜取堤高的（）。 12．堤顶宽度应根据防汛、施工、管理、构造及其他要求确定。堤顶宽度，1级堤防不宜小于（）；2级堤防不宜小于（）。 13．防浪墙可采用浆砌石、（）等结构形式。防浪墙净高不宜超过（），埋置深

度应满足稳定和抗冻要求。 14．堤高超过6.0m时，背水侧宜设置戗台，戗台的宽度不宜小于（）m。15．浆砌石、混凝土等护坡应设置排水孔，孔径可为（），孔距可为（），宜采用梅花形布置。 16．高于6m的土堤受雨水冲刷严重时，宜在堤顶、堤坡、堤脚以及堤坡与山坡或其他建筑物结合部设置（）。 17．平行堤轴线的排水沟可设在戗台内侧或近堤脚处。坡面竖向排水沟可每隔（）设置一条，并应与平行堤轴向的排水沟连通。 18．堤身防渗宜采用均质土堤形式，也可采用心墙、斜墙等型式。防渗材料可采用（）、（）沥青混凝土、（）等材料。堤身排水可采用深入背水坡脚或贴坡滤层。滤层材料可采用砂、砾料或土工织物等材料。 19．防渗体的顶部应高出设计水位（）。 20．防洪墙应设置变形缝，钢筋混凝土墙缝距宜为（），混凝土及浆砌石墙宜为10~15m。 21．渗透稳定应进行以下判断和计算：1土的渗透变形类型；2堤身和堤基土体的（）；3堤防背水侧渗流出逸段的渗透稳定。 22．墙式护岸墙基可采用地下连续墙、（）或（），结构可采用（）或（），其断面结构尺寸应根据结构应力分析计算确定。 23．背水侧堤坡及地基表面逸出段的渗流比降应（）允许比降；当出逸比降大于允许比降，应采取（）、（）等保护措施。 24．土堤抗滑稳定计算可采用（）或简化毕肖普法。当堤基存在较薄软弱土层时，宜采用改良圆弧法。

多向联轴式波浪能发电装置的设计与研究

２０１８年第７期２０１８Ｎｕｍｂｅｒ７水电与新能源ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲＡＮＤＮＥＷＥＮＥＲＧＹ第３２卷Ｖｏｌ.３２ＤＯＩ:１０.１３６２２/ｊ.ｃｎｋｉ.ｃｎ４２－１８００/ｔｖ.１６７１－３３５４.２０１８.０７.０１７收稿日期:２０１８－０５－２８作者简介:屈书恒?男?本科生?专业研究方向:水利水电工程?多向联轴式波浪能发电装置的设计与研究屈书恒?黄佳晟?李家誉?徐一欢?周子嫣 (武汉大学水利水电学院?湖北武汉一４３００７２) 摘要:波浪能是一种开发前景巨大的清洁能源?其发电装置已成为研究热点?在探索的基础上提出了一种多向联轴式的波浪能发电装置?它包括俘能系统二机械转化系统和发电系统三大部分?结合海浪理论和计算原理?预估该装置的整机理论效率可达３８.０％?是一种高效率的发电装置? 关键词:波浪能?发电装置?效率?前景中图分类号:ＴＭ６１一一一文献标志码:Ａ一一一文章编号:１６７１－３３５４(２０１８)０７－００７６－０３ＤｅｓｉｇｎｏｆａＭｕｌｔｉ￣ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＣｏｕｐｌｉｎｇＷａｖｅＰｏｗｅｒＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＵｎｉｔＱＵＳｈｕｈｅｎｇ?ＨＵＡＮＧＪｉａｓｈｅｎｇ?ＬＩＪｉａｙｕ?ＸＵＨｕａｎ?ＺＨＯＵＺｉｙａｎ (ＳｃｈｏｏｌｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ?ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?Ｗｕｈａｎ４３００７２?Ｃｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｗａｖｅｅｎｅｒｇｙｉｓａｋｉｎｄｏｆｃｌｅａｎｅｎｅｒｇｙｔｈａｔｈａｓｇｒｅａｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｆｏｒｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ.Ｔｈｅｗａｖｅｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｕ￣ｎｉｔｈａｓｂｅｃｏｍｅａｒｅｓｅａｒｃｈｈｏｔｓｐｏｔ.Ａｍｕｌｔｉ￣ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｃｏｕｐｌｉｎｇｗａｖｅｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｕｎｉｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ.Ｔｈｅｄｅｖｉｃｅｃｏｎ￣ｓｉｓｔｓｏｆｔｈｒｅｅｐａｒｔｓ:ｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃａｐｔｕｒｅｓｙｓｔｅｍ?ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ.Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｓｅａｗａｖｅ?ｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｕｎｉｔｉｓｅｓｔｉｍａｔｅｄｔｏｂｅ３８.０％.Ｉｔｉｓａｎｅｆｆｉ￣ｃｉｅｎｔｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅａｎｄｈａｓｂｒｏａｄｐｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｗａｖｅｅｎｅｒｇｙ?ｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｕｎｉｔ?ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ?ｐｒｏｓｐｅｃｔ一一随着全世界人口的快速增长?整个社会对能源的需求量显著增加?长期以来?整个社会的能源消费结构以化石能源为主?随着人们环保意识的提高?人们开始减少对化石能源的依赖?并开始使用各种清洁可再生能源?有关文献预测在２０５０年可再生能源的供应比重将会达到３５％[１]?广阔海洋中蕴藏着包括波浪能二潮汐能二海流能二温差能二盐差能等在内的巨大的能源[２]?其中?波浪能储量巨大且分布广泛?是最值得开发利用的海洋能?据估算?全世界可利用的波浪能达到１０８ｋＷ量级[３]?有着广阔的发展前景?因此成为全世界海洋能研究开发的重点? 波浪能发电发展至今?出现了各式各样的波浪能发电装置?其中具有代表性的装置有:振荡浮子式二振荡水柱式二点头鸭式二聚波蓄能式二阀式等[４]?目前投入使用的大多数都是大型的二大功率的设备?并且装置建造费用昂贵?施工困难?除此之外?大多数的发电装置都是利用波浪能的半波转化?效率普遍比较低?得到的电流不稳定?电能质量不高?这些因素极大地制约了波浪能发电装置的发展? 本文提出了一种新型的小型化波浪能发电装置?突破了传统半波转化的限制?实现了全波转化并输出稳定的电流?提高能量的利用效率和电能质量?有效地解决了目前波浪能发电装置的不足?并且装置的可靠性也能得到保证?为波浪能发电的发展提供新的思路和方向? １一系统与装置特色传统的波浪能发电装置可分为俘能二机械转化和发电三大部分?本文设计的波浪能装置在沿用传统发电装置设计理念的基础上加以改进?将整个装置进行６７

世界海洋波浪能发电技术的发展现状与前景

2011 年第1 期2011 N um ber 1 水电与新能源 H YDR OPOW ER AND N EW EN ERGY 总第93期 T otal N o. 93 文章编号: 1671 - 3354( 2011) 01 - 0067 - 03 世界海洋波浪能发电技术的发展现状与前景肖惠民, 于波, 蔡维由 (武汉大学动力与机械学院, 湖北武汉430072; 水力机械过渡过程教育部重点实验室, 湖北武汉430072) 摘要:对海洋波浪能发电技术的基本原理和特点进行了综述和评价, 介绍了国内外波浪能发电技术的进展及主要发电装置, 并分析了波浪能研究与利用的发展方向。关键词:波浪能; 波能转换; 发展现状; 前景中图分类号: P743 文献标志码: A The D eve lopm en t Status and P rospects of O ceanW ave P ow er G enera tion T echnology in the W or ld X IAO H u im in, YU Bo, CA IW e iyou ( S choo l of Pow e r andM echan ica l Eng ineer ing, W uhan U n iversity, W uhan 430072, Ch ina) A bstrac t: T he deve lopm ent o f the ocean w ave pow er generat ion techno logy hom e and ab road, its basic princ iples and charac ter istics are com prehensive ly d iscussed, the m ain g enerating dev ices are rev iew ed, and the trends and pro spects o f w ave energy u tilizat ion are a lso descr ibed. K ey w ord s: w av e energy; w av e energy conversion; deve lopm en t status; prospects 着世界经济的发展、人口的激增和社会的进步, 人类对能源的需求日益增长。而占地球表面积70% 的 1 波浪转换技术的进展海洋, 集中了97% 的水量, 蕴藏着大量的能源, 包括波浪能、潮汐能、海流能、温差能、盐差能等。其中, 波浪能由于开发过程中对环境影响小且以机械能形式存在, 是品位最高的海洋能。利用波浪能发电可为边远海岛和海上设施等提供清洁能源, 还可利用波浪能提供的动力进行海水淡化, 从深海提取低温海水进行空调制波浪能发电是通过波浪能装置将波浪能首先转换为往复机械能, 然后再通过动力摄取系统转换成所需的动力或电能。目前已经研究开发了多种波量能技术, 实现波浪能转换。根据国际上最新的分类方式, 波浪能技术分为振荡水柱技术、振荡浮子技术和越浪技术三种。冷以及制氢等。 1. 1 振荡水柱式随着相关技术的发展以及世界各国科技工作者的努力, 近年来, 海洋波浪能发电技术取得了长足的进步, 陆续有试验电站投入商业运行。可以预见, 不远的将来, 随着海洋波浪能发电技术日益成熟, 将会有越来越多的海洋波浪能发电系统接入电网运行。本文对海洋波浪能发电系统的主要技术原理、特点和发展现状作了综述和评价, 最后分析了波浪能研究与利用的前景及发展方向。振荡水柱技术是利用一个水下开口的气室吸收波能的技术。波浪驱动气室内水柱往复运动, 再通过水柱驱动气室内的空气, 进而由空气驱动叶轮, 得到旋转机械能, 或进一步驱动发电装置, 得到电能(见图1)。其优点是转换装置不与海水接触, 可靠性较高; 工作于水面, 便于研究, 容易实施; 缺点是效率低。目前已建成的振荡水柱装置有挪威的500 kW 岸式装置、英国的500 kW 岸式装置L IM PET、澳大利亚收稿日期: 2010 - 11 - 01 作者简介: 肖惠民, 男, 博士研究生, 从事水力机械内部流动数值模拟及稳定性研究、可再生能源发电技术研究。

水银河堤防工程设计说明

一、工程概况水银河堤防工程位于陇县水银河下游的城关镇黄崖村，距县城2km。堤防按30年一遇洪水设计，设计洪峰流量243 m3/s。工程新修堤防770m，其中水银河右岸堤防520m，左岸堤防250m。工程需挖土方19285m3，回填土7510 m3，浆砌石3384 m3，压实砾砂料9936 m3，消耗水泥328T，砂子1350 m3，片石3892 m3，砂砾料9936 m3，投工5667工日。工程预算总投资219.86万元。工程建成后可确保水银河沿岸城关镇黄崖村357户，1646人以及陕西民爆责任有限公司陇县分公司职工的财产和生命安全，同时保护了河岸两侧的耕地，使人民群众充分利用河堤种植粮食及经济作物，将有效改善人民群众的生活、生产条件，推动两个文明建设，促进区域经济发展起到不可估量的作用，社会效益、经济效益和生态效益显著。 1、基本情况陇县位于宝鸡市西北部、地理位臵处东径106°26′20″-107°40′20″，北纬34°35′10″-35°52′54″，东西长59.7km，南北宽57.6km，周长248km，总面积2285.2km2。地势西北高，东南低，海拔高程800-2428m。东接千阳，南临宝鸡市陈仓区，北部和西部与甘肃接壤。水银河属千河二级支流，发源于陇山山脉北麓的河北乡

地区，由陇县县城东北端汇入北河，再汇入千河。水银河干流长16.8公里，流域面积82.15平方公里，河床比降为19.7‰。水银河流域为北部邱陵区，耕地面积大，林木稀少植被较差，覆盖率低，水土流失面积占总流域面积近一半，每逢暴雨，山洪爆发，泥水下泄，山坡耕地表土被刮，河道两岸良田、公路、村庄被毁，严重威胁着水银河两岸人民群众的生命财产和安全。 2、水文气象陇县地处中纬度地带，受中亚季风影响，具有明显的干旱大陆性气候特征，多年平均气温10.7?，最高气温40.5?，最低气温-19.9?，最大冻深度土层0.8m。主导风向夏多东南风，冬多西北风，最大风力可达8级2.1m/s，年平均蒸发量810.1mm，多年平均降雨量600.1mm，最大年降雨量810.4.1mm，最小年降雨量426.4mm，在季节分配上也不均匀，汛期七、八、九三个月降雨量均占全年降雨量的50%-70%。水银河流域河道洪水主要由暴雨产生形成，具有历时短、强度大、泥砂含量大、危害严重的特征。水银河多年平均流量0.32m3/s，年均径流量0.10亿m3。 3、地质地貌水银河流域在大地构造上属鄂尔多斯台向斜西南缘，河床位于陇新生代山间断陷盆地之中。河谷上游比较狭窄，下

“PETREL”海燕浮力摆式波浪能发电装置外观设计

摘要：本文通过了解以英国“oyster”（牡蛎）浮力摆式波浪能发电装置为主的几款摆式波浪能发电装置，在其原理基础上对它的一级能量收集装置即摆板进行再设计，旨在通过对摆板的外观设计来达到提高其波浪能收集率，进而增加发电量的目的。怀揣如此的目标，“petrel”（海燕）浮力摆式波浪能发电装置的设计构想应运而生。关键词：摆式波浪能发电装置；一级能量收集装置；外观设计；波浪能收然而，浮力摆式波浪能发电装置仍然有着很大的开发空间，如何进一步提高波浪能收集效率，如何增加发电量以及一些亟待解决的问题，始终是研究人员研发的首要课题。 1 基于浮力摆式波浪能发电装置原理上的外观设计 1.1 一级能量收集装置的外观设计一级能量收集装置是整个浮摆式波浪能发电装置最重要的部分之一，一级能量收集装置即摆板的作用是收集波浪的动能，并将此动能通过液压装置和发电机转化为电能。作为整个发电设备初始能量的收集装置，摆板的造型和外观会直接影响到一级能量的吸收量从而影响整个发电装置的电能输出量。因此，对于一级能量收集装置即摆板的设计就显得尤为重要。几种浮摆式波浪能发电装置一级能量收集装置的外观： 1.2 一级能量收集装置外观设计目的作为浮力摆式波浪能发电装置的初始能源收集装置，一级能源收集装置即浮力摆板的能量收集量越大、收集率越高，也就意味着在后续的能量转化环节也就是发电环节中发电量的增加，这也正是对浮力摆式波浪能发电装置不断设计革新的宗旨所在。发电装置发电量的影响因素有很多，诸如波长、浪高、流速等自然因素和摆板材料、规格、形状等人为因素。由于海洋自然环境的复杂性和多样性，因此本文对于浮力摆式波浪能发电设备的一级能量吸收装置的外观设计是在英国oyster浮力摆式波浪能发电装置的发电原理上进行的，针对摆板的外观进行了设计，旨在提高摆板的波浪能吸收效率，从而增加发电量。 2 基于英国oyster浮力摆式波浪能发电装置原理的新外观设计 2.1 petrel（海燕）浮力摆式波浪能发电装置外观设计 petrel浮力摆式波浪能发电装置的设计是建立在oyster浮力摆式波浪能发电装置的设计基础上的，对其一级能量收集装置进行了新设计并增加了额外的辅助发电功能（如图4、图5）。petrel浮力摆式波浪能发电装置摆高16m，摆宽15m，安装水深为10～13m。同oyster 浮力摆式波浪能发电装置一样安置在近岸海床，距海岸大约500m。 2.2 petrel浮力摆式波浪能发电装置摆板设计 petrel浮力摆式波浪能发电装置与oyster浮力摆式波浪能发电装置的主要区别在于摆板的设计，petrel的摆板设计造型灵感来自于鸟类海燕的翅膀形状（如图6、图7），不同于oyster的5根钢管垂直排列的摆板造型。这样的设计是在摆板的向波面增加了一个折线结构，首先增加了摆板与波浪的接触面积，使得摆板一次接触更大的波浪，从而收集更多的波浪能；其次从侧面可以看出摆板上端较下端更为宽大，由于摆板的中空设计，上端加大可以增加摆板上端的浮力。得以辅助摆板随波浪的摆动运动。 2.3 petrel浮力摆式波浪能发电装置辅助发电功能 3 petrel浮力摆式波浪能发电装置实用性预测 petrel浮力摆式波浪能发电装置的一级能量收集装置由折线造型的主摆板和两块辅助小摆板构成，充分利用表层与底层的海水运动来进行一级能量收集。另外，petrel浮力摆式波浪能发电装置整体继承英国oyster浮力摆式波浪能发电装置的优点即工作原理不复杂、结构简单、安置于近岸海床海水环境较远海更为稳定、方便修理维护以及充分利用近岸波浪能资源。经过主摆板外观的设计和辅助摆板的加设，在理想状态下可以增加一级能量即波浪能的收集，从而提高发电量。

防洪工程设计要点分析

防洪工程设计要点分析发表时间：2019-01-15T13:25:34.130Z 来源：《防护工程》2018年第30期作者：许战青 [导读] 并辅以工程实例论述，对防洪堤工程设计具有一定的参考价值。河北省水利水电第二勘测设计研究院河北石家庄 050000 摘要：防洪工程是基础设施的重要组成部分，它的重要性不言而喻。加强对防洪工程的研究，有助于找出防洪工程设计与建设中的不足之处，从而制定出有针对性的解决方案，提高防洪工程的设计水平。在有效保证人们生命财产安全的同时，促进经济的发展。本文结合治理防洪工程设计，对防洪堤设计中遇到的堤顶高程、筑堤材料、加固断面型式、设计质量等方面进行剖析，并辅以工程实例论述，对防洪堤工程设计具有一定的参考价值。关键词：防洪工程；设计标准；堤顶超高；筑堤材料引言：防洪工程是基础设施建设的重要构成部分，随着国民经济发展以及我国城镇化进程的加快,防洪工程不仅是抵御洪涝灾害、保障经济发展和人民生命财产安全的屏障,还成为提升城市亲水环境、构建城镇生态景观的重要组成部分。这是现阶段防洪工程出现的新的特点,也对设计工作提出了更高标准的要求。做好前期设计工作,并对其中涉及的一些关键问题深入剖析并总结,对做好防洪工程的建设具有重要指导意义。 1堤顶高程的确定问题堤顶高程的确定是防洪工程的重中之重,它是由堤防工程的重要性、工程级别以及防洪标准等综合确定,具体通过设计洪水位和堤顶超高来表现。 1.1工程概况防洪工程位于某市主城区及副城区，河道从城区穿过。选取的典型断面计算安全超高值主城区为1.71m，副城区为1.45m。因该市地处河流中上游，洪水历时较短，现有地面基本与设计洪水平齐或不低于设计洪水50cm，若按保守计算选取堤顶超高，将阻挡居民亲水视线，不利城市亲水景观建设，结合该市已建达标工程防洪标准，主副城区堤顶超高均取1m。 1.2设计洪水位合理确定设计标准是确定设计洪水位的首要前提。根据各单项工程各堤段保护对象的大小和重要性，依据相关规程规范，以及流域规划、各城市总体规划、已批复的各城市防洪规划，确定各堤段的洪水标准。防洪标准从某种意义上讲又是一个动态观念,由于洪水变化的幅度很大，尤其是上游山区性河流，洪峰大，但历时较短，洪水陡涨陡落。过高的标准，必然造成工程投资增加，在经济性上显然是行不通的。防洪标准实质上的是根据区域当前社会经济情况,确定一定的防洪安保体系,同时也承担超过设定标准，失事后带来的风险,取两者的一个相对均衡点。修水地方位于修河上游，修河由西至东将地方劈成两半。根据已批复防洪规划，城西发展片区为城市规划新区，现状主要由荒地与农田组成，规划新建黄田里土堤与堤后高地连接，自成一完整的防洪体系。根据现有规程规范，采用10年一遇防洪标准即可满足要求，考虑日后修水各地方协调发展及当地居民对防洪安保认知等社会稳定因素，设计时采用与其他片区一样的防洪标准，即20年一遇洪水标准。 1.3堤顶超高根据《堤防工程设计规范》堤顶超高（Y）由设计波浪爬高（R）、设计风雍水面高度（e）和安全加高（A）相加，即Y=R+e+A。其中R经采用经验公式可得,江河堤防风雍水高度e通常在10-4m级别上，可忽略不计。结合堤顶防汛公路路面硬化，在保证堤防安全的条件下，若按允许越浪的堤防设计，A可取小值。计算波浪爬高时，风向、风区长度与风速对其影响很大，为简化计算通常保守的做法都是按最不利因素叠加计算，尤其是汛期高水位时的风向并不都是与堤线垂直，这样就片面的增大了堤顶超高。本文认为，在山区河流洪水历时较短的地方，可人为降低波浪爬高，甚至不计波浪影响，仅按堤防等级选取安全加高。在乡镇防洪与河段整治工程中，有一些防洪工程地面高程基本与水位平齐或不低于设计水位30cm，若新建堤防，不但压占土地，还将改变原有排水体系，带来新的内涝问题。结合审查单位意见，设计对此类工程一律取消新建堤防，仅对原有岸坡进行防护，并在坡顶修建防汛道路，汛期允许其高水位时越浪。此外，同等级别沿河两岸及上下游堤防工程堤顶超高应统一、协调确定，保证沿河居民防洪安保安全感，促进社会稳定、和谐发展。 2筑堤材料问题目前我国筑堤料主要还是采用土料，在《堤防工程设计规范》中对筑堤料有明确要求，设计时按要求选取即可，但在有些地区尤其是山区，本身土料就比较匮乏，满足筑堤要求的土料场距工程区较远。因此，若在筑堤中能合适就近取用当地的材料，通过采取相应的工艺控制措施，保证筑堤质量，这将大大减少工程投资。位于饶河干流的某市，其航空工业园区的吕蒙堤，土料场距工程区较远，工程区附近的宋家山风化料场其储量及质量均满足筑堤要求，从工程投资经济性考虑，并结合当地堤防建设经验，采取粘土斜墙防渗、背填风化料的堤身断面，通过计算，堤身抗滑、渗流稳定均满足规范要求。随着土工技术的发展，越来越多的新型筑堤材料得到应用，既要结合当地实际情况，又要考虑工程对环境的影响[5]。赣江下游尾闾地区，河道开阔，河床下切严重，河中多分布沙洲，当地粘土料匮乏，河道两岸防洪堤基多为透水性较强的砂性土。结合区域内经济发展水平，该区域防洪堤多采用抛石和吹填砂筑堤,深层搅拌水泥土薄壁防渗墙防渗[1]。采用该种筑堤方法具有施工简单、节约工程投资等重要意义。 3堤防加固断面型式问题本次设计范围内的万亩农田圩堤33座，其中5万亩以上的圩堤就有5座，可以说他们是所有地区的重要产粮基地。这些圩堤大都建设年代相对较远，存在着土层碾压不够充分等问题。历年来，仅对出现过较大险情的堤段进行过处理[2]。对这些圩堤的加固，既要对险情有针对性的处理，又要保证堤防断面达标。地处修河支流潦河的宋埠堤，现状堤顶已远远高于设计洪水位，但由于筑堤料质量参差不齐，尤其是采用砂土筑堤的部分段落在外河高水位时，堤后常有泡泉出现，根据渗流计算结果，采用在堤后盖重砂土，盖重厚度根据计算结果确定。在未出险堤段，部分堤段虽然堤顶宽度不足4.0m，但是在计算堤顶高程处，堤身宽度已然大于4.0m，堤坡约为1:2，故不对此类堤段堤身加高培厚，仅在堤顶铺设3.5m宽防汛道路以及对堤容堤貌进行修整。位于赣江支流袁河上的袁河南联圩，处于凹岸的部分段落受河水

堤防工程设计规范(考题及答案)

堤防设计规范》题目 1．1 级堤防在不允许越浪的情况下，安全加高值是（）。2．松软土基上上防洪墙基地应力的最大值与最小值之比，基本组合不应大于（），特殊组合必应大于（）。 3．当软黏土堤基采用铺垫透水材料加速排水固结时，其透水材料可使用（）、（）（），也可结合使用。在防渗体部位应避免造成渗流通道。 4．对于深层的可液化土层，可采用振冲、强夯、（）、（）加强堤基排水等方法处理。5．表层透水堤基处理可采用截水槽、（）、（）及灌浆截渗等方法处理。6．防渗墙深度应满足渗透稳定要求。半封闭式和封闭式防渗墙深入相对不透水层的深度不应小于（），当相对不透水层为基岩时，防渗墙深入相对不透水层的深度不应小于（）。7．土堤堤身设计应包括堤身断面布置、填筑标准、堤顶高程、堤顶结构、堤坡与戗台、（）、（）。 8 ．防洪墙设计应包括墙身结构形式、基础轮廓尺寸、（）、（）等。 9．黏性土土堤的填筑标准应按压实度确定。1 级地方不应小于（）。 10 ．堤顶超高公式为Y=R+e+A ，公式中的R 表示（）、e 表示（）。 11 ．土堤应预留沉降量。沉降量可根据地基地质、堤身土质及填筑密度等因素分析确定，宜取堤高的（）。 12 ．堤顶宽度应根据防汛、施工、管理、构造及其他要求确定。堤顶宽度，1 级堤防不宜小于（）；2 级堤防不宜小于（）。 13 ．防浪墙可采用浆砌石、（）等结构形式。防浪墙净高不宜超过（），埋置深度应满足稳定和抗冻要求 14 ．堤高超过6.0m 时，背水侧宜设置戗台，戗台的宽度不宜小于（）m 。 15 ．浆砌石、混凝土等护坡应设置排水孔，孔径可为（），孔距可为（），宜采用梅花

形布置。 16 ．高于6m 的土堤受雨水冲刷严重时，宜在堤顶、堤坡、堤脚以及堤坡与山坡或其他建筑物结合部设置（）。 17 ．平行堤轴线的排水沟可设在戗台内侧或近堤脚处。坡面竖向排水沟可每隔（）设置一条，并应与平行堤轴向的排水沟连通。 18 ．堤身防渗宜采用均质土堤形式，也可采用心墙、斜墙等型式。防渗材料可采用（）、（）沥青混凝土、（）等材料。堤身排水可采用深入背水坡脚或贴坡滤层。滤层材料可采用砂、砾料或土工织物等材料。 19 ．防渗体的顶部应高出设计水位（）。 20 ．防洪墙应设置变形缝，钢筋混凝土墙缝距宜为（），混凝土及浆砌石墙宜为 10~15m 。 21 ．渗透稳定应进行以下判断和计算：1 土的渗透变形类型；2 堤身和堤基土体的（）；3 堤防背水侧渗流出逸段的渗透稳定。 22 ．墙式护岸墙基可采用地下连续墙、（）或（），结构可采用（）或（），其断面结构尺寸应根据结构应力分析计算确定。 23 ．背水侧堤坡及地基表面逸出段的渗流比降应（）允许比降；当出逸比降大于允许比降，应采取（）、（）等保护措施。 24 ．土堤抗滑稳定计算可采用（）或简化毕肖普法。当堤基存在较薄软弱土层时，宜采用改良圆弧法 25 ．修建与堤防交叉、连接的各类建筑物、构筑物，应进行（），不得影响堤防的管理和防汛安全。 26 ．当堤基渗透稳定不能满足要求时，宜采用临水侧防渗铺盖、（）、背水侧盖重、排

波浪能发电装置

波浪能发电装置摘要：能源犹如人体的血液，能源工业作为国民经济的基础，对提高人民生活质量和促进社会经济发展都极为重要．如果新的能源体系尚未建立，能源危机将席卷全球．最严重的状态，莫过于工业大幅度萎缩.甚至因为抢占剩余的石油资源而引发战争．为了避免能源枯竭，目前美国、加拿大、日本、欧盟、中国等都在积极开发如太阳能、风能、海洋能（包括潮汐能和波浪能）等可再生新能源．我国波浪能发电技术研究自２０世纪７０年代开始至今，已取得了巨大的成就.我国波浪能发电技术研究虽起步较晚，但发展很快我国的微型波浪能技术已经成熟，小型岸式波浪能发电技术已进入世界先进行列．我国沿海有效波高约为２～３ｍ、周期为９ｓ的波列，波浪功率可达１７～３９ｋＷ?ｍ－１，渤海湾更高达４２ｋＷ?ｍ－１．因此，利用海水波浪上下运动产生的频率，设计一个与波浪运动频率有交集的发电装置，此装置以研究转换效率较高、成本较低的浮子式波浪发电技术为目的，以机械共振为基础，通过对波浪能的利用，找到一种获取海洋能源并将其转换为电能高效的、新型的、环保的途径，具有广阔的应用前景. 以下介绍一种波浪能发电装置---浮板式波浪能发电装置.由一连串的浮板通过轴相连接,在浮板的上面装上太阳能板,板里面装有许多线圈,线圈外装有外罩.

波浪能发电技术地研究

波浪能发电前景与国内外发电装置目前，全球能源需求持续增加，传统能源曰益枯竭，同时大量化石能源的使用又引发了严重的环境污染和气侯问题，这些已成为全球普遍关注的焦点。据国际能源署预测，2040年全球能源需求增长37%，年平均需求增长1～2%，原油需求量将从2013年的9000万桶/日增加至2040年的10400万桶/日。21世纪30年代前期中国将超过美国成为全球最大的石油消费国。2040年与能源相关的二氧化碳排放量将增长1/5，与这一排放量相对应的是，全球平均气温将上升3.6℃。因化石能源使用而引发的气候异常现象和酸雨等环境问题也呈逐年增多之势。为有效地解决上述问题，大力开发可再生能源势在必行，也是人类社会实现可持续发展的必要条件。 1、波浪能发电的前景可再生能源技术是实现全球能源低碳供应的关键要素。可再生能源，是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的能源，主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、海洋能等可再生能源的使用对环境无害或危害极小，资源分布一般比较广泛，适宜就地开发利用。与其他能源相比，电力对于减少全球能源结构中化石能源的份额发挥着更重要的作用。总体而言，到2040年，为应对电力需求的增加，以及替代现有的到2040年要退役的装机容量（约占现役装机容量的40%），需要新建7200吉瓦（GW）的装机容量。可再生能源占发电比重增加最多的是发达国家，达到37%，发展中国家可再生能源发电量增长两倍多，以中国、印度、拉丁美洲和非洲地区为代表。为了解决能源问题，越来越多的国家把目光投向占地球表面积71%的海洋。海洋能一般是指存在于海水中的可再生能源，包括波浪能、潮汐能、海流能、温

波浪能发电技术的研究现状与发展趋势

波浪能发电技术研究现状与发展趋势陈韦余顺年詹立垒钟启茂（集美大学机械与能源工程学院福建厦门361021）摘要：海洋波浪能是取之不尽、用之不竭的无污染可再生新能源。利用波浪能发电技术改善能源结构和生态环境，有利于海洋资源的开发，受到各国的重视。文章介绍了波浪能的定义、优点及发电的原理，对波浪发电技术进行了分类并总结了各发电技术的优缺点；综述了波浪发电技术的研究现状，并对今后海洋波浪能发电技术的发展趋势进行了展望。关键字：海洋波浪能；发电技术；发展趋势中文分类号：文献标识码随着经济的迅速发展，能源需求不断地增加，传统能源日益短缺，大量的化石原料的使用又引发出了严重生态环境问题，这些已经成为了全世界关注的焦点。为了应对资源枯竭和生态环境问题，解决能源供应在社会经济发展的瓶颈问题，寻找替代的可再生能源刻不容缓。海洋能是一种蕴藏在海洋中的可再生能源，包括温差能、海流能、波浪能、潮汐能以及海上的风能和太阳能等自然资源。其中海洋波浪能在海洋中无处不在，汹涌澎湃的海洋波浪蕴藏着极大的能量，波浪能的能流密度最大，可通过较小的装置提供可观的廉价能源。由于，合理利用海洋波浪发电，既不消耗任何燃料和资源，又不产生任何污染，投资少，见效快等优点；因此海洋波浪能等可再生能源在许多国家日益受到重视，尤其是研究和开发波浪能发电技术。 1波浪能简介波浪能主要是由海面上风吹动以及大气压力变化引起的海水有规则的周期性运动，具有一定的动能和势能，动能是指波动的水质点以一定速度运动具有的能量，势能是指水质点运动与海平面发生位移所具有的能量。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。海洋波浪能源与其他能源相比较，具有优点是①以机械能的形式出现,是海洋能源中品位最高的能量；②可再生性、清洁无污染；③有按周期性变化的规律可循，从而为其标准化利用打下基础； ④分布最广、储量巨大、能流密度大、利用程度非常高的能源。波浪能的优点表明：波浪能相对其它形式的海洋能源，其开发更为方便，通过较小的装置提供可观的廉价能源。波浪能主要用于发电，可为海上孤岛、沿海经济开发区及其它设施等提供优质电能。此外，波浪能还可以用于供热、抽水、制氢以及海水谈化等。 2波浪能发电技术 2.1波浪发电的原理波浪发电的原理主要是利用波浪运动的往复力、浮力产生动力或位能差。利用海洋波浪发电的方法大致有三种：一种是利用海洋波浪的上下运动所产生水流或空气流，使水(气)轮机转动，从而带动发电机发电；二是利用海洋波浪装置的前后转动或摆动产生水流或气流，是水（气）轮机转动，从而带动发电机工作，产生电；三是将低压大波浪变为小体积的高压水，然后把水引入高位水池积蓄起来，使它形成了水位的高度差，再来冲动水轮发电机发电[2]。 2.2波浪能发电技术的分类波浪能发电是通过波浪能装置将波浪能转换为往复机械能，再通过动力摄取系统转换成所需的动力或电能。现有的波浪利用技术有很多种型式，按结构形式可分为振荡水柱式、摆式、越浪式、筏式、鸭式、点吸收式等几种形式。在此对这几种波浪发电技术进行简单的介绍。 2.2.1振荡水柱式振荡水柱式波能装置是最普通的海洋波浪能转换器。其工作原理是利用一个与海水连通的容器装置，通过波浪作用，驱动气

波浪能发电系统浮板的优化设计

波浪能发电系统浮板的优化设计向健平，凌永志，沈尧（长沙理工大学能源与动力工程学院，长沙410114）摘要：针对波浪能发电系统设计中浮板能量转换效率低的问题，基于海南省某地现有波浪能发电实验站的波浪能采集装置，采用Fluent软件进行建模仿真的方法对其进行优化设计，提出一种优化摆式浮板的设计方案。比较原浮板和优化浮板在吸收波浪水平方向动能的能力、能量损耗、浮板积水问题等方面的差异，结果表明这种优化的摆式浮板能成功实现浮板在收集波浪水平动能能力上的提升，并且解决浮板积水问题，减小能量损耗，从而提高浮板能量转换效率。关键词：波浪能；浮板；能量转换；水动力分析中图分类号：文献标志码：A 【DOI】10.13788/https://www.360docs.net/doc/b67269760.html,ki.cbgc.2017.07.037 Study on Optimal Design of Floating Plate for Wave Energy Generation System XIANG Jianping, LING Y ongzhi, SHEN Y ao (School of Energy and Power Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410114, China) Abstract:This paper proposes a design method of optimizing an existing tilted floating plate to raise its efficiency in generating power. Modeling of both original floating plate and optimized floating plate has been developed to compare the differences in the aspects of energy dissipation and wave energy absorption capacity in the horizontal direction. The results of simulation show that the design method has improved the ability of collecting wave horizontal kinetic energy and raised the conversion efficiency of the floating plate and reduced energy loss, thus improved the wave energy conversion efficiency. Key words:wave energy; floating plate; energy conversion; hydrodynamic analysis 0 引言人类的生存发展离不开能源，为了解决能源困境，越来越多的新能源被开发利用。波浪能作为近年新兴的清洁能源，在国内外都受到了广泛关注[1-3]。波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比，是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。我国海域辽阔，蕴藏着丰富的海洋能。调查统计表明，我国沿海波浪能理论装机容量约1 285万千瓦。但是我国海洋能源的能量密度普遍较低，大部分沿海地区的年平均波浪功率密度仅为2 kW/m～7 kW/m。因此，从波浪能开发利用技术的角度而言，提高能量转换效率是衡量发电系统优劣的关键性指标之一[4]。波浪能的发电装置多种多样，有点头鸭式、波面筏式、摆式、振荡水柱式、收缩水道式等十余种[5]。然而，波浪能发电的能量转换效率过低，成为限制其发展和推广的关键因素。其中，浮板的设计优劣会直接影响到波浪能发电系统的发电效率和生产成本。浮板的主体是一个大型的基本上密封的中空箱型装置，制造材料为轻薄钢材，可以随波浪起伏而浮动。目前，浮板能量转换效率低是亟待解决的一个问题。本文主要分析波浪能发电系统使用的摆式浮板，找出其能量转换效率较低的原因，结合计算机仿真技术和现场考察，设计出可以提高浮板能量转换效率的新型浮板。该研究将为波浪能资源的利用提供理论依据和技术支持。 1 摆式浮板发电技术波浪能开发利用的设想可以追溯到一个多世纪之前，但是真正有应用价值的研究是从上世纪60年代才开始的。摆式波浪能发电技术最早由渡部富治教授提出；而日本室兰工业大学在其基础上进行了进一步的深入研究，并于1983年在北海道的一处港湾建造了一座5 kW小型摆式波浪能发电站。该电站的发电装置通过摆式结构从波