一种张紧式系泊潜式浮式基础制造技术

本实用新型专利技术属于海上风电基础技术领域，公开了一种张紧式系泊潜式浮式基础，由浮式平台和系泊系统组成，浮式平台包括连接段和浮箱，连接段侧壁布置有第一预留孔道，浮箱内部设置有第二预留孔道；系泊系统包括系泊线和锚固基础，系泊线由交错均匀环向布置的直系泊线和斜系泊线组成，系泊线下端均锚固于锚固基础，上端依次穿过第二预留孔道和第一预留孔道，并锚固于连接段顶部。本实用新型专利技术在拖航时能够提供足够浮稳性，在位状态时受波浪荷载影响小；实现水上张拉系统，降低水下安装系泊线的难度；锚固基础利用压载重和摩擦阻力提供抗拔力，并通过堆载和内外压差贯入海床，施工方便。

【技术实现步骤摘要】
一种张紧式系泊潜式浮式基础
本技术属于海上风电基础
，具体的说，是涉及一种张紧式系泊潜式浮式基础，稳定性较好，施工安装方便，工程造价和安装成本低。
技术介绍
漂浮式基础的概念来源于深海油气开发平台，是指基础不与海床直接接触，而通过锚索或缆绳将其与海底相连，使风电机组可在某一相对固定区域内自由移动，该类基础目前主要处于研发和示范阶段，但对海洋环境的适应性较强，与着床式基础相比施工难度较小、运维成本低，因此在发展深海风电方面具有良好的应用前景。与近海相比，深海环境更加恶劣，存在着海流、波浪、潮汐、内波等多种水文现象以及腐蚀、冲刷、淘空等长期理化作用，对风机基础、海底电缆、海上平台集成等技术无疑提出了更严苛的要求。考虑到技术难度和建设成本的因素，固定式基础已不再适用，深海风电场主要采用浮式基础。现有海上风电浮式基础的主要型式有：Spar型、TLP型和半潜型基础。Spar型基础水线面小，受波浪荷载影响小，适用于水深较深的海域，安装移动不便；TLP型基础运动性能较好，系泊采用张力筋腱，成本较高，受水深限制大；半潜型基础可浮运拖航，但较大的水线面使其受波浪荷载影响大，稳定性较差。上述基础形式在稳定性和经济性方面各自有不同的弊端，且三种基础型式系泊线均需水下安装，施工难度较大。
技术实现思路
本技术要解决的是海上风电浮式基础在风浪荷载下运动响应较大，以及水下施工过程复杂成本较高的技术问题，提供了一种张紧式系泊潜式浮式基础，该基础形式水线面较小，稳定性好，其施工安装方便，安装成本低，可使海上风电浮式基础更好的应用于实际工程。为了解决上述技术问题，本技术通过以下的技术方案予以实现：一种张紧式系泊潜式浮式基础，由浮式平台和系泊系统组成；所述浮式平台包括均为空心结构的连接段和浮箱，所述连接段上端通过法兰环连接风机塔筒，所述连接段下端与所述浮箱固定连接；所述连接段由上部的弧形连接段和下部的柱状连接段构成，所述弧形连接段由上到下变截面设置且其侧壁壁面为内凹弧形；所述连接段侧壁内部周向均匀布置有多个第一预留孔道；所述浮箱内部设置有第一环向分舱板、第二环向分舱板和多道径向分舱板，所述第一环向分舱板、所述第二环向分舱板和多道所述径向分舱板将所述浮箱内部划分多个分舱室，每个分舱室均设有可进行水气置换的阀门系统；所述第一环向分舱板和所述第二环向分舱板之间周向均匀布置有多个第二预留孔道，所述第二预留孔道底部与所述浮箱的底板固定连接；所述第二预留孔道与所述第一预留孔道的数量相同，并且所述第二预留孔道与所述第一预留孔道逐一对应连接并相通；所述系泊系统包括系泊线和锚固基础，所述系泊线的数量与所述第二预留孔道、所述第一预留孔道均相同，所述系泊线由交错均匀环向布置的直系泊线和斜系泊线组成，所述直系泊线在所述浮箱与所述锚固基础之间竖直设置，所述斜系泊线在所述浮箱与所述锚固基础之间由上至下从中心向外部辐射状倾斜设置；所述系泊线下端均锚固于所述锚固基础，上端依次穿过所述第二预留孔道和所述第一预留孔道，并锚固于所述连接段顶部；所述锚固基础包括中空的锚固板体，该锚固板体上部内外边沿均设置有筒壁、下部内外边沿均设置有裙板。优选地，所述连接段的弧形连接段与柱状连接段采用混凝土一体浇筑成型。优选地，所述第二预留孔道与所述第一预留孔道以弧度平滑相接。所述系泊线的数量为8-32根，其中所述直系泊线和所述斜系泊线的数量各占一半。优选地，所述斜系泊线与竖直方向的夹角为3°～60°。优选地，所述系泊线上端在锚固前均设置有浮标球，锚固后的每个锚固点均设有维护装置。优选地，所述系泊线的外露部分均采用橡胶套管包裹。本技术的有益效果是：(一)本技术的张紧式系泊潜式浮式基础，其浮式平台将变截面的连接段和大水线面的浮箱结合设计，确保基础在拖航时由大水线面浮箱提供足够浮稳性，同时风机在位状态浮箱潜入水下，变截面的连接段上部水线面较小受到波浪荷载影响小，保证基础的稳定性。(二)本技术的张紧式系泊潜式浮式基础，其系泊系统将直系泊线和斜系泊线结合设计，由直系泊线提供较好的垂荡性和转动性能，倾斜状系泊线提供较大水平向约束力，使得基础在各方向的运动响应小，稳定性好；系泊线的环向布置可抵抗来自各个方向的浪流力；直系泊线和斜系泊线上端锚固于弧形连接段顶部，实现水上张拉系统，降低水下安装系泊线的难度，施工方便；直系泊线和斜系泊线均采用钢绞线材料，经济性好。(三)本技术的张紧式系泊潜式浮式基础，其系泊系统的锚固基础利用压载重和裙板提供的摩擦阻力提供抗拔力，为直系泊线和斜系泊线定位，锚固基础为上部可灌砂压载、下部带裙板的结构，较大的水线面使其可拖航至作业水域，并可通过堆载和内外压差贯入海床，施工方便。附图说明图1是本技术所提供的张紧式系泊潜式浮式基础的立体结构示意图；图2是本技术所提供的张紧式系泊潜式浮式基础的系泊线分布示意图；图3是本技术所提供的张紧式系泊潜式浮式基础的主视图；图4是本技术所提供的张紧式系泊潜式浮式基础的俯视图。图中：1、法兰环，2、弧形连接段，3、柱状连接段，4、浮箱，5、系泊线，6、锚固基础，7、第一预留孔道，8、第二预留孔道，9、第一环向分舱板，10、第二环向分舱板，11、径向分舱板。具体实施方式为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：如图1至图4示，本实施例公开了一种张紧式系泊潜式浮式基础，由浮式平台和系泊系统组成。浮式平台包括连接段和浮箱4，连接段由弧形连接段2和柱状连接段3构成，弧形连接段2上端通过法兰环1与风机塔筒相连，柱状连接段3下端与浮箱4相连。考虑到海上风机的机舱和叶片的重量较大且在水面以上80～100m，为使风机正常发电，必须保证基础在风浪联合作用下的稳性和抵抗风浪载荷的能力。弧形连接段2与柱状连接段3选用混凝土一体浇筑成型，可承载较大的风电荷载。变截面的连接段和大水线面浮箱4相结合的设计，由大水线面浮箱4提供足够浮稳性实现浮式平台-塔筒-风机整体浮运拖航，安装运输方便；而在位状态时浮箱4潜入水面以下，变截面的连接段上部位于水面上，水线面较小，减小波浪荷载的影响。上部法兰环1的直径为6.6m，高度为4m，壁厚为50mm。弧形连接段2为具有一定壁厚且壁面为内凹弧形的空腔筒状结构，其由上到下变截面设置，上部直径6.6m，下部直径20m，高度16.8m，壁厚800mm。柱状连接段3为具有空腔的圆筒状结构，其直径为20m，高度为1.2m，壁厚为800mm。弧形连接段2和柱状连接段3由混凝土一体浇筑成型构成连接段，连接段侧壁内部周向均匀布置有二十四个第一预留孔道7。浮箱4为具有空腔的扁形圆柱状结构，其直径为32m，高度为10m，壁厚为15mm。浮箱4具有较大的横截面积，可增大垂荡运动的附加质量和势流阻尼，提供良好的运动性能。浮箱4内部设置有直径为20m的第一环向分舱板9和直径为18m的第二环向分舱板10，第一环向分舱板9和第二环向分舱板10将浮箱4内部划分为内圈、外圈和中间段。第一环向分舱板9和第二环向分舱板10之间的环空内设置有二十四个第二预留孔道8，第二预留孔道8底部与浮箱4底板固定连接。二十四个第二预留孔道8与二十四个第一预留孔道7一一位置对应且相连通，用于系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种张紧式系泊潜式浮式基础，其特征在于，由浮式平台和系泊系统组成；所述浮式平台包括均为空心结构的连接段和浮箱，所述连接段上端通过法兰环连接风机塔筒，所述连接段下端与所述浮箱固定连接；所述连接段由上部的弧形连接段和下部的柱状连接段构成，所述弧形连接段由上到下变截面设置且其侧壁壁面为内凹弧形；所述连接段侧壁内部周向均匀布置有多个第一预留孔道；所述浮箱内部设置有第一环向分舱板、第二环向分舱板和多道径向分舱板，所述第一环向分舱板、所述第二环向分舱板和多道所述径向分舱板将所述浮箱内部划分多个分舱室，每个分舱室均设有可进行水气置换的阀门系统；所述第一环向分舱板和所述第二环向分舱板之间周向均匀布置有多个第二预留孔道，所述第二预留孔道底部与所述浮箱的底板固定连接；所述第二预留孔道与所述第一预留孔道的数量相同，并且所述第二预留孔道与所述第一预留孔道逐一对应连接并相通；所述系泊系统包括系泊线和锚固基础，所述系泊线的数量与所述第二预留孔道、所述第一预留孔道均相同，所述系泊线由交错均匀环向布置的直系泊线和斜系泊线组成，所述直系泊线在所述浮箱与所述锚固基础之间竖直设置，所述斜系泊线在所述浮箱与所述锚固基础之间由上至下从中心向外部辐射状倾斜设置；所述系泊线下端均锚固于所述锚固基础，上端依次穿过所述第二预留孔道和所述第一预留孔道，并锚固于所述连接段顶部；所述锚固基础包括中空的锚固板体，该锚固板体上部内外边沿均设置有筒壁、下部内外边沿均设置有裙板。...

【技术特征摘要】
1.一种张紧式系泊潜式浮式基础，其特征在于，由浮式平台和系泊系统组成；所述浮式平台包括均为空心结构的连接段和浮箱，所述连接段上端通过法兰环连接风机塔筒，所述连接段下端与所述浮箱固定连接；所述连接段由上部的弧形连接段和下部的柱状连接段构成，所述弧形连接段由上到下变截面设置且其侧壁壁面为内凹弧形；所述连接段侧壁内部周向均匀布置有多个第一预留孔道；所述浮箱内部设置有第一环向分舱板、第二环向分舱板和多道径向分舱板，所述第一环向分舱板、所述第二环向分舱板和多道所述径向分舱板将所述浮箱内部划分多个分舱室，每个分舱室均设有可进行水气置换的阀门系统；所述第一环向分舱板和所述第二环向分舱板之间周向均匀布置有多个第二预留孔道，所述第二预留孔道底部与所述浮箱的底板固定连接；所述第二预留孔道与所述第一预留孔道的数量相同，并且所述第二预留孔道与所述第一预留孔道逐一对应连接并相通；所述系泊系统包括系泊线和锚固基础，所述系泊线的数量与所述第二预留孔道、所述第一预留孔道均相同，所述系泊线由交错均匀环向布置的直系泊线和斜系泊线组成，所述直系泊线在所述浮箱与所述锚固基础之间竖直设置，所述斜系泊线在所述浮...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐丛欢，丁红岩，练继建，李彦娥，张浦阳，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津,12