浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提出一種新型浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，包括用于安裝風(fēng)機(jī)的主浮筒以及兩個(gè)尺寸小于主浮筒的次浮筒，所述主浮筒與次浮筒之間通過(guò)一級(jí)連接桿兩兩相連；所述主浮筒與次浮筒的底部均設(shè)置有垂蕩板。本實(shí)用新型大小浮筒的設(shè)置，提高了海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)重心的對(duì)稱(chēng)性，顯著增加了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，有效改善了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能；大小浮筒的設(shè)置，有效利用浮筒浮力，避免因浮力過(guò)剩而增加基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的加工成本；且采用穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)的固定方式，進(jìn)一步確保了整個(gè)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。另外，連接處采用了加強(qiáng)固定的結(jié)構(gòu)，提高了本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界能源的日益短缺，風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。目前世界上風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目大部分是陸地上的，涉及海上的項(xiàng)目也是在淺海區(qū)域。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的成熟，風(fēng)力發(fā)電開(kāi)始從陸地走向海洋，從淺海走向深海。目前的淺海的風(fēng)力發(fā)電大多數(shù)采用固定式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，但是這種結(jié)構(gòu)對(duì)于深海風(fēng)電項(xiàng)目來(lái)說(shuō)并不具有優(yōu)勢(shì)，其主要原因有:(I)隨水深的增加，固定式基礎(chǔ)的成本增加過(guò)大；(2)固定式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工成本比浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)高；(3)固定式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的深海打樁難度直線上升。因此，為了使風(fēng)力發(fā)電能從淺海走向深海，迫切需要研究開(kāi)發(fā)浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
[0003]為了解決上述存在的問(wèn)題，人們進(jìn)行了長(zhǎng)期的探索，提出了各式各樣的解決方案。人們通過(guò)借鑒目前已有的海洋石油平臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式，現(xiàn)在已經(jīng)建成的浮式海上風(fēng)電的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有挪威的Hywind,荷蘭的Blue H以及Windf1at三種不同形式的浮式基礎(chǔ),分別為單立柱式基礎(chǔ)，張力腿形式基礎(chǔ)以及半潛式基礎(chǔ)。然而這類(lèi)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)存在重心不對(duì)稱(chēng)或加工成本高或安裝不方便等問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述的基礎(chǔ)存在的重心不對(duì)稱(chēng)，加工成本高，安裝不方便等問(wèn)題，提出了一種具備良好穩(wěn)性性能，水動(dòng)力性能優(yōu)良，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足夠，安裝方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了下列技術(shù)方案:一種浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，所述浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)包括用于安裝風(fēng)機(jī)的主浮筒以及兩個(gè)尺寸小于主浮筒的次浮筒，所述主浮筒與次浮筒之間通過(guò)一級(jí)連接桿兩兩相連；所述主浮筒與次浮筒的底部均設(shè)置有垂蕩板。
[0006]作為優(yōu)選，所述主浮筒與次浮筒的內(nèi)部均為具有若干腔室的分艙結(jié)構(gòu)。
[0007]作為優(yōu)選，所述主浮筒、次浮筒與所述一級(jí)連接桿之間設(shè)置有二級(jí)連接桿，所述每?jī)蓚€(gè)一級(jí)連接桿之間連接有三級(jí)連接桿。
[0008]作為優(yōu)選，所述主浮筒與次浮筒內(nèi)各有5層艙室，每層艙室高度為5米，每層艙室內(nèi)設(shè)有3個(gè)間室，各間室的橫截面形狀為扇形。
[0009]作為優(yōu)選，一級(jí)連接桿包括上下兩層。
[0010]作為優(yōu)選，所述垂蕩板呈正六邊形，所述垂蕩板與主浮筒和次浮筒之間設(shè)有加強(qiáng)肋板。
[0011]作為優(yōu)選，所述主浮筒的直徑為10m，所述次浮筒的直徑為6m。
[0012]所述主浮筒底部垂蕩板的邊長(zhǎng)為Sm，所述次浮筒底部垂蕩板的邊長(zhǎng)為5m。所述的連接桿的截面為圓形或方形。
[0013]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型大小浮筒的設(shè)置，提高了海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)重心的對(duì)稱(chēng)性，顯著增加了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)性，有效改善基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能，大小浮筒的設(shè)置，有效利用浮筒浮力，避免因浮力過(guò)剩而增加基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的加工成本，且采用的穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)的固定方式，進(jìn)一步確保了整個(gè)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。另外，連接處采用了加強(qiáng)固定的結(jié)構(gòu)，提高了本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例使用狀態(tài)參考圖；
[0015]圖2為圖1中浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)的左視圖；
[0016]圖3為圖1中浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)的俯視圖；
[0017]以上各圖中，1、主浮筒；2、次浮筒；3、一級(jí)連接桿；4、垂蕩板；5、二級(jí)連接桿；6、三級(jí)連接桿；7、加強(qiáng)肋板；8、風(fēng)機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)施例提出了一種浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，包括三個(gè)圓柱形浮筒，其中尺寸較大的為用于安裝風(fēng)機(jī)主浮筒1，兩個(gè)尺寸較小的為次浮筒2，主浮筒I和次浮筒2之間通過(guò)一級(jí)連接桿3連接，在主浮筒I和次浮筒2的底部則設(shè)置有垂蕩板4。
[0019]主浮筒I和次浮筒2高度相同但直徑不同，本實(shí)施例主浮筒I的直徑為10米，次浮筒2的直徑為6米，主浮筒I和次浮筒2之間通過(guò)一級(jí)連接桿3構(gòu)成正三角形，當(dāng)然，主、次筒的規(guī)格可根據(jù)實(shí)際需求而定。本實(shí)施例采用大小不同的兩種浮筒的設(shè)計(jì)，使得基礎(chǔ)總體構(gòu)成不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)形式使主浮筒在安裝風(fēng)機(jī)以后，有效克服了結(jié)構(gòu)重心的不對(duì)稱(chēng)性，特別是在風(fēng)速或者波浪過(guò)大的情況之下能保持一定的穩(wěn)定性不傾覆，同時(shí)使得結(jié)構(gòu)擁有良好的運(yùn)動(dòng)性能。為了方便后期調(diào)整整個(gè)基礎(chǔ)的平衡，本實(shí)施例主浮筒I和次浮筒2的內(nèi)部則均采用分艙結(jié)構(gòu)的處理，即在主浮筒I和次浮筒2內(nèi)設(shè)置若干艙室，本實(shí)施例主浮筒I和次浮筒2內(nèi)各上下設(shè)置5層艙室，每層艙室高度為5米，每層又均勻設(shè)置3個(gè)間室(圖中未示出)，每個(gè)間室均為扇形，即各間室的橫截面積為扇形，扇形中心角為120°。本實(shí)施例多分艙的設(shè)計(jì)可以更加靈活地根據(jù)不同工作海況，調(diào)節(jié)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的壓載，從而調(diào)整本實(shí)用新型的重心，保證足夠的破艙穩(wěn)性，起到穩(wěn)定的作用。
[0020]主浮筒I和次浮筒2之間通過(guò)一級(jí)連接桿3連接，為了增強(qiáng)穩(wěn)固性，共設(shè)兩層一級(jí)連接桿，即主浮筒I和次浮筒2之間上、下端均通過(guò)一級(jí)連接桿實(shí)現(xiàn)兩兩連接。同樣，為了增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，本實(shí)施例共設(shè)三級(jí)連接桿，在一級(jí)連接桿3和主浮筒I或次浮筒2之間則設(shè)置了用于加固的二級(jí)連接桿5(即如圖2當(dāng)中，一級(jí)連接桿和次浮筒之間的二級(jí)連接桿5)，每?jī)蓚€(gè)一級(jí)連接桿3之間則設(shè)置了用于加固的三級(jí)連接桿6 (即如圖3所示的所標(biāo)注的6)。一、二、三級(jí)連接桿3的截面可以為圓形或者方形；二級(jí)連接桿有效確保了結(jié)構(gòu)連接之間的可靠性和穩(wěn)定性；三級(jí)連接桿可提高一級(jí)連接桿的軸向和側(cè)向剛度，確保其不易彎曲。本實(shí)施例各連接桿之間以及連接桿與主、次浮筒之間的連接方式為焊接。
[0021]垂蕩板4設(shè)置在主浮筒I或次浮筒的2底部，相對(duì)于主浮筒I或次浮筒的2做垂蕩運(yùn)動(dòng)，參考圖4，垂蕩板4的形狀為多邊形或圓形，在本實(shí)施中，主、次浮筒下的垂蕩板4均采用的正六邊形的設(shè)計(jì)，主浮筒下的垂蕩板的邊長(zhǎng)為8m，次浮筒下的垂蕩板的邊長(zhǎng)為5m，且在垂蕩板和主浮筒或次浮筒之間均設(shè)置了加強(qiáng)肋板7。參考圖2及圖3，加強(qiáng)肋板7沿主浮筒或次浮筒圓周方向設(shè)置，可以為三角形或梯形，本實(shí)施例加強(qiáng)肋板7呈直角三角形，其中一直角邊固定在主浮筒或次浮筒的外周壁上，另一直角邊固定在垂蕩板的上表面。三角形的加強(qiáng)肋板結(jié)構(gòu)增加了垂蕩板與主浮筒或次浮筒之間的穩(wěn)定性，同時(shí)此加強(qiáng)肋板也可以起到減搖的作用，可有效減少基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的縱搖和橫搖運(yùn)動(dòng)，使整個(gè)基礎(chǔ)更加的穩(wěn)定。
[0022]綜上，本實(shí)用新型提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠的海上風(fēng)電基礎(chǔ)，通過(guò)不對(duì)稱(chēng)浮筒的設(shè)計(jì)提高了海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)重心的對(duì)稱(chēng)性，符合DNV規(guī)范對(duì)于半潛式結(jié)構(gòu)的要求設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在穩(wěn)性上有很大的保證，運(yùn)動(dòng)性能優(yōu)良，能支撐5MW及以上的風(fēng)機(jī)。
[0023]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
[0024]盡管本文較多地使用了 1、主浮筒；2、次浮筒；3、一級(jí)連接桿；4、垂蕩板；5、二級(jí)連接桿；6、三級(jí)連接桿；7、加強(qiáng)肋板；8、風(fēng)機(jī)等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)，把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
【權(quán)利要求】
1.一種浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)包括用于安裝風(fēng)機(jī)的主浮筒以及兩個(gè)尺寸小于主浮筒的次浮筒，所述主浮筒與次浮筒之間通過(guò)一級(jí)連接桿兩兩相連；所述主浮筒與次浮筒的底部均設(shè)置有垂蕩板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述主浮筒與次浮筒的內(nèi)部均為具有若干腔室的分艙結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述主浮筒、次浮筒與所述一級(jí)連接桿之間設(shè)置有二級(jí)連接桿，所述每?jī)蓚€(gè)一級(jí)連接桿之間連接有三級(jí)連接桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述主浮筒與次浮筒內(nèi)各有5層艙室，每層艙室高度為5米，每層艙室內(nèi)設(shè)有3個(gè)間室，各間室的橫截面形狀為扇形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，一級(jí)連接桿包括上下兩層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述垂蕩板呈正六邊形，所述垂蕩板與主浮筒和次浮筒之間設(shè)有加強(qiáng)肋板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述主浮筒的直徑為10m，所述次浮筒的直徑為6m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述主浮筒底部垂蕩板的邊長(zhǎng)為8m，所述次浮筒底部垂蕩板的邊長(zhǎng)為5m。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)，其特征在于，所述的連接桿的截面為圓形或方形。
【文檔編號(hào)】B63B38/00GK204110335SQ201420254295
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】王樹(shù)青, 艾勇, 高葉盾, 宋憲倉(cāng), 張曼, 張?jiān)? 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)