1、 ICS 27.140 F14 中 华 人 民 共 和 国 能源 行 业 标 准 NB/T 10442 2020 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 XXXXX XXXX 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
2、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 XXXXX XXXX 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
3、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 XXXXX XXXX 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
4、 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 XXXXX XXXX 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
5、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
6、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 ef
7、fect 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 XXXXX XXXX 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
8、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
9、 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
10、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 XXXXX XXXX 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
11、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
12、 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
13、 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
14、 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 XXXXX XXXX 4 6.3.1 系统设 计 工程样机 系统
15、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 ，
16、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
17、 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
18、.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
19、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
20、或 检验 合格 证。 XX/T XXXXX XXXX 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，
21、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
22、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
23、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 XXXXX XXXX 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
24、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
25、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。 _
