近年来，随着环境污染和能源枯竭问题日益严重，使得人类探索可再生能源的愿望越来越强烈。海洋潮流能以其可预测性强、能量所在地靠近海岸、开发技术可借鉴风机等优点，受到了世界各个国家的重视，研究开发潮流技术成了可再生清洁能源利用领域的热点。潮流能发电装置的载体可分为三种:坐底式、桩柱式和漂浮式。其中桩柱式和漂浮式，对沿海航道的交通都会造成一定的影响;桩柱式对海上打桩和安装的技术要求很高，需要使用较大型设备，费用昂贵;漂浮式需要用锚泊系统来定位，比较适合用于水深大于30m的海域，且载体在海面上会受到风浪流的作用发生低频运动，对水轮机组的稳定运行产生一定的影响。我国沿海有众多潮流能资源富集的水道和浅海区域，坐底式潮流电站是开发这些区域潮流能的有效手段之一。　　本文参照国内外存在的潮流能发电装置和各种海洋平台的技术特点，基于综合考虑，提出了一种适合于浅海和江河的坐底式竖直轴潮流能发电装置概念方案，并根据方案进行设计和关键技术研究。　　(1)针对电站的工作特性，选择符合条件的海底地质条件和海洋环境，基于电站的工作环境参数，进行水轮机参数设计、载体方案设计和能量传递系统设计。　　(2)对电站的六个主体结构进行设计研究，包括桩靴、沉箱、导流舱、支撑舱和机舱的结构形式。针对各个主体部分的内部构件，参照相近的规范，完成电站钢材选取、骨材间距确定、板厚取值、骨材规格设计、支柱设计等部分内容。基于结构设计，统计得到电站的重量重心设计，为电站的总体性能校核提供数据支持。电站的总体性能校核主要包括沉浮稳性和坐底稳性，研究了坐底稳性校核包含三个部分，分别是抗倾覆稳性校核，抗滑移稳性校核和地基承载力校核，验证了电站机构设计的合理性。　　(3)对水轮机的受力分析进行研究，针对诱导速度和水轮机水动力计算，分别介绍了基于动量理论的流管法、基于势流理论的涡方法、基于粘性计算流体力学的(CFD)方法。并应用CFD方法来求解水轮机的工作载荷，具体是使用Gambit软件与Fluent软件来计算水轮机的推力、侧向力和扭矩，为水轮机参数设计和电站强度校核提供参照依据。　　(4)针对电站具体结构，采用ANSYS软件建立有限元模型。针对不同形式的坐底面积损失情况，设计了九种计算工况;以电站底部与泥面接触处铰接为边界条件;电站受到的载荷分为重力载荷、作业载荷和环境载荷;有限元计算结果与许用应力衡准相比较，得出强度校核结果，验证了电站的设计效果。　　(5)在介绍了潮流电站的评价指标体系和评价方法的研究现状后，指出当前对潮流电站的评价十分缺乏。但是对潮流电站方案的评价具有十分重要的作用，同时评价的过程也极具复杂性。根据多数问题评价的方式，给出评价各种问题的实施步骤。针对坐底式竖直轴潮流电站的工作环境和性能特点，分别提出坐底式潮流电站的技术评价指标体系和经济评价指标体系，同时选择合适的综合评价方法对电站方案进行评价。　　本文的研究成果可为潮流电站和类似的坐底式结构提供参考，可为海洋平台从方案到设计提供可借鉴的研究方法。