200kw潮流发电项目基础方案设计

2002002002012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 2 1 3 4 课题研究目的 国内外研究现状 课题内容及具体要求 课题技术要求 5 6 课题进度安排 参考资料 2002012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 一、课题研究目的 本课题主要研究内容是，结合本科所学基础结构，对在研的 200对各方案进行项目验算，最终确定出可靠的设计方案。 2002012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 二、国内外研究现状 与其他海洋能相比 ,潮流能的研究起步较晚。 美国科学家首先于 1973年大规模利用佛罗里达潮流能的方案。 日本 1975年开始利用黑潮动能发电的资源调查。 1988年日本又对一种电磁发电原理的装置进行了试验。 90年代中期起英国 1996年意大利阿基米德桥公司开始进行墨西拿海峡潮流发电可行性研究， 1998年己完成 40 200目前最先进的海流能发电装置 2008年 4月， 2008年 12月，机组满发、超发。 0台 装机容量达到 12前，英国正在苏格兰和北威尔士建设大型潮流能发电场，将安装 2012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 2002012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 1978年在浙江舟山市首次试验 2台卧式螺旋桨水轮机。 1980年代初，哈尔滨工程大学开始潮流能发电研究。 80年代中期完成 1着完成了 102002年 4月，中国第一座 70。 “十五”（ 2001间，哈尔滨工程大学在国家“ 863工程”支持下，研制了 402006年在岱山县高亭港内试运行。东北师范大学 2008年研制成功 1国海洋大学和机械科学研究总院 2008年研制成功 5江大学 2009年研制成功了 25 二、国内外研究现状 2002012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 三、课题内容及具体要求 2002012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 倾稳定性计算； 果图及相应简单的施工动画。 初步的设计计算内容主要包括： 2002012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 四、 课题技术要求 上机 200机时 绘制 4张图纸 阅读 10 篇参考文献 完成 1万字读书笔记 撰写毕业论文 完成毕业答辩 2002012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 五、课题进度安排 3月 5日至 3月 10日 （ 1周）论文开题 3月 12日至 3月 16日 （ 1周）收集资料 3月 19日至 4月 13日 （ 4周）码头水工结构设计及优化 4月 16日至 5月 11日 （ 4周）施工方案研究 5月 14日至 5月 25日 （ 2周）图纸设计及投资估算 5月 28日至 6月 10日 （ 2周）论文撰写及答辩准备 2002012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 六、参考文献 1 中华人民共和国交通部 S华人民共和国交通运输部发布 2009. 2 洪承礼主编 M民交通出版社 ， 1999. 3 邱驹主编 M津大学出版社， 2002. 4 河海大学等四校合编 M1996. 2002012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 最初的结构设想 200目前完成的设计项目进度简要介绍 2012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 度、壁厚尺寸的确定； 厚尺寸的确定； 2002012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 验算项目 验算公式 验算结果 结构重要性系数 1 波浪水平压力分项系数 重力分项系数 1 波浪浮托力分项系数 1 波浪浮托力标准值 算底面前趾上波浪浮托力标准值 计算面的摩擦系数设计值 浪力标准值对计算面前趾的倾覆力矩 M 包括波浪浮托力的竖向合力标准值 M 墩底面的抗滑稳定性验算 合理 对基床底面的抗滑稳定性验算 合理 对墩底面前趾抗倾覆稳定性 合理 0 ()p G k u ur r P r V r P fp G k u ur r P r V r P f0 1()p p U r M r M r 含义 符号（单位） 数值 海水密度 （ ） 流阻力系数 算构件与流向垂直的投影面积 A（） 100 水流设计流速 V（ m/s） 流力标准值 圆筒外径 m 10 大圆筒内径 m 9 壁厚 m 圆筒高度 m 10 混凝土水上密度 凝土水下密度 圆筒水上重力 圆筒水下重力 数 g 面高程 m 20 叶片顶面高程 m 19 水轮机叶片直径 m 12 叶片悬臂长度 m 8 立柱自重 000 发电机组总重 200 水平阻力 26 抛石基床厚度 m 1 基床肩宽 m 2 基床垂直于水流方向长度 m 14 基床底宽 m 3 块石的水下重度 11 抛石基床总重 620 水平力 直力 片引起的弯矩 KNm 9600 200在此简要摘述主要计算公式 （重力式码头设计与施工规范 2012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 22 V A墩底面和基床底面的抗滑稳定性按下式计算： 0 ()p G k u ur r P r V r P f墩底面前趾的抗倾覆稳定性按下式计算 ： 01()p p U p u G V r M r M r 2002012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 0 m a x 注释： 因为目前没有直接计算圆形截面单位长度上承载力的公式或规范，故在解决该问题上有两种想法 ： （ 1）等效为等面积等惯性矩的矩形，然后采用轴心荷载计算；（ 2）直接参照规范，参照偏心荷载计算。 2002012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 虽然此图设计已通过验算项目表明设计尺寸目前满足要求，但仍有不足之处： 200下一阶段的设计预想及进度 2012年 04月 27日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 问题，进行更深入的探究； 行机械结构的优化。 200针对问题 2的初步设想： 2012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 （ 1）借鉴风力发电底座加肋固定的设计思想，在其上浇筑混凝土达到抗 倾抗滑要求； （ 2）利用海洋平台成熟理念，通过加套筒加肋来达到稳定性要求。 200针对问题 3的初步设想： 2012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 选择一个只有旋转自由度的机械铰，用限位销固定旋转方向，靠浮力自升至水面完成检修工作。 2002012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 项目主体设计方案 提升式基础方案设计 自升式基础方案设计 两方案比选 200提升式基础方案设计 2012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 抛石基床选取明基床型式； 基础结构型式选取矩形独立墩式基础； 验算方法采用两种验算方式进行稳定性验算； 发电机组立柱埋深参照插入式柱脚埋深取值范围确定 200两种验算方法简要介绍 2012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 方法一重力式码头设计与施工规范法 独立墩式基础对计算面的抗滑、抗倾覆稳定性验算公式： 对计算面抗滑稳定性验算 对计算面前趾抗倾覆稳定性验算 独立墩式基础对计算面承载力验算公式： 对基床顶面承载力验算 对基床底面承载力验算 地基为岩基，其承载力与抛石基床承载力基本相同 1()G k u u G v r p f r 0 ()p G k u ur r P r V r P f0 m a x 2002012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 两种验算方法简要介绍（续） 方法二风力发电机组基础设计规范法 发电机组塔架与基础结构稳定性验算公式： 塔架基础底部压力偏心距验算公式： 地基承载力验算公式： m a x()2 B 6m a xm a x 2 200自升式基础方案设计依据 2012年 03月 22日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 力学原理 结构原理 潜艇双壳体结构采用向压在水仓中注水，通过控制注水量，确定浮力和重力的大小关系，以实现自行潜浮。 =浮 排200自升式基础方案设计 2012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 抛石基床选取明基床型式； 基础结构型式选取矩形混凝土方块； 验算方法采用独立墩式结构稳定性验算； 发电机组立柱埋深参照插入式柱脚埋深取值范围确定 发电机组悬臂浮力设计 悬臂结构参照潜艇双壳体结构型式 200两方案特点对比分析 2012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 提升式基础设计方案 技术较为成熟； 参照两种规范完成两次稳定性验算； 无需新型材料，造价低； 均为陆地预制、海上安装，施工工序简单； 通过锚链提升至水面进行检修。 自升式基础设计方案 技术相对成熟； 悬臂结构采用潜艇双壳体型式，分析浮力特点； 需新型轻质高强材料，造价高； 虽为陆上预制、海上安装，但采用双基础支撑，加大施工难度； 通过悬臂所受浮力自升至水面进行检修 技术成熟度： 创新点： 造价预算： 施工难度： 检修与维护： 200方案未来阶段展望 2012年 06月 04日 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 港口航道与海岸工程 针对提升式基础设计方案