發(fā)明屬于海洋能發(fā)電領域,尤其涉及一種適用于海洋能發(fā)電裝置的密封系統。
背景技術:
1、海洋能(包含潮汐能、波浪能、海流能等)是一種清潔無污染的可再生能源,其儲量豐富,分布廣泛,具有極好的開發(fā)前景和價值。海洋能的利用方式主要是發(fā)電,其工作原理與風力發(fā)電類似,即通過能量轉換裝置,將海水的機械能轉換成電能。具體而言,首先海水沖擊水輪機,水輪機捕獲海水的動能,然后將海水的動能轉換為旋轉的機械能,經過機械傳動系統帶動發(fā)電機發(fā)電,最終轉換成電能。
2、水輪機是能夠捕獲海水動能的關鍵部件,直接影響整個發(fā)電機組的發(fā)電效率。目前,世界上應用較多的海洋能水輪機主要分為垂直軸水輪機和水平軸水輪機。水平軸水輪機相比于垂直軸水輪機,裝置結構更加簡單,重量更輕,能量捕獲效率高,漸漸成為海洋能發(fā)電機組的主流形式。
3、槳葉是水平軸水輪機捕獲海洋能的核心部件。根據槳葉槳距角是否可調,分為定槳距和變槳距兩大類。定槳距的優(yōu)點是不用變槳,結構簡單。但由于海洋能具有往復和流速變化的周期性特性,定槳距具有可控制性差、不能實現海洋能的高效轉化率等缺點,最終導致海洋能資源的浪費和海洋能發(fā)電裝置成本的攀升。
4、變槳距相比于定槳距,主要有兩大優(yōu)勢:一是根據海洋能的往復特點,能夠實時調節(jié)槳葉槳距角,使槳葉正對潮流的來向,以捕獲最大動能,使水輪機更容易啟動,降低啟動流速,在漲潮和落潮時都能夠高效運行;二是當潮流流速超過額定流速時,調節(jié)槳距角減小槳葉捕獲的動能,以保證水輪機在額定功率下高效工作(不會超過負載)。綜上所述,通過調槳距角可提高海洋能水輪機的啟動特性和運行可靠性,在漲潮落潮均可發(fā)電,延長了在一個潮流周期中的工作時間,實現總獲能效率和發(fā)電效率的提升。
5、因具有調節(jié)槳距角的需求,需要在輪轂處設置變槳系統。變槳系統是整個發(fā)電機組的核心部件。與之相配的控制系統、潤滑系統等均需要定期的保養(yǎng)和維修。槳葉的密封件同樣需要定期的更換,以保證發(fā)電裝置的運行安全。變槳密封的作用是將輪轂所在艙內的變槳系統和外部的海水隔絕,保障機組在各工況下能夠順利的開槳和順槳,實現機組安全穩(wěn)定的運行。如果密封不良,包含泥沙、雜質的海水將滲漏進輪轂內部,導致變槳系統損壞,將危害整個水輪機的使用壽命和運行安全。
6、現有技術中,一部分海洋能發(fā)電裝置不考慮這個問題,就直接運行,導致裝置損壞和維修率大大提高。有的注意到了這個問題,會定期把發(fā)電機組整體吊出海面進行保養(yǎng)和維修,但是這種維修方式增加發(fā)電成本,減少發(fā)電時間,最終影響整個發(fā)電裝置的商業(yè)化應用。
技術實現思路
1、本發(fā)明為了克服現有技術中的至少一個不足,提供一種海洋能發(fā)電裝置的密封系統。
2、根據本發(fā)明的一方面,提供一種適用于海洋能發(fā)電裝置的密封系統,海洋能發(fā)電裝置具有至少兩個可變槳槳葉,密封系統對應設置于每個槳葉的根部。密封系統包括至少一道第一密封件和漏水保護裝置。漏水保護裝置位于至少一道第一密封件遠離海水的一側,漏水保護裝置包括密封的儲水倉和排水管。密封的儲水倉收集并儲存從至少一道第一密封件處滲漏的海水。排水管的一端連通密封的儲水倉,密封的儲水倉儲存的海水通過排水管排出。
3、根據本發(fā)明的一實施例,密封系統還包括至少一道第二密封件,位于至少一道第一密封件靠近海水的一側,其中,至少一道第二密封件在海洋能發(fā)電裝置正常工作時不進行密封,至少一道第一密封件在海洋能發(fā)電裝置正常工作時發(fā)揮密封作用,當需要拆除或更換至少一道第一密封件時,至少一道第二密封件工作實現密封作用。
4、根據本發(fā)明的一實施例,密封系統還包括至少一道第三密封件,至少一道第三密封件位于至少一道第一密封件靠近海水的一側以抵擋泥沙。
5、根據本發(fā)明的一實施例,密封系統還包括單向止水閥,位于排水管的管路中。
6、根據本發(fā)明的一實施例,儲水倉的底部為傾斜設置,由靠近第一密封件向遠離第一密封件的方向傾斜設置,排水管連通于儲水艙底部的最低位置。
7、根據本發(fā)明的一實施例,海洋能發(fā)電裝置包括輪轂、發(fā)電機、連接輪轂和發(fā)電機的主軸、第一密封艙和第二密封艙,輪轂位于第一密封艙內,發(fā)電機位于第一密封艙或第二密封艙內,第一密封艙隨著輪轂轉動,第二密封艙相對靜止,排水管的另外一端穿過主軸的內部將儲水倉儲存的海水排出到第二密封艙內。
8、根據本發(fā)明的一實施例,密封系統還包括集水槽和水泵,集水槽位于第二密封艙內以收集排水管排出的海水,水泵將集水槽內的海水抽吸到水面以上排出。
9、根據本發(fā)明的一實施例,海洋能發(fā)電裝置還包括外軸,外軸的一端連通第二密封艙,另一端位于水面以上,水泵將集水槽內的海水后通過外軸抽吸到水面以上排出。
10、根據本發(fā)明的一實施例,至少一道第一密封件和/或漏水保護裝置為對半或多半結構。
11、根據本發(fā)明的另一方面,還提供一種適用于海洋能發(fā)電裝置的密封系統,海洋能發(fā)電裝置輪轂、發(fā)電機、連接輪轂和發(fā)電機的主軸,密封系統設置于主軸上。密封系統包括至少一道第一密封件和漏水保護裝置。漏水保護裝置位于至少一道第一密封件遠離海水的一側,漏水保護裝置包括密封的儲水倉和排水管。密封的儲水倉收集并儲存從至少一道第一密封件處滲漏的海水。排水管的一端連通密封的儲水倉,密封的儲水倉儲存的海水通過排水管排出。
12、根據本發(fā)明另一方面的一實施例,密封系統還包括至少一道第二密封件,位于至少一道第一密封件靠近海水的一側,其中,至少一道第二密封件在海洋能發(fā)電裝置正常工作時不進行密封,至少一道第一密封件在海洋能發(fā)電裝置正常工作時發(fā)揮密封作用,當需要拆除或更換至少一道第一密封件時,至少一道第二密封件工作實現密封作用。
13、根據本發(fā)明另一方面的一實施例,密封系統還包括至少一道第三密封件,至少一道第三密封件位于至少一道第一密封件靠近海水的一側以抵擋泥沙。
14、根據本發(fā)明另一方面的一實施例,密封系統還包括單向止水閥,位于排水管的管路中。
15、根據本發(fā)明另一方面的一實施例,儲水倉的底部為傾斜設置,由靠近第一密封件向遠離第一密封件的方向傾斜設置,排水管連通于儲水艙底部的最低位置。
16、根據本發(fā)明另一方面的一實施例,密封系統還包括集水槽和水泵,集水槽位于第二密封艙內以收集排水管排出的海水,水泵將集水槽內的海水抽吸到水面以上排出。
17、根據本發(fā)明另一方面的一實施例,海洋能發(fā)電裝置還包括外軸,外軸的一端連通第二密封艙,另一端位于水面以上,水泵將集水槽內的海水后通過外軸抽吸到水面以上排出。
18、根據本發(fā)明另一方面的一實施例,至少一道第一密封件和/或漏水保護裝置為對半或多半結構。
19、綜上所述,本發(fā)明設置于槳葉根部的密封系統通過設置漏水保護裝置,杜絕輪轂所在的密封艙會進水的可能,充分保護密封艙內的輪轂和電機。并且排水方便,只需利用發(fā)電裝置本身不工作的時間即可自動進行排水,結構簡單,在做到排水的同時也降低成本。本發(fā)明的密封系統還可以單獨設置于主軸上,杜絕海水沿著主軸滲漏進密封艙的可能。
20、為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,并配合附圖,作詳細說明如下。