齋堂島潮汐能發(fā)電動(dòng)態(tài)臍帶纜動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究

【摘要】：潮汐能作為一種清潔能源，亟需開(kāi)發(fā)。潮汐能發(fā)電作業(yè)的主要輸電裝置是臍帶纜，本文針對(duì)齋堂島潮汐能發(fā)電項(xiàng)目中的臍帶纜現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)問(wèn)題，采用了國(guó)際先進(jìn)水動(dòng)力分析軟件Orcaflex和DNV研發(fā)的穩(wěn)定性分析軟件StableLines，進(jìn)行了整體水動(dòng)力分析和穩(wěn)定性分析。針對(duì)軟件的理論基礎(chǔ)推導(dǎo)了相應(yīng)的纜索運(yùn)動(dòng)的理論計(jì)算公式,詳細(xì)分析了水域環(huán)境數(shù)據(jù)、發(fā)電裝置、錨泊線位置、參數(shù)確定及臍帶纜設(shè)計(jì)，依照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了水動(dòng)力分析設(shè)計(jì)。由于淺水區(qū)域中，臍帶纜的漂移范圍較廣，內(nèi)部張力極大，動(dòng)態(tài)臍帶纜的敷設(shè)采取了纜-鏈結(jié)合的方式，通過(guò)改變纜與鏈連接間隔的長(zhǎng)度，來(lái)改變臍帶纜受力與曲率。根據(jù)每個(gè)模型結(jié)果與臍帶纜特性參數(shù)的比較，進(jìn)行了逐步分析優(yōu)化，改善了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)模型。由于纜頂端連接位置容易發(fā)生彎曲損壞，所以在纜頂端位置增加了防彎器，可以防止過(guò)度彎曲。本項(xiàng)目動(dòng)態(tài)纜選取的最佳敷設(shè)方式是纜與鏈的間隔長(zhǎng)度分別為3.05米和3米，同時(shí)頂端加防彎器。對(duì)于靜態(tài)臍帶纜部分，主要采用StableLines軟件進(jìn)行了海床的穩(wěn)定性分析，模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)達(dá)不到纜的自穩(wěn)定，所以采取了重塊壓埋的方式，保持其穩(wěn)定性。 通過(guò)本文分析，我們得出在淺水環(huán)境中，靜態(tài)、動(dòng)態(tài)臍帶纜都很難穩(wěn)定。浮體裝置升沉幅度比較大，動(dòng)態(tài)纜的漂移范圍較廣，需要采用纜-鏈捆綁的方式固定，這種方式可讓錨鏈承擔(dān)大部分臍帶纜的受力，大大減小了臍帶纜內(nèi)部張力。由于淺海中，海面至海底流速衰減比較小，海底流速較大，靜態(tài)纜需要挖溝或壓埋固定。在實(shí)際海纜敷設(shè)中，要考慮各方面因素以確保方案可靠、實(shí)用、可行。 【關(guān)鍵詞】：潮汐能發(fā)電 動(dòng)態(tài)臍帶纜 Orcaflex軟件 水動(dòng)力分析
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM612
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-19
• 1.1 論文研究背景及其意義8-16
• 1.1.1 臍帶纜簡(jiǎn)介9-13
• 1.1.2 系泊纜索簡(jiǎn)介13-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀與發(fā)展?fàn)顟B(tài)16-18
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)相關(guān)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.2 現(xiàn)階段研究發(fā)展趨勢(shì)18
• 小結(jié)18-19
• 2 理論基礎(chǔ)19-27
• 2.1 考慮拉壓彎扭的水下纜索水彈性運(yùn)動(dòng)方程19-21
• 2.1.1 M.S.Triantafyllou 纜索運(yùn)動(dòng)方程19-21
• 2.2 軟件 Orcaflex 簡(jiǎn)介21-25
• 2.2.1 Orcaflex 建模理論基礎(chǔ)21-23
• 2.2.2 船舶理論簡(jiǎn)介23-24
• 2.2.3 線的理論簡(jiǎn)介24-25
• 2.3 穩(wěn)定性軟件理論基礎(chǔ)25-26
• 小結(jié)26-27
• 3 齋堂島海域環(huán)境簡(jiǎn)介27-32
• 3.1 潮流條件27-28
• 3.2 其他外部條件28-31
• 3.2.1 降雨霧和雷暴28
• 3.2.2 水深及海底地質(zhì)28
• 3.2.3 風(fēng)況28-29
• 3.2.4 波浪29-30
• 3.2.5 潮汐流30-31
• 小結(jié)31-32
• 4 發(fā)電設(shè)備32-40
• 4.1 發(fā)電裝置32-33
• 4.2 錨線布置圖33-36
• 4.2.1 錨泊線和彈性索參數(shù)34-36
• 4.3 臍帶纜設(shè)計(jì)36-39
• 4.3.1 動(dòng)態(tài)臍帶纜36-37
• 4.3.2 靜態(tài)臍帶纜37-39
• 小結(jié)39-40
• 5 仿真設(shè)計(jì)與分析40-54
• 5.1 環(huán)境參數(shù)設(shè)計(jì)40-41
• 5.2 模型建立41-44
• 5.2.1 發(fā)電裝置建立41-42
• 5.2.2 錨鏈模型設(shè)計(jì)42-43
• 5.2.3 臍帶纜線型設(shè)計(jì)43-44
• 5.3 仿真結(jié)果分析44-53
• 5.3.1 動(dòng)態(tài)臍帶纜結(jié)果分析44-51
• 5.3.2 靜態(tài)部分臍帶纜結(jié)果分析51-53
• 小結(jié)53-54
• 6 結(jié)論與展望54-55
• 6.1 結(jié)論54
• 6.2 展望54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 附錄A 發(fā)電裝置運(yùn)動(dòng)RAO58-63
• 附錄B 臍帶纜設(shè)計(jì)參考規(guī)范63-64
• 在學(xué)研究成果64-65
• 致謝65

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