一种漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统技术方案

技术编号:19356884 阅读:40 留言:0更新日期:2018-11-07 19:46
本发明专利技术涉及一种漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统。本发明专利技术所述的漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统包括海上平台和设置在海上平台上的多个风机单元;所述风机单元包括风力发电机组、支撑塔、空心倒锥体和内部装有海水的圆筒罐,所述风力发电机组安装在所述支撑塔的顶部,所述支撑塔的底部安装固定在所述空心倒锥体的底面上,所述空心倒锥体设置在所述圆筒罐中且浮于其内部的海水上;所述圆筒罐的高度大于所述海上平台的高度,且沿其轴向贯穿所述海上平台,其侧壁与所述海上平台固接,并开设有可开闭的进出水口。本发明专利技术所述的漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统具有风机运转平稳、抗台风能力强、建造成本低、便于安装与检修的优点。

A wind turbine system with stationary and anti wind for floating wind farms

The invention relates to a wind turbine system which is stable and resistant to floating wind farms. The wind turbine system of the floating wind farm comprises an offshore platform and a plurality of wind turbine units installed on the offshore platform; the wind turbine unit comprises a wind turbine, a support tower, a hollow inverted cone and a cylinder tank internally equipped with sea water, and the wind turbine unit is installed on the top of the support tower. The bottom of the supporting tower is fixed on the bottom surface of the hollow inverted cone, which is arranged in the cylinder tank and floats on the sea water inside it; the height of the cylinder tank is higher than the height of the offshore platform, and runs through the offshore platform along its axis, and the side wall of the hollow inverted cone is fixed with the offshore platform. The opening and opening of the inlet and outlet can be opened. The floating wind farm stable and anti-typhoon fan system has the advantages of stable operation of the fan, strong anti-typhoon ability, low construction cost and easy installation and maintenance.

【技术实现步骤摘要】
一种漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统
本专利技术涉及海上风电场
,特别是涉及一种漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统。
技术介绍
中国沿海常有不定期台风和冬季冷高压前沿大风的影响,当风力达到8级及以上时,大风会对海上设施造成不利的影响,甚至会破坏海上设施的设备。海上平台是高出海面且具有水平台面的一种桁架构筑物,供生产作业或其他活动使用。海上平台上可安装风机进行发电。然而,受台风等大风的影响,海面上产生的大涌浪和风浪,及风、流等因素造成海上平台产生不同自由度的晃动,使平台上的发电风机随之增幅6自由度摇晃。为确保风机稳定工作,预防类似台风等大风的破坏,有必要在设计上对风机采取有关的措施,以有效抑制外界因素带来的不利影响,降低或减少各个自由度摇晃,抵御台风袭击对海上设施、设备的影响。
技术实现思路
基于此,本专利技术的目的在于,提供一种漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统,其具有风机运转平稳、抗台风能力强、建造成本低、便于安装与检修的优点。本专利技术采取的技术方案如下:一种漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统,包括海上平台和设置在海上平台上的多个风机单元;所述风机单元包括风力发电机组、支撑塔、空心倒锥体和内部装有海水的圆筒罐,所述风力发电机组安装在所述支撑塔的顶部,所述支撑塔的底部安装固定在所述空心倒锥体的底面上,所述空心倒锥体设置在所述圆筒罐中且浮于其内部的海水上;所述圆筒罐的高度大于所述海上平台的厚度,且沿其轴向贯穿所述海上平台,其侧壁与所述海上平台固接,并开设有可开闭的进出水口。本专利技术所述的漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统中,设置固定于海上平台上的圆筒罐以及浮于圆筒罐内的空心倒锥体,使风力发电机组和支撑塔可随着圆筒罐内的水位变化进行升高或降低,有利于在台风等大风来临期间及时降低风力发电机组和支撑塔的位置高度,采用圆筒罐对设备进行保护,避免设备受到破坏,有效抵御台风等大风袭击,圆筒罐内海水基本平稳,能减少设备的摇晃幅度,提高设备运行的平稳性。而且,圆筒罐相对于海上平台的体积小得多,比起以往通过增加海上平台的宽度和厚度以增加平稳性的技术手段,本专利技术在大量减少钢材用量及相应降低建造成本的同时,能达到同样效果的抗台性。另外,风力发电机组可升降的特点方便进行安装与日常检修工作。进一步地,所述风机单元还包括平衡装置,所述平衡装置包括平衡钢棒、四个平衡方块以及四根传动杆;所述平衡钢棒设置在所述空心倒锥体下方并沿其轴向设置,其一端于所述空心倒锥体的顶点固接;所述四个平衡方块设置在所述圆筒罐内;所述四根传动杆的一端分别与所述四个平衡方块固接,另一端分别穿出所述圆筒罐的侧壁与一同步机构连接;所述四根传动杆驱动所述四个平衡方块围合形成一限位孔时,所述平衡钢棒插入所述限位孔中。所述四个平衡方块形成的限位孔,能够使插入其中的平衡钢棒移动受阻,从而避免平衡钢棒上方的空心倒锥体、支撑塔及风力发电机组整体发生大幅度摇晃,有效提高平稳性。进一步地,所述风力发电机组包括发电机和安装在发电机上的风轮,所述限位孔为长方形孔,其长度方向为所述风轮的迎风方向,宽度方向垂直于所述风轮的迎风方向。通常风力发电机组在迎风方向的摇晃幅度更大,在垂直于迎风方向的摇晃幅度相对较小,因此合理设置限位孔的长、宽方向,能够减少正常运行过程中平衡钢棒与平衡方块的不必要碰撞,延长平衡装置的使用寿命。进一步地,所述限位孔的长度为所述平衡钢棒的直径的3倍,宽度为所述平衡钢棒的直径的2倍。通过合理设计限位孔的长度和宽度大小,在实现提高设备运行平稳性的同时,减少正常运行过程中平衡钢棒与平衡方块的不必要碰撞,延长平衡装置的使用寿命。进一步地,所述海上平台的厚度为5m;所述圆筒罐的高度为75m,高出所述海上平台的部分的高度为35m;所述支撑塔的高度为60m。台风来临时,风力发电机组及支撑塔能够下降30~40m,有效抵御台风袭击。圆筒罐低于所述海上平台的部分的高度为35m,该部分浸入海水中,且内部装满海水,能够减少系统整体的摇晃。进一步地,所述风机系统共包括9个风机单元,所述海上平台为等边三角形结构,每个角设置1个风机单元,每条边内设置2个风机单元。海上平台呈等边三角形结构、及9个风机单元呈均匀对称分布,能够提高风机系统整体的稳定性。进一步地,所述海上平台的中部设有一T型骨架,所述T型骨架的三个端部分别与所述海上平台的三条边的中部固接。进一步地,所述海上平台中每条边的长度为1353m,宽度为50m,共可停靠36艘船舶进行无缝供电。进一步地,所述圆筒罐的进出水口与一水泵机组连接。进一步地,所述风力发电机组的功率为2MW、4MW或6MW。由于风力发电机组的位置高度变化范围大,因此可选用不同的功率配合相应的风量和发电量。为了更好地理解和实施,下面结合附图详细说明本专利技术。附图说明图1为本专利技术的漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统的结构示意图;图2为无台风时风机单元的使用状态图;图3为台风来临时风机单元的使用状态图;图4为平衡装置的结构示意图;图5为图4的俯视图;图6为空心倒锥体的结构示意图;图7为风力发电机组及支撑塔的运动示意图;图8为空心倒锥体的受力示意图。具体实施方式请参阅图1,其为本专利技术的漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统的结构示意图。本专利技术的漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统包括海上平台1和设置在海上平台1上的多个风机单元2。具体地,所述风机系统共包括9个风机单元2。所述海上平台1为漂浮在海上的等边三角形结构,其中部设有一T型骨架10,所述T型骨架10的三个端部分别与海上平台1的三条边的中部固接。所述海上平台1的每个角设置1个风机单元2,每条边内间隔设置2个风机单元2。所述海上平台1的厚度为5m,每条边的长度为1353m,宽度为50m;可停靠36艘船舶进行无缝供电。所述海上平台1中采取锚链相互交叉固定方式,利于整体结构的稳定。请同时参阅图2-6,图2为无台风时风机单元的使用状态图,图3为台风来临时风机单元的使用状态图,图4为平衡装置的结构示意图,图5为图4的俯视图,图6为空心倒锥体的结构示意图。所述风机单元2包括风力发电机组、支撑塔21、空心倒锥体22、内部装有海水的圆筒罐23以及平衡装置24。所述风力发电机组安装在所述支撑塔21的顶部,所述支撑塔21的底部安装固定在所述空心倒锥体22的底面上,所述空心倒锥体22设置在所述圆筒罐23中且浮于其内部的海水上,所述平衡装置24设置在所述圆筒罐23内。所述风力发电机组包括发电机200和安装在发电机200上的风轮201,所述风轮201具有叶轮和三片叶片。所述风轮201的叶片的长度为58m。所述风力发电机组的功率可选取2MW、4MW或6MW。所述支撑塔21的高度为60m,采用高强度、高质量的钢材整体制造,能更好地抵御台风。所述空心倒锥体22为内部中空且倒置的圆锥体结构,其高度为30m,底面直径为6m,底面边沿与圆筒罐23侧壁的距离为0.5m。所述圆筒罐23的罐底封闭,其高度大于所述海上平台1的厚度。所述圆筒罐23沿其轴向贯穿所述海上平台1,其侧壁与所述海上平台1固接,且中部开设有可开闭的进出水口230。所述进出水口230与一水泵机组连接,所述水泵机组用于往圆筒罐23内泵入海水,或者用于将圆筒罐23内的海水抽走。具体地,所述圆筒罐23的直径为7m,高度为75本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统,其特征在于:包括海上平台和设置在海上平台上的多个风机单元;所述风机单元包括风力发电机组、支撑塔、空心倒锥体和内部装有海水的圆筒罐,所述风力发电机组安装在所述支撑塔的顶部,所述支撑塔的底部安装固定在所述空心倒锥体的底面上,所述空心倒锥体设置在所述圆筒罐中且浮于其内部的海水上;所述圆筒罐的高度大于所述海上平台的厚度,且沿其轴向贯穿所述海上平台,其侧壁与所述海上平台固接,并开设有可开闭的进出水口。

【技术特征摘要】
1.一种漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统,其特征在于:包括海上平台和设置在海上平台上的多个风机单元;所述风机单元包括风力发电机组、支撑塔、空心倒锥体和内部装有海水的圆筒罐,所述风力发电机组安装在所述支撑塔的顶部,所述支撑塔的底部安装固定在所述空心倒锥体的底面上,所述空心倒锥体设置在所述圆筒罐中且浮于其内部的海水上;所述圆筒罐的高度大于所述海上平台的厚度,且沿其轴向贯穿所述海上平台,其侧壁与所述海上平台固接,并开设有可开闭的进出水口。2.根据权利要求1所述的漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统,其特征在于:所述风机单元还包括平衡装置,所述平衡装置包括平衡钢棒、四个平衡方块以及四根传动杆;所述平衡钢棒设置在所述空心倒锥体下方并沿其轴向设置,其一端与所述空心倒锥体的顶点固接;所述四个平衡方块设置在所述圆筒罐内;所述四根传动杆的一端分别与所述四个平衡方块固接,另一端分别穿出所述圆筒罐的侧壁与一同步机构连接;所述四根传动杆驱动所述四个平衡方块围合形成一限位孔时,所述平衡钢棒插入所述限位孔中。3.根据权利要求2所述的漂浮式风电场平稳与抗台的风机系统,其特征在于:所述风力发电机组包括发电机和安装在发电机上的风轮,所述限位孔为长方形孔,其长度方向为所述风轮的迎风方向,宽度方向...

【专利技术属性】
技术研发人员:肖乐明祝鸿韩佳
申请(专利权)人:广州航海学院广州达来佳信息科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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