包括多个U形阻尼设备的稳定系统、特别是用于浮动支撑件的稳定系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于承受外部应力的系统的稳定系统，特别是用于浮动支撑结构的稳定系统，该稳定系统包括呈U形管形式的至少三个阻尼设备(1)，其由液体储备器(2)和连接管(3)组成。阻尼设备中的至少两个彼此不平行。本发明专利技术进一步涉及一种包括此类稳定系统的浮动支撑结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括多个U形阻尼设备的稳定系统、特别是用于浮动支撑件的稳定系统本专利技术涉及海上浮动支撑结构领域，特别是用于海上风力涡轮机的领域，海上底部固定支撑结构领域，特别是用于海上底部固定风力涡轮机的领域，以及土木工程领域，特别是用于摩天大楼或桥梁的领域。在海上风力涡轮机的情况下，浮动支撑结构在露出部分中支撑由固定在浮动支撑件上的叶片、转子、机舱和塔架组成的风力涡轮机。这些浮动支撑件可通过拉紧、半拉紧或悬链线锚固在海床上。浮动支撑件的目的为提供风力涡轮机的浮力和稳定性，以便经受施加在其上的应力，同时限制组件的运动。目前，许多国家正在开发用于安装海上多兆瓦风力涡轮机的各种浮动支撑结构。根据所考虑的场地深度，有几种设计方案是可能的。尽管存在很大的多样性，但仍出现几个支撑件系列，其中包括：-SPAR型浮子，其特征在于细长的几何形状并且包括大量的压载物，以便将整个结构的重心降低到最大，从而提供稳定性，-驳船型浮子为非常宽的浅吃水支撑结构。它们的稳定性由其宽阔的水线面区域提供。然而，这种支撑结构对波浪运动非常敏感，-TLP(张力腿平台)型支撑结构，具有通过拉紧提供结构稳定性的电缆系泊在海床上的特定特征，以及-半潜型浮子为由至少三个由提供刚度的臂连接的浮子组成的支撑结构。这些支撑结构通常具有低位移和大的水线面区域惯性，从而为其稳定性提供足够的扶正力矩。此外，与驳船相比，这种类型的浮子对波浪运动不太敏感。浮动支撑结构也可用于除海上风力涡轮机安装之外的其他领域(在海上)，例如用于碳氢化合物生产装置、波浪能转换系统(用于将波浪能转换成机械能或电能)等。为了能够阻尼由波浪引起的运动，已经考虑针对这些浮子的各种阻尼解决方案。根据第一种解决方案，可使用具有“U形管”的压载系统来实现阻尼，该“U形管”包括可在U形的两个垂直分支之间移动的液体。该解决方案在以下文件中特别描述：-C.Coudurier、O.Lepreux和N.Petit，使用调谐液柱阻尼器的海上浮动风力涡轮机的被动和半主动控制，在2015年在MCMC举行的第十届IFAC船舶操纵和控制会议的会报中。然而，这种解决方案仅允许在单个方向上阻尼由波浪引起的运动。实际上，对于方向不平行于“U形管”的波浪，运动不会受到阻尼。现在，在海上，波浪运动的方向随时间而变化，因此运动并不总是平行于“U形管”。此外，稳定性问题也出现在其他领域，例如承受波浪运动引起的应力的底部固定结构(特别是底部固定的风力涡轮机)，以及可经受由风或由地震引起的应力的土木工程结构(建筑物、桥梁)。因此，本专利技术涉及一种用于承受外部应力的系统的稳定系统，该稳定系统包括至少三个U形管形式的阻尼设备，其由液体储备器和连接管组成。至少两个阻尼设备彼此不平行。因此，无论波浪运动的方向如何，都可以抑制波浪运动激励。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于浮动支撑结构的稳定系统，包括多个阻尼设备，每个阻尼设备基本上为U形的，并且由两个液体储备器和一个连接所述两个液体储备器的连接管组成。所述稳定系统包括至少三个阻尼设备，每个阻尼设备不平行于至少一个其他的阻尼设备。根据本专利技术的一个实施例，所述阻尼设备如此布置，以便构成星形和/或多边形，优选地为正多边形，所述星形或所述多边形的顶点由所述阻尼设备的所述液体储备器构成，所述星形或所述多边形的边缘由所述阻尼设备的所述连接管构成。有利地，所述多边形的所述顶点由两个不同阻尼设备的至少两个液体储备器构成。根据一个变型实施例，所述星形的中心由两个不同的阻尼设备的至少两个连接管的交叉形成，或者由两个不同的阻尼设备1的至少两个液体储备器形成。根据一种实施方式，至少一个阻尼设备的连接管包括用于限制所述液体通过的装置。根据一个特性，至少一个阻尼设备的所述液体储备器在其上部内包括气体。优选地，至少一个阻尼设备包括允许所述气体通过并且连接所述两个液体储备器的管线。有利地，允许所述气体通过的所述管线平行于所述连接管。根据一种变型，允许所述气体通过的所述管线包括用于限制所述气体通过的装置。根据一种设计，至少一个液体储备器包括与来自外部介质的气体(连接)的连接部。根据一个实施例，所述液体储备器具有基本上圆柱形的形状。根据本专利技术的一个实施例，所述稳定系统包括三个至八个阻尼设备。此外，本专利技术涉及一种浮动支撑结构，其包括至少一个浮子和根据上述特性中的一个的稳定系统。有利地，所述浮动支撑结构包括至少三个浮子，每个浮子包括阻尼设备的至少一个液体储备器。根据一个实施例，每个浮子包括两个不同的阻尼设备1的至少两个液体储备器。此外，本专利技术涉及一种海上能量生产系统，其包括至少一个风力涡轮机和根据上述特征中的一个的浮动支撑结构。附图说明参考附图，通过阅读下文以非限制性示例给出的实施例的描述，根据本专利技术的系统的其他特征和优点将变得清楚，其中：-图1示出根据本专利技术实施例的阻尼设备，-图2a至图2e示出根据本专利技术的稳定系统的各种实施例，-图3a至3d示出图2a的实施例的不同变型，-图4为针对波浪运动的各种入射角的曲线图，其显示根据现有技术的系统的浮子和根据本专利技术的浮子的位移幅度，以及-图5a和图5b示出用于图4的示例的波浪运动定向。具体实施方式本专利技术涉及一种用于可能承受外部应力的系统的稳定系统。稳定系统包括多个阻尼设备。每个阻尼系统由“U形管”组成，因此允许波浪激励在一个方向上被阻尼。每个阻尼系统包括两个液体储备器，它们布置在“U”的垂直分支中，以及包括连接两个液体储备器的连接管，其布置在“U”的基部。优选地，连接管基本上为水平的。因此，在阻尼设备内，液体可以以动态方式(即，不受控制且没有外部能量供应)从阻尼设备的第一储备器自由地流动到第二储备器。“U形管”可被认为为基本上二维的，即包含在由液体储备器的轴线和连接管的轴线形成的平面中。图1通过非限制性示例示意性地示出根据本专利技术的阻尼系统。阻尼系统1包括两个液体储备器2，液体储备器2在其底部通过连接管3连接。在该图中，各种元件显示为大致圆柱形；但是，它们可具有不同的形状。会经受应力的系统可为经受由波浪运动引起的应力的浮动支撑件(浮动支撑结构)。该系统也可为承受由波浪运动引起的应力的底部固定结构。替代地，该系统可为承受由风或地震引起的应力的土木工程结构：建筑物、桥梁等。在描述中，仅提到浮动支撑结构的情况，但是所描述的不同稳定系统变型适用于经受外部应力的任何类型的系统。根据本专利技术，稳定系统包括至少三个阻尼设备，每个阻尼设备不平行于稳定系统的至少一个其他阻尼设备，即稳定系统的至少两个阻尼设备不平行。换句话说，阻尼设备并非全部平行的(在俯视图中，它们对应于阻尼系统的对准度或连接管的平行度)。从由用于每个阻尼设备的液体储备器的轴线和连接管的轴线形成的平面(“U形管”的平面)考虑平行度。连接管连接液体储备器，从而允许液体根据波浪运动的方向在至少一个阻尼设备中的各液体储备器之间自由和动态地循环。这种非平行及因而的三维分布允许浮动支撑件的运动对于所有波浪运动方向被阻尼。该特定特征允许借助于能够实现动态应力阻尼的动态系统优化多方向阻尼。此外，该特征允许容易地适应浮动支撑几何形状。选择至少三个阻尼设备可允许保证多方向阻尼，这不是用一个“U形管”获得的，并且用两个“U形管”也不是非常有效。有利地，使用的液体为水，例如海水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于浮动支撑结构的稳定系统，包括多个阻尼设备(1)，每个阻尼设备(1)基本上为U形的并且由两个液体储备器(2)和一个连接所述两个液体储备器(2)的连接管(3)组成，其特征在于，所述稳定系统包括至少三个阻尼设备(1)，每个阻尼设备(1)不平行于至少一个其他阻尼设备(1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.02 FR 16517451.一种用于浮动支撑结构的稳定系统，包括多个阻尼设备(1)，每个阻尼设备(1)基本上为U形的并且由两个液体储备器(2)和一个连接所述两个液体储备器(2)的连接管(3)组成，其特征在于，所述稳定系统包括至少三个阻尼设备(1)，每个阻尼设备(1)不平行于至少一个其他阻尼设备(1)。2.如权利要求1所述的系统，其中所述阻尼设备(1)布置成形成星形和/或多边形，优选地为正多边形，所述星形或所述多边形的顶点由所述阻尼设备的所述液体储备器(2)形成，并且所述星形或所述多边形的边缘由所述阻尼设备(1)的所述连接管(3)形成。3.如权利要求2所述的系统，其中所述多边形的所述顶点由两个不同的阻尼设备的至少两个液体储备器(2)形成。4.如权利要求2或3中任一项所述的系统，其中所述星形的中心由两个不同的阻尼设备(1)的至少两个连接管(3)的交叉形成，或者由两个不同的阻尼设备(1)的至少两个液体储备器(2)形成。5.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中至少一个阻尼设备(1)的连接管(3)包括用于限制所述液体通过的装置(4)。6.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中至少一个阻尼设备(1)的所述液体储...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·勒普雷克斯，C·库杜里耶，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR