NB∕T 10442-2021 波浪能和潮流能转换装置研发基本程序(能源).pdf

ICS 27.140 F14 中 华 人 民 共 和 国 能 源 行 业 标 准 NB/T 104422020 波浪能和潮流能转换装置 研发基本程序 Basic procedures for Researching & Developing wave and tidal current converters （报批稿） 2020 - 10 - 23 发布 2021 - 02 - 01 实施 国家能源局 发 布 XX/T XXXXXXXXX I 目 次 前言 . II 引言 . III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 研发的阶段 . 1 5 研发的工作程序 . 2 6 研发的工作内容 . 2 6.1 论证阶段 . 2 6.2 方案阶段 . 3 6.3 工程研制阶段 . 3 6.4 实海况阶段 . 5 6.5 运行维护及改进阶段 . 5 XX/T XXXXXXXXX II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准由国家海洋技术中心提出。 本标准由全国海洋能转换设备标准化技术委员会(SAC/TC 546)归口。 本标准起草单位：国家海洋技术中心、哈尔滨电机厂有限责任公司、中科院广州能源研究所、国电联合动力技术有限公司、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司、浙江大学、山东电力工程咨询院有限公司、中国三峡集团、三峡机电工程技术有限公司。 本标准主要起草人：杨立、李晶、王晓航、游亚戈、褚景春、袁静、李伟、朱月涌、袁凌、王海峰、刘佳、张田田、李文学、贾法勇。 XX/T XXXXXXXXX III 引 言 近年来， 海洋能源技术得到了快速的发展， 但波浪能和潮流能转换装置研发程序尚无相关的标准和规范。由于波浪能和潮流能转换装置系统组成多、结构复杂、技术难度大，研制生产周期较长且存在着许多不确定因素和风险， 波浪能和潮流能转换装置研发程序的标准亟待制定， 有助于提高对研发工作的管理和认识，降低研制生产和使用过程中的风险，同时促进技术转化和推广应用。 XX/T XXXXXXXXX 1 波浪能和潮流能转换装置研发基本程序 1 范围 本标准规定了波浪能和潮流能转换装置研发过程中通用的基本程序。 本标准适用于波浪能和潮流能转换装置新技术研发过程， 成熟产品的设计优化整改工作可参考相应阶段中的工作程序。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 31415-2015 色漆和清漆海上建筑及相关结构用防护涂料体系性能要求 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 研发 research and development 为获得新型波浪能和潮流能转换装置， 创造性利用新技术或实质性改进现有技术而持续进行的系统活动。 3.2 基本程序 basic procedure 为进行波浪能和潮流能转换装置研发所规定的技术流程。 3.3 阻塞效应 blockage effect 波浪能和潮流能转换装置在水槽或水池等场地的试验过程中， 受池壁、 池底或筒壁限制的流体中与其在无限流体中运动时，由于流场的不同而引起的载荷特性差异。 3.4 尺度效应 scale effect 由于波浪能和潮流能转换装置的模型与真机之间不能完全满足相似条件而产生载荷特性差异的现象。 XX/T XXXXXXXXX 2 4 研发的阶段 波浪能和潮流能转换装置研发的基本程序一般包括以下阶段： a) 论证阶段。 通过理论论证、 数值模拟和必要的原理性试验， 初步证明技术可行性的工作阶段。 b) 方案阶段。对模型样机的结构、子系统、技术指标等方面进行分析，并对主要零部件、子系统或模型样机进行必要的试制以及陆上模拟海况试验，以初步确定技术方案和装置性能的工作阶段。 c) 工程研制阶段。通过对工程样机进行系统设计，形成整套技术文件和图纸，对工程样机进行制造、联调测试，并开展海上试验，以确认总体技术设计、材料、工艺等全部内容的工作阶段。 d) 实海况阶段。 通过对装置在海上持续运行状态的监控， 编制分析总结报告， 设计文件、 图纸、工艺等方面固化的工作阶段。 e) 运行维护及改进阶段。装置投入使用，总结经验，改进设计、工艺等方面的工作阶段。 5 研发的工作程序 波浪能和潮流能装换装置研发过程各阶段的工作程序，见表1。 表1 研发工作程序 研 发 阶 段 工 作 程 序 1 论证阶段 初步设计(见 6.1.1) 制造原理样机(见 6.1.2) 原理性试验(见 6.1.3) 2 方案阶段 技术设计(见 6.2.1) 制造模型样机(见 6.2.2) 模型试验(见 6.2.3) 3 工程研制阶段 系统设计(见 6.3.1) 制造工程样机(见 6.3.2) 联调测试(见 6.3.3) 海上试验(见 6.3.4) 4 实海况阶段 运行前工作准备(见 6.4.1) 海上运行(见 6.4.2) 5 运行维护及改进阶段 运行维护(见 6.5.1) 优化改进(见 6.5.2) 6 研发的工作内容 6.1 论证阶段 6.1.1 初步设计 原理样机初步设计部分的内容包括以下方面： a) 应明确方案设想、主要技术路线、项目选址、研发预算及团队保障条件，分析关键技术应用和转化的可行性； XX/T XXXXXXXXX 3 b) 对原理样机的结构、发电性能方面应进行数值模拟，证明技术的可行性； c) 应编制原理样机技术设计任务书及报告，绘制设计草图； d) 宜编制试验大纲，选择试验水槽、水池等试验场地； e) 初步设计应进行评审，并保存记录。 6.1.2 制造原理样机 对原理样机进行加工、装配、检验。 6.1.3 原理性试验 原理样机的原理性试验部分的内容包括以下方面： a) 宜进行样机水动力性能、结构性能等方面的原理验证,编写试验报告； b) 根据总结的问题，宜提出初步设计改进方案，修改初步设计文件和设计草图并验证； c) 对于原理样机试验结果和改进方案进行评估，通过后可进入方案阶段。 6.2 方案阶段 6.2.1 技术设计 模型样机技术设计部分的内容包括以下方面： a) 应编制技术方案，内容宜包括以下方面： 1) 模型样机的各系统研究，包括基础与支撑结构、系泊系统、机械系统、电气与控制系统、监控系统、防腐系统等； 2) 通过试验获得模型样机的性能指标，包括基础稳定性指标、能量指标等； 3) 模型样机安装和试验， 包括关键部件测试、 安装要求、 试验内容与方法、 布放回收方法等。 b) 应进行数值模拟，包括工况、结构和发电性能； c) 应编制模型样机技术设计报告，绘制设计图； d) 应编制试验大纲，包括结构、发电性能等的模型试验； e) 技术设计应进行方案评审，并保存记录。 6.2.2 制造模型样机 模型样机制造部分的内容包括以下方面： a) 应编制模型样机试制工艺方案、工艺文件； b) 应进行生产准备，包括设备检修、环境保障； c) 应进行加工、装配、调试、检验。 6.2.3 模型试验 模型样机的模型试验部分的内容包括以下方面： a) 宜进行模型样机水动力性能、结构性能、发电性能等方面的陆上模拟海况试验，以及主要零部件、新材料测试，编写试验报告； b) 模型试验结果应用于样机性能分析时，应对尺度效应、阻塞效应、阻尼特性等修正； c) 根据总结的问题，应提出改进技术方案，修改技术设计文件和设计简图并验证； d) 对模型样机试验结果和改进的技术方案进行评估，通过后可进入工程研制阶段。 6.3 工程研制阶段 XX/T XXXXXXXXX 4 6.3.1 系统设计 工程样机系统研制部分设计内容包括以下方面： a) 应编制总体技术方案，内容宜包括以下方面： 1) 工程样机的各系统研究，包括基础与支撑结构、系泊系统、机械系统、电气与控制系统、监控系统、防腐系统、海底电缆等； 2) 通过试验获得工程样机的性能指标，包括基础稳定性指标、能量指标、可靠性指标、使用寿命以及环境安全等； 3) 工程样机安装和试验，包括关键部件测试、安装要求、试验内容与方法、布放回收方法、维护及报废要求等。 b) 应进行风险评估，包括经济性分析、技术风险评估，装备可靠性评估、天气自然条件等，并形成风险评估报告。 c) 应编制工程样机技术设计文件及工作样图，明确性能指标、结构图纸、电气图纸、材料器件明细表、加工装配工艺及特殊工装器具、检测方法及特殊设备要求； d) 应编制关键过程明细表，包括关键过程、关键技术、关键部位、关键工艺和特殊材料，对正样机择取的关键器件、部位进行测试； e) 宜进行关键部件可靠性建模、指标分配和预计，对可靠性指标完成情况进行评估； f) 应编制调试大纲，内容包括试验仪器、试验条件、试验程序、试验数据处理方法等； g) 应编制海上试验大纲，选择典型海域，试验大纲内容包括资源状况及环境条件、试验方案、拖行和投放方案、可维性措施等； h) 应编制海上试验安全保障方案，包括作业人员要求、安全作业措施、生活条件保障措施、意外情况处理预案等； i) 系统设计应进行评审，并保存记录，进行设计更改控制。 6.3.2 制造工程样机 6.3.2.1 文件确定 工程样机制造前应编制完成以下文件： a) 工艺文件，包括工艺方案、工艺规程； b) 环境要求文件； c) 操作要求文件； d) 工序质量控制点文件； e) 出厂检验程序及检验大纲。 6.3.2.2 制造要求 工程样机的制造要求包括以下方面： a) 选择的材料应适应实海况环境， 并通过相应的力学性能测试、 防腐蚀、 防生物附着和盐雾测试； b) 焊接部位进行无损探伤检查、焊缝外观质量检查，应符合海上平台或船舶行业相关技术规范； c) 色漆和清漆防护应符合 GB 31415-2015 的相关要求； d) 仪器设备、机械部件应通过相应的安全性、可靠性、功能性和环境适应性方面的测试； e) 主体结构应通过相应的结构试验、渗漏试验、冲水试验或其他代替试验； f) 电气与控制系统应通过相应的检查和试验； g) 工程样机整机组装应符合相应的环境要求、操作要求、工艺方案及工艺规程； h) 工程样机应进行出厂检验，并应检验合格。 i) 成套设备应具备出厂测试报告或检验合格证。 XX/T XXXXXXXXX 5 6.3.3 联调测试 6.3.3.1 文件要求 工程样机联调测试对文件的要求一般包括以下内容： a) 调试前应具备以下文件： 1) 装置制造商提供的技术规范及运行操作说明书、 出厂检验记录和合格证， 及有关图纸和系统图； 2) 合同及技术文件、设备安装记录以及其他图纸和资料； 3) 调试大纲、调试安全措施及建设单位制定的安全制度。 b) 调试完成后，应根据试验结果编制调试试验报告，提出优化方案，修改设计文件和设计图纸并验证。 6.3.3.2 陆上调试内容及要求 按照调试大纲开展陆上调试工作，一般包括以下内容和要求： a) 机械系统调试 对工程样机机械系统的调试应包括以下内容： 1) 机械系统性能测试，包括连续拖动试验； 2) 密封系统测试； 3) 静态与动态平衡调整。 b) 电控系统调试 对工程样机电控系统的调试应包括以下内容： 1) 电控部件硬件状态检查； 2) 电控系统的功能性验证； 3) 电控系统的性能验证。 c) 监控系统调试 对工程样机监控系统的调试应包括以下内容： 1) 监控部件硬件状态检查； 2) 监控系统的功能性验证； 3) 监控系统的可靠性验证。 d) 整机调试 对工程样机整机的调试宜包括以下内容： 1) 电控、机械、监控系统的连接与装配，并检查整装质量； 2) 通过模拟实海况的运行条件以验证整机运行的性能与功能性。 6.3.4 海上试验 工程样机的海上试验内容一般包括以下方面： a) 应按照海试大纲进行部件、系统或整机的海上试验和数据处理工作，编制海试报告； b) 根据海试结果，应提出最终的样机改进方案，保存更改记录，形成最终的样机设计文件和设计图纸； c) 对工程样机试验结果、最终改进方案、技术和工艺文件进行评估，通过后可进入实海况阶段。 6.4 实海况阶段 6.4.1 运行前工作准备 XX/T XXXXXXXXX 6 装置在实海况阶段运行前需要准备的工作应包括以下方面： a) 确定资料的完备性，包括最终的技术文件、说明书、图纸、调试大纲及报告； b) 运行海域的使用审批文件、海洋环境资料、海上运行的可实施性和可行性评估报告； c) 海上运行方案、海上运行安全保障文件； d) 运行维护人员的安全保障措施； e) 装置下海前按照6.3.3.2 d)中1)的要求进行整机装配。 6.4.2 海上运行 为了实现实海况阶段整机运行的要求，装置海上运行过程的工作应包括以下方面： a) 按照海上运行方案开展工作，试验过程应保留全部原始数据，编制海上运行报告； b) 通过测试结果分析装置性能，编制对装置性能的分析总结报告； c) 根据分析结果，形成装置的设计文件和图纸，完成设计确认。 6.5 运行维护及改进阶段 6.5.1 运行维护 装置运行阶段的维护工作应包括以下方面： a) 编制装置运行过程的维护工作程序和工作手册，记录维护过程并存档； b) 装置定期进行巡检和维护，设备故障分析及排除； c) 运行状态监控，故障诊断及排除。 6.5.2 优化改进 分析装置在运行过程中出现的问题，对装置设计、材料、制造工艺、试验方法和条件、管理方法提出优化和改进的办法，记录并存档。 _