專利名稱：用于支撐海上風(fēng)力渦輪機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于支撐海上風(fēng)力渦輪機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及風(fēng)力渦輪機(jī)。
背景技術(shù)：
海上風(fēng)力渦輪機(jī)的基座通常分為三組，即重力基座、單樁基座、以及諸如三腳架基座或吸桶基座之類的先進(jìn)基座。重力基座通常由混泥土制成。它們可被制成為空心的并且具有足夠的浮力以便漂浮就位，可能用浮力元件支撐，或者它們可由駁船運(yùn)輸并且被提升就位?；陨淼闹亓客ǔＳ捎诓捎弥匦蛪狠d物進(jìn)行壓載而增大，諸如橄欖石之類的重型壓載。重力基座的缺點(diǎn)是在大型渦輪機(jī)和/或水深很大時，它們傾向于變得非常昂貴。單樁基座由鋼樁組成，該鋼樁通常具有4 一 5米的直徑。取決于地下的類型，樁被驅(qū)動進(jìn)入海床大約20 30米。單樁基座將渦輪機(jī)塔有效地延伸到水下并進(jìn)入海床。這種基座的一個重要優(yōu)點(diǎn)在于不必對海床進(jìn)行準(zhǔn)備。另一方面，其需要重型打樁設(shè)備，并且這種基座類型不適合用在海床中存在許多大巖石的位置。而且，在大型渦輪機(jī)和 /或水深很大時，其傾向于變得非常昂貴。最常見的先進(jìn)海上基座是三腳架基座。這種類型的基座吸收了經(jīng)驗(yàn)，從而利用輕重量且成本節(jié)約的三足鋼護(hù)套，其用于石油產(chǎn)業(yè)中的近海邊際油田。該結(jié)構(gòu)通常由中心管和三個傾斜足組成。三個足在底部連接并且也連接到中心管。在每個足的端部，使用短的豎直管作為圍繞鋼樁的護(hù)套，該鋼樁被深深地驅(qū)動進(jìn)入海床中。在完成打樁之后，將高強(qiáng)度砂漿注入護(hù)套，從而形成樁和足之間的牢固連接。鋼三腳架的缺點(diǎn)是它們是物理上非常大的結(jié)構(gòu)并具有高要求的、復(fù)雜的、疲勞加載的焊接點(diǎn)。因此，它們傾向于非常昂貴。對于海上風(fēng)力渦輪機(jī)所用的這些和大多數(shù)其他已知基座而言常見的是，當(dāng)安裝在風(fēng)力田地點(diǎn)時，支撐風(fēng)力渦輪機(jī)塔的基座結(jié)構(gòu)在水面上伸出。由于明顯的原因，海面以下的包括緊固件(螺栓等)的連接構(gòu)造可能是困難且危險的。EP1884598中公開的基座是一個例外。在EP1884598中公開了一種海上基座，其包括樁和上部結(jié)構(gòu)。該樁被向下夯到海床中并且僅在海床上伸出有限伸長量。樁提供了用于上部結(jié)構(gòu)的基座柱，該上部結(jié)構(gòu)被緊固在樁的頂部上。這里，問題在于建立樁和上部結(jié)構(gòu)之間的接合，一個通常由注入高強(qiáng)度砂漿所完成的任務(wù)。對于幾乎所有海上基座而言常見的是，由于渦輪機(jī)上的外部負(fù)載可來自所有方向，所以結(jié)構(gòu)的承載部分將通常位于基座的任何給定部分，經(jīng)歷壓縮和拉伸負(fù)載。此外，工作負(fù)載帶來的應(yīng)力將通常在壓縮應(yīng)力和拉伸應(yīng)力之間來回變化。 為此，鋼已經(jīng)成為優(yōu)選材料，這是因?yàn)槠湓谧兓瘧?yīng)力條件下工作良好。而且，鋼還具有的優(yōu)點(diǎn)是，單位質(zhì)量的強(qiáng)度明顯好于例如混凝土。因此，塔通常由鋼制成，以允許道路運(yùn)輸。然而，相比水泥，鋼有三個主要缺點(diǎn)。第一，相對于強(qiáng)度而言的價格明顯更高，并且在很大程度上受到經(jīng)濟(jì)波動的影響。第二，對于風(fēng)力渦輪機(jī)中的鋼，疲勞常常是設(shè)計(jì)的驅(qū)動力，這里極限負(fù)載是對水泥而言的。因此，如果處理恰當(dāng)，混凝土塔或基座自然具有更長的壽命。第三，鋼要求非常細(xì)致的表面處理，以避免在海洋環(huán)境中的腐蝕。單樁和風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)通常以零件的形式被安裝，包括自升船(例如單樁的自升船)、過渡件、2 — 3個塔區(qū)段、機(jī)艙和葉片。通常以兩個步驟來安裝基座和風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)， 因此自升船不得不在每個風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)位置上安裝兩次。由于渦輪機(jī)是海上組裝的，所以耗費(fèi)了昂貴的船上時間和人工工時，完整的測試更加困難并且必須海上執(zhí)行。此外，自升船是先進(jìn)的設(shè)備件。例如，其具有昂貴的自升系統(tǒng)以及包括多個運(yùn)動部分的大型旋轉(zhuǎn)起重機(jī)。EP1058787中公開的基座是一個例外，其中，塔由模塊制成，這些模塊利用后拉伸纜線而保持于壓縮狀態(tài)。這里，缺點(diǎn)在于諸如用于后拉伸纜線中的高強(qiáng)度鋼相當(dāng)易受腐蝕和氫脆變。因此，被插入安裝在海平面以下的結(jié)構(gòu)外壁中的通道內(nèi)的后拉伸纜線的長期完整性可能是成問題的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是提供有利的支撐結(jié)構(gòu)，用于支撐海上風(fēng)力渦輪機(jī)。本發(fā)明的第二目的是提供有利的風(fēng)力渦輪機(jī)。通過如權(quán)利要求1所要求保護(hù)的用于支撐海上風(fēng)力渦輪機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)第一目的。通過如權(quán)利要求15所要求保護(hù)的風(fēng)力渦輪機(jī)來實(shí)現(xiàn)第二目的。從屬權(quán)利要求限定了本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展。本發(fā)明的用于支撐海上風(fēng)力渦輪機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)包括構(gòu)造成至少部分地接觸海床的基座和塔的至少一部分。該基座和塔的至少一部分是單件式的。這樣的優(yōu)點(diǎn)是不再需要花費(fèi)代價將塔緊固到基座上。在本發(fā)明的上下文中，單件式意味著基座和塔或者塔的一部分是整體形成的或者由單個構(gòu)件形成。最后，在基座和塔或者塔的一部分之間沒有連接裝置，或者在基座的不同區(qū)段之間沒有連接裝置。作為本發(fā)明支撐結(jié)構(gòu)的一部分的塔的至少一部分也稱為塔區(qū)段。塔或塔區(qū)段可連接到風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)，特別是連接到風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙?；砂íM窄區(qū)段，該狹窄區(qū)段的直徑小于塔的最大直徑。優(yōu)選地，當(dāng)支撐結(jié)構(gòu)安裝到海床上時，狹窄區(qū)段可位于海洋的波浪拍打區(qū)域。狹窄區(qū)段比塔或塔區(qū)段更窄的好處在于這樣的事實(shí)狹窄區(qū)段暴露于波浪負(fù)載，而塔或塔區(qū)段暴露于風(fēng)力負(fù)載。塔或塔區(qū)段的較大直徑使得塔的結(jié)構(gòu)更加剛硬。有利地，支撐結(jié)構(gòu)可包括混凝土和/或鋼。例如，其可包括45 Mpa或30 Gpa類型的混凝土?；炷恋膬?yōu)點(diǎn)在于其是相對便宜的材料。因此，基座以及風(fēng)力渦輪機(jī)的成本可得到降低。此外，基座可包括具有變化直徑的過渡區(qū)段和/或下區(qū)段。下區(qū)段可構(gòu)造成至少部分地接觸海床。優(yōu)選地，下區(qū)段可以至少部分是圓錐形的，例如以減小沖刷。過渡區(qū)段可位于狹窄區(qū)段與塔或塔區(qū)段之間。當(dāng)支撐結(jié)構(gòu)被安裝到海床上時，過渡區(qū)段可有利地位于最高的波浪高度之上。優(yōu)選地，過渡區(qū)段的直徑例如從狹窄區(qū)段到塔區(qū)段連續(xù)地或逐步增加，從而用大于狹窄區(qū)段直徑的直徑來形成平臺和/或來支撐塔。通常，過渡區(qū)段可具有比狹窄區(qū)段更大的直徑。過渡區(qū)段可用于在安裝期間提升支撐結(jié)構(gòu)。塔或者塔區(qū)段可包括外壁。狹窄區(qū)段也可包括外壁。有利地，狹窄區(qū)段的外壁可比塔或塔區(qū)段的外壁更厚。有利地，支撐結(jié)構(gòu)的至少一部分可被后加應(yīng)力。后加應(yīng)力可用于降低拉伸應(yīng)力，尤其在混凝土的至少一部分中。例如，狹窄區(qū)段中的后加應(yīng)力水平可不同于塔中的應(yīng)力水平。 在本文中，后加應(yīng)力水平意味著在拉緊、激活或加轉(zhuǎn)矩于加應(yīng)力裝置之后，在特定結(jié)構(gòu)元件中的應(yīng)力。加應(yīng)力裝置可指的是例如纜索、棒或線絲。在支撐結(jié)構(gòu)的不同區(qū)段中提供不同應(yīng)力水平，從而考慮到使特定應(yīng)力水平適合于特定環(huán)境條件。例如，在海平面下面和上面， 不同的應(yīng)力水平可能是有利的。通常，支撐結(jié)構(gòu)可包括至少一個后加應(yīng)力裝置和/或至少一個后拉伸加強(qiáng)裝置， 例如纜索、線絲或棒。至少一個后加應(yīng)力裝置和/或至少一個后拉伸加強(qiáng)裝置可放置在支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部或者支撐結(jié)構(gòu)的壁的內(nèi)部，或者沿著結(jié)構(gòu)的側(cè)面位于外部。下區(qū)段和狹窄區(qū)段中的后加應(yīng)力可在支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部施加，例如在混凝土支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部。塔或塔區(qū)段中的后加應(yīng)力可至少部分地在外壁的外部施加，該外壁可以是混凝土壁，例如在塔或塔區(qū)段內(nèi)部。至少一個后加應(yīng)力裝置和/或至少一個后拉伸加強(qiáng)裝置可放置在塔中或者在塔區(qū)段中，至少部分地在外壁外部和/或在塔或塔區(qū)段內(nèi)部。此外，至少一個后加應(yīng)力裝置和 /或至少一個后拉伸加強(qiáng)裝置可放置在下區(qū)段中，在下區(qū)段的外壁內(nèi)部。而且，至少一個后加應(yīng)力裝置和/或至少一個后拉伸加強(qiáng)裝置可被放置在狹窄區(qū)段中，在狹窄區(qū)段的外壁內(nèi)部。優(yōu)選地，塔或塔區(qū)段中的后加應(yīng)力裝置可連接到過渡區(qū)段中的后加應(yīng)力裝置，和/ 或連接到狹窄區(qū)段中的后加應(yīng)力裝置，和/或連接到下區(qū)段中的后加應(yīng)力裝置。此外，過渡區(qū)段中的后加應(yīng)力裝置可連接到狹窄區(qū)段中的后加應(yīng)力裝置，和/或連接到下區(qū)段中的后加應(yīng)力裝置。狹窄區(qū)段中的后加應(yīng)力裝置可連接到下區(qū)段中的后加應(yīng)力裝置。后拉伸加強(qiáng)可在混凝土結(jié)構(gòu)的導(dǎo)管中施加或者沿著結(jié)構(gòu)的側(cè)面在外部施加。與內(nèi)部后拉伸結(jié)合起來，波紋鋼或至少一個塑料導(dǎo)管可被澆鑄到混凝土構(gòu)造中，在其兩端具有錨。線絲可被拉著穿過導(dǎo)管，并借助于例如液壓拉伸護(hù)套被拉伸?？上?qū)Ч苤刑畛浔Ｗo(hù)物。 優(yōu)選地，膨脹的高強(qiáng)度水泥漿可用于將纜索鎖定到被澆鑄進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)管壁?？刹捎闷渌Ｗo(hù)材料，例如油脂或蠟，這兩者均允許額外的拉伸，這是處理鋼線中的松弛和混凝土變形的優(yōu)選方式。內(nèi)部加強(qiáng)所具有的優(yōu)點(diǎn)是拉伸線絲在混凝土壁的內(nèi)部得到了良好的保護(hù)，尤其被保護(hù)免于水泥漿的濕氣、油脂或蠟。外部后拉伸線絲可具有塑料套和/或被油脂保護(hù)。優(yōu)選地，外部后拉伸金屬線可放置于水泥結(jié)構(gòu)旁邊。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，基座被內(nèi)部后加應(yīng)力，導(dǎo)管可填充有保護(hù)材料，例如水泥漿、油脂或蠟，用于腐蝕防護(hù)。塔部分的后拉伸可被內(nèi)部后加應(yīng)力。線絲可連接到錨，用于基座后加應(yīng)力。優(yōu)選地，用于基座部分的后拉伸線絲被從結(jié)構(gòu)的底部拉拽，并且被加應(yīng)力到該水平以最小化起重機(jī)工作、平臺和腳手架布置。有利地，下區(qū)段和/或狹窄區(qū)段和/或過渡區(qū)段和/或塔或塔區(qū)段是空心的。在這種情況下，支撐結(jié)構(gòu)的至少一部分可填充有壓載物，例如泥土。這增加了支撐結(jié)構(gòu)在負(fù)載下的穩(wěn)定性。
下區(qū)段可包括例如至少一個裙部，以提供支撐結(jié)構(gòu)與海床的固定。而且，該裙部可構(gòu)造成減少沖刷或者用水泥漿填塞下面以使得支撐結(jié)構(gòu)和下部土壤之間的連接牢固。此外，該裙部可分為3個或更多個室(champer)。其可用于使基座水平。通常，土壤界面可以是深的或淺的基座。深基座可包括一個或多個樁。淺基座可以是重力基座或吸桶基座。重力基座可被制有裙部以降低對海底準(zhǔn)備和/或沖刷保護(hù)的要求。不具有裙部的重力基座是優(yōu)選的。本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)，尤其是海上風(fēng)力渦輪機(jī)，包括如前所述的本發(fā)明的支撐結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)具有和本發(fā)明的支撐結(jié)構(gòu)相同的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的支撐結(jié)構(gòu)或者本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)的所有部件可在港口附近位置的移動生產(chǎn)線上制造。搭扣加強(qiáng)件可通過滾動網(wǎng)或者通過旋轉(zhuǎn)加強(qiáng)到回轉(zhuǎn)模型上而預(yù)先制造。 可使用跳躍成形(jumpforming)來獲得良好的表面質(zhì)量?？赏ㄟ^浮動起重機(jī)來進(jìn)行安裝。對于遠(yuǎn)的地點(diǎn)，可進(jìn)行駁船運(yùn)輸。浮動起重機(jī)可被制成為雙體船，其在中心上面進(jìn)行提升，由此在提升時不需要移動壓載物。此外，浮動起重機(jī)可被制成為具有壓載罐，允許在安裝期間使得浮動起重機(jī)的更多部分浸沒，以獲得穩(wěn)定性。對于駁船運(yùn)輸，可延伸移動生產(chǎn)線，以將完整的渦輪機(jī)裝載到運(yùn)輸駁船上。本發(fā)明支撐結(jié)構(gòu)和本發(fā)明風(fēng)力渦輪機(jī)的一個優(yōu)點(diǎn)是所述支撐結(jié)構(gòu)和/或所述風(fēng)力渦輪機(jī)可在岸上安裝和測試。風(fēng)力渦輪機(jī)和基座可立刻安裝。由于結(jié)構(gòu)的相對低質(zhì)量的緣故，所以這是可能的。在安裝船上不需要自升系統(tǒng)。在安裝船上不需要大型回轉(zhuǎn)起重機(jī)。 由于所選擇的材料，由其是混凝土，不需要對支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)或少量維護(hù)。支撐結(jié)構(gòu)的壽命可能達(dá)到收集系統(tǒng)的壽命，其為約60年。移動生產(chǎn)線可產(chǎn)生更工業(yè)化的生產(chǎn)。本地化生產(chǎn)可產(chǎn)生本地工作機(jī)會，這可成為決策者的考慮因素。該結(jié)構(gòu)是剛性的并且因此具有抵抗更深的水的潛力?？墒褂昧畠r的混凝土，例如45 Mpa和30 Gpa0因此，本發(fā)明提供了低成本的海上風(fēng)力渦輪機(jī)基座和塔以及低成本的海上風(fēng)力渦輪機(jī)。


從下面對實(shí)施例的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明的其他特征、性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。圖1以剖視圖示意性地示出了本發(fā)明的支撐結(jié)構(gòu)。圖2示意性地示出了本發(fā)明支撐結(jié)構(gòu)的變體。圖3示意性地示出了本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)。圖4示意性地示出了本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)和安裝船。圖5示意性地示出了本發(fā)明的具有后加應(yīng)力纜索的支撐結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照圖1至圖5描述本發(fā)明的一個實(shí)施例。圖1以剖視圖示意性地示出了本發(fā)明的用于支撐海上風(fēng)力渦輪機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)1包括基座2和塔的至少一部分3。支撐結(jié)構(gòu)1的中心線用附圖標(biāo)記11表示?；?2和塔的至少一部分3是單件式的。這意味著基座2和塔的至少一部分3被制成單件式的或者是被整體地形成的。換句話說，在支撐結(jié)構(gòu)1的不同區(qū)段之間沒有連接?；?包括下區(qū)段4、狹窄區(qū)段5和過渡區(qū)段6。下區(qū)段4后面是狹窄區(qū)段5。狹窄區(qū)段5后面是過渡區(qū)段6。過渡區(qū)段6后面是塔3或塔區(qū)段3。下區(qū)段4構(gòu)造成至少部分地接觸海床。下區(qū)段4具有圓柱形狀以減少沖刷。下區(qū)段4包括多個裙部8。裙部8放置在下區(qū)段4的底部。裙部8被制造成適合于減少沖刷，并且可用于使用水泥漿填塞下面以使得支撐結(jié)構(gòu)1和下面土壤之間的連接牢固。而且，通過將裙部8分為三個或更多個室，裙部8可用于使基座2水平。整個支撐結(jié)構(gòu)1，或者至少基座2，或者基座2的至少一部分(例如下區(qū)段4或下區(qū)段4的一部分)可以是空心的?？招牟糠只蚩招膮^(qū)段的至少一部分可填充有諸如泥土之類的壓載物。在圖1中，整個支撐結(jié)構(gòu)是空心的，其包括內(nèi)部的空心空間對。塔3具有最大直徑10。狹窄區(qū)段具有直徑9。塔3的最大直徑10大于狹窄區(qū)段 5的直徑9。而且，塔3包括外壁22，狹窄區(qū)段5包括外壁23。塔3的外壁22的厚度12小于狹窄區(qū)段5的外壁23的厚度13。下區(qū)段4具有圓錐形狀，從底部到狹窄區(qū)段5，直徑減小。過渡區(qū)段6具有從狹窄區(qū)段5到塔區(qū)段3連續(xù)地或逐步增大的直徑四。而且，過渡區(qū)段6具有從狹窄區(qū)段5到塔區(qū)段3增大的壁厚。在過渡區(qū)段6的上表面上(在那里，過渡區(qū)段6后面跟著塔區(qū)段3)，形成了平臺18。平臺在支撐結(jié)構(gòu)1內(nèi)部延伸。塔3或塔區(qū)段3具有從底部(在那里，其跟著過渡區(qū)段6)到頂部(在那里，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)可安裝到塔3上)減小的直徑。通常，塔區(qū)段3或塔3可連接到風(fēng)力渦輪機(jī)，尤其是連接到風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙。當(dāng)支撐結(jié)構(gòu)1適當(dāng)?shù)匕惭b到海床上時，狹窄區(qū)段5位于波浪拍打區(qū)域，而過渡區(qū)段 6位于最高的波浪水平高度之上。支撐結(jié)構(gòu)1包括混凝土。此外，支撐結(jié)構(gòu)1包括后加應(yīng)力裝置，例如至少一個纜索、 線絲、棒、或任何其他合適的用于給結(jié)構(gòu)或支撐結(jié)構(gòu)1的至少一部分后加應(yīng)力的裝置。在圖 1中，支撐結(jié)構(gòu)1包括至少兩根后加應(yīng)力纜索7。后加應(yīng)力纜索7放置在支撐結(jié)構(gòu)1內(nèi)部。 更具體地，后加應(yīng)力纜索的第一部分7a位于塔區(qū)段3內(nèi)部，在塔區(qū)段3內(nèi)部的空心空間M 內(nèi)。后加應(yīng)力纜索的第一部分7a在塔區(qū)段3的頂部上或者附近連接到塔區(qū)段3。后加應(yīng)力纜索的第二部分7b位于過渡區(qū)段6、狹窄區(qū)段5和下區(qū)段4的外壁23、25J6的內(nèi)部。后加應(yīng)力纜索的第二部分7b的端部在下區(qū)段4的底部連接到下區(qū)段4，例如靠近裙部8。替代性地，后加應(yīng)力纜索7可通過另一種合適方式連接到支撐結(jié)構(gòu)1。而且，后加應(yīng)力纜索7可至少部分地位于支撐結(jié)構(gòu)1的外部。當(dāng)支撐結(jié)構(gòu)1或支撐結(jié)構(gòu)1的至少一部分被后加應(yīng)力時，狹窄區(qū)段5中的后加應(yīng)力水平可不同于塔區(qū)段3中的應(yīng)力水平。圖5示意性地示出了圖1的本發(fā)明支撐結(jié)構(gòu)的變體。為了簡明而省略了裙部8。 而且，相比圖1，過渡區(qū)段6具有略微不同的形狀。圖5示出了固定元件19、20和21，用于固定后加應(yīng)力纜索7。固定元件21位于塔區(qū)段3頂上，靠近塔區(qū)段3的外壁22。固定元件20位于過渡區(qū)段6的平臺18處。后加應(yīng)力纜索的第一部分7a從固定元件21延伸到固定元件22，固定元件22在塔區(qū)段3的內(nèi)空心空間M中，靠近外壁22。后加應(yīng)力纜索的第二部分7b從過渡區(qū)段6處的第二固定元件 20延伸到第三固定元件19。第三固定元件19位于靠近下區(qū)段4的底部，在下區(qū)段4的外壁25內(nèi)部。后加應(yīng)力纜索的第二部分7b在狹窄區(qū)段5的外壁23內(nèi)部和/或在下區(qū)段4的外壁25內(nèi)部延伸。而且，后加應(yīng)力纜索的第二部分7b也可在過渡區(qū)段6的壁沈內(nèi)部延伸。通常，后加應(yīng)力纜索的第一部分7a和后加應(yīng)力纜索的第二部分7b可被分別加應(yīng)力。這意味著塔區(qū)段3和基座2中的應(yīng)力水平可以不同。例如，可將另外的固定元件放置在下區(qū)段4和狹窄區(qū)段5之間，以提供下區(qū)段4和狹窄區(qū)段5中的不同應(yīng)力水平。圖2示意性地示出了本發(fā)明支撐結(jié)構(gòu)100的變體，其略微不同于圖1和圖5的支撐結(jié)構(gòu)1。支撐結(jié)構(gòu)100與支撐結(jié)構(gòu)1的不同在于其包括位于狹窄區(qū)段5和過渡區(qū)段6之間的第一中間區(qū)段26，以及位于下區(qū)段4和狹窄區(qū)段5之間的第二中間區(qū)段27。圖3以部分透視圖示意性地示出了本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)28。風(fēng)力渦輪機(jī)28包括結(jié)合圖1、圖2和圖5所描述的支撐結(jié)構(gòu)100。機(jī)艙14安裝在塔3頂上。機(jī)艙14包括具有多個轉(zhuǎn)子葉片15的轉(zhuǎn)子。風(fēng)力渦輪機(jī)通常包括兩個或三個轉(zhuǎn)子葉片15。圖4示意性地示出了圖3的本發(fā)明風(fēng)力渦輪機(jī)觀，其固定到安裝船16。海平面由附圖標(biāo)記17表示。安裝船16可包括具有升降起重機(jī)的浮動雙體船起重機(jī)。例如，安裝船 16可包括兩個自推進(jìn)的駁船，其可由承載了升降或回轉(zhuǎn)起重機(jī)的巨型框架連接。在這種情況下，海上工作被減少到最少，僅包括運(yùn)輸和放置具有預(yù)安裝且測試的風(fēng)力渦輪機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)。
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權(quán)利要求
1.一種用于支撐海上風(fēng)力渦輪機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)，包括構(gòu)造成至少部分地接觸海床的基座(2)以及塔(3)的至少一部分，其中，所述基座(2)和所述塔(3)的至少一部分是單件式的。
2.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu)(1、100)包括混凝土和/或鋼。
3.如權(quán)利要求1或2所述的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)，其特征在于，所述基座(2)包括狹窄區(qū)段(5)、和/或下區(qū)段(4)、和/或過渡區(qū)段(6)，所述狹窄區(qū)段(5)的直徑(9)小于所述塔 (3 )的最大直徑(10 )，所述過渡區(qū)段(6 )具有變化直徑(29 )。
4.如權(quán)利要求3所述的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)，其特征在于，所述過渡區(qū)段(6)位于所述狹窄區(qū)段(5)和所述塔(3)之間。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu) (1、100)包括過渡區(qū)段(6)，所述過渡區(qū)段(6)的直徑大于所述狹窄區(qū)段(5)的直徑。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)，其特征在于，所述塔(3)包括外壁(22 )，所述狹窄區(qū)段(5 )包括外壁(23 )，所述狹窄區(qū)段(5 )的外壁(23 )厚于所述塔(3 ) 的外壁(22)。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu) (UlOO)的至少一部分被后加應(yīng)力。
8.如權(quán)利要求7所述的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)，其特征在于，所述狹窄區(qū)段(5)中的后加應(yīng)力水平不同于所述塔(3)中的應(yīng)力水平。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)，其特征在于，所述支撐結(jié)構(gòu) (1、100)包括至少一個后加應(yīng)力裝置(7、19、20、21)和/或至少一個后拉伸加強(qiáng)裝置(7、19、 20、21)。
10.如權(quán)利要求9所述的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)，其特征在于，所述后加應(yīng)力裝置(7)和/ 或至少一個后拉伸加強(qiáng)裝置(19、20、21)放置在所述支撐結(jié)構(gòu)(1、100)內(nèi)部，或放置在所述支撐結(jié)構(gòu)(1、100)的壁(22、23、25、26)的內(nèi)部，或沿所述結(jié)構(gòu)(1、100)的側(cè)面位于外部。
11.如權(quán)利要求9或10所述的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)，其特征在于，所述后加應(yīng)力裝置(7) 和/或至少一個后拉伸加強(qiáng)裝置(19、20、21)放置在所述塔(3)中且至少部分地位于外壁 (22)的外部，和/或放置在所述下區(qū)段(4)中且位于所述下區(qū)段(4)的外壁(25)內(nèi)部，和/ 或放置在所述狹窄區(qū)段(5)中且位于所述狹窄區(qū)段(5)的外壁(23)的內(nèi)部。
12.如權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)，其特征在于，所述塔(3)中的后加應(yīng)力裝置(7)連接到所述過渡區(qū)段(6)中的后加應(yīng)力裝置(7)，和/或連接到所述狹窄區(qū)段(5)中的后加應(yīng)力裝置(7)，和/或連接到所述下區(qū)段(4)中的后加應(yīng)力裝置(7);和 /或所述過渡區(qū)段(6)中的后加應(yīng)力裝置(7)連接到所述狹窄區(qū)段(5)中的后加應(yīng)力裝置 (7)，和/或連接到所述下區(qū)段(4)中的后加應(yīng)力裝置(7);和/或所述狹窄區(qū)段(5)中的后加應(yīng)力裝置(7)連接到所述下區(qū)段(4)中的后加應(yīng)力裝置(7)。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)，其特征在于，所述下區(qū)段 (4)和/或狹窄區(qū)段(5)和/或過渡區(qū)段(6)和/或塔(3)是空心的。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)，其特征在于，所述下區(qū)段 (4)包括至少一個裙部(8)。
15. 一種風(fēng)力渦輪機(jī)，包括如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于支撐海上風(fēng)力渦輪機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)(1、100)，其包括構(gòu)造成至少部分地接觸海床的基座(2)以及塔(3)的至少一部分。所述基座(2)和所述塔(3)的至少一部分是單件式的。
文檔編號F03D11/04GK102213193SQ20111003116
公開日2011年10月12日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月2日
發(fā)明者哈特科普夫 R. 申請人:西門子公司