潮流能水平轴发电设备造型设计论文

1功能因素对潮流能水平轴发电设备造型设计的影响

1.1水轮机转子的功能分析

水轮机转子是整个海洋能发电设备的重要组成部分，它的运作效率直接影响到海洋能发电设备的整体工作效率，所以提高水轮机的工作效率是必要的前提。

1.2操作空间的功能分析

操作空间总体是用于设备日常维护，海上操作，以及放置物资的场所。操作室同时需要有露台功能

2结构因素对潮流能水平轴发电设备造型设计的影响

设计结构方面属于专业领域的技术问题，也就是一个产品的核心，在做造型设计时，我必须尽可能多地了解和掌握其结构方面的知识，只有这样才能设计出完美的造型与它结合。

2.1水轮机结构分析

水轮发电机由转子、定子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等主要部件组成。定子主要由机座、铁芯和绕组等部件组成。定子铁芯用冷轧硅钢片叠成，按制造和运输条件可做成整体和分瓣结构。水轮发电机冷却方式一般采用密闭循环空气冷却。特大容量机组倾向于以水作为冷却介质，直接冷却定子。如同时冷却定子和转子则为双水内冷水轮发电机组。

2.2操作空间结构分析

操作空间裸露在海面上，与海下部件相对比，呈现出一种上大下小的态势。所以操作空间的结构形态的设计首先需要考虑稳定性。

3材料因素对潮流能水平轴发电设备造型设计的影响

由于不论在沿岸近海还是在外海深海，开发海洋能资源都存在风、浪、流等动力作用。海水腐蚀，海生物附着以及能量密度低等问题致使转换装置设备庞大、要求材料强度高、防腐好、设计施工技术复杂、投资大造价高。总之，材料的防腐蚀就成为重大、亟待解决的问题。

3.1操作空间使用材料分析

操作空间是用于设备日常维护，海上操作，以及放置物资的场所。需要预防海风盐卤长时间的侵蚀。同时还需要考虑到操作空间的重量问题。我们在选择材料的时候不得不考虑到它的耐腐年限，耐候性，耐人工老化性，材料的硬度，附着力，耐盐雾性。

3.2主体支撑杆

主体支撑杆有一半在海面上，另一半在海下，在海面下的支撑杆每日会受到不同种类的恶劣条件的腐蚀和侵蚀。例如，海浪的不断冲刷，海水溅射，海水侵蚀。同时，还有诸如贝类、软体类及大型海洋生物等附着腐蚀作用。在不同海域会面临不同海水成分海洋生物种类也不同。不同深度不同含氧量不同光照不同流速等都会造成差异。支撑杆需要强大的支撑力。目前可以从两方面进行防腐措施。除了材料本身防腐以外，通过给设备穿“防腐蚀衣”下手，普通金属（如碳钢）涂装保护性覆盖层（涂层、涂料、内衬、耐腐蚀金属膜等），即碳钢+保护性覆盖层——这是金属防腐蚀的“外因”“、治标”；成本低，易上马，立竿见影，目前普及率极高.

3.3水轮机转子

水轮机转子作为一种潮流能量转换装置，其对海洋环境的危害性极小。与整体支柱不同，其经常处于旋转运动状态。海水对其的冲击力相对更加猛烈。

4潮流能水平轴发电设备造型创新设计

4.1在结构上实行中国式“对称美”

对称美在人民生活和生产中的广泛存在，对称美在各个领域的不同表现，对称美是秩序美的一种形式，是人对美的感受，是普遍规律和永恒的主题。运用在潮流能水平轴发电设备上就体现在对其海上操作室的改造，将其原来只突出一面的平台做成对称，不仅增加了美感也增强了功能性。

4.2拓宽视野

将在海上的操作室，其本来的设计是全封闭式的，只留一个安全门。为了开拓海上视野，增强安全性。操作空间，采用空间最大化使用的圆柱体，中间的部分用玻璃做成透明的状态。方便观察海面情况和进行设备检修等海上作业等。

4.3材质分布

主体材料使用海洋防腐蚀类材料。海洋防腐蚀的方法有很多。第一，从筛选设备制造材料下手，筛选耐腐性优异、性价比又高的材料加工海洋设备。第二，从给设备穿“防腐蚀衣”下手，普通金属(如：碳钢)涂装保护性覆盖层(涂层、涂料、内衬、耐腐蚀金属膜等)，也即：碳钢+保护性覆盖层——这是金属防腐蚀的“外因”“、治标”；成本低，易上马，立竿见影，目前普及率极高。第三，从处理介质下手，如钙镁沉积法等。第四，胜用防腐蚀添加剂，如缓蚀剂等。我们可以任选一种进行使用。

4.4“红、黄、黑”中国色

对seagen的配色设计不仅要考虑它的醒目性更要考虑它在海上的安全性。我们选择红色，还有具有警示作用的黄和黑。同时这三种颜色也是自古以来深受中国老百姓喜欢的中国颜色。

5结束语

人类社会的发展离不开能源、资源的开采和利用。如何合理科学地开发和使用获取能源的设备显得尤为关键。对于海洋能发电设备的造型设计，我们在运用现代化理论、物质、技术手段来实现设计任务的同时，更要注重对该设备所使用的海洋环境做出保护和研究继承等。我们在获取海洋能源，得到自然馈赠的同时，也要考虑到是否会对海洋环境造成影响或破坏。

作者：偶萍萍 单位：天津工业大学