包括至少三个互连液体储备器的稳定系统，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(1)，特别是用于浮动支撑结构的稳定系统，该稳定系统包括至少三个液体储备器(2)和至少三个连接管(3)。液体储备器在空间上分布。通过连接管，液体在所有液体储备器之间流动。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】包括至少三个互连液体储备器的稳定系统，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向风力涡轮机提供浮力和稳定性，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，但仍出现几个浮动支撑件系列，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(面积)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，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液体储备器和至少三个连接管。液体储备器在空间上分布(即、不位于一个平面内)。此外，连接管提供所有液体储备器之间的液体循环。因此，无论波浪运动的方向如何，液体都可在所有方向上流动以便阻尼激励。
技术实现思路
本专利技术涉及一种稳定系统，特别是用于浮动支撑结构的稳定系统，该稳定系统包括至少三个液体储备器和至少三个连接管，所述液体储备器分布成使得当从上方观察时，所述液体储备器的中心位于至少两条不同的线上，并且所述连接管连接所述液体储备器，用于所述液体在所述液体储备器之间的循环。所述连接管将所有液体储备器彼此连接。根据一个实施例，所述连接管包括用于限制所述液体通过的装置。有利地，所述连接管形成星形或多边形，优选地为正多边形，所述星形或所述多边形的顶点由所述液体储备器形成，并且所述星形或所述多边形的边缘由所述连接管形成。根据一个变型实施例，所述稳定系统包括位于所述星形或所述多边形的中心的液体储备器。根据一种实施方式，所述液体储备器在其上部中包括气体。有利地，所述稳定系统包括允许所述气体通过并连接至少两个液体储备器的至少一条管线。优选地，所述气体通道管线平行于所述连接管。根据一种设计，至少一个气体通道管线包括气体通过限制装置。有利地，至少一个液体储备器包括与来自外部介质的气体的连接部。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。根据一个特征，所述稳定系统包括三个到八个液体储备器。根据一种设计，所述连接管布置在所述液体储备器的下部处。根据一种实施方式，所述连接管基本上为水平的。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征中的一个的稳定系统。根据一个实施例，所述浮动支撑结构包括至少三个浮子，每个浮子包括所述稳定系统的液体储备器。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第一实施例的稳定系统，-图2a至图2d示出第一实施例的变型，-图3示出根据本专利技术第二实施例的稳定系统，-图4a至图4d示出第二实施例的变型，-图5a至图5f示出根据本专利技术的稳定系统的各种实施例，-图6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7a和图7b示出用于图6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。稳定系统包括至少三个液体储备器和至少三个连接管。液体储备器以三维方式(空间)分布，即当从上方观察时，液体储备器的中心位于至少两条不同的线上。因此，液体储备器分布在至少两个不同的平面中。换句话说，液体储备器并不位于单个平面中，在俯视图中，该单个平面否则将对应于沿着单个管线的液体储备器的各中心的对准。这种三维分布允许浮动支撑件的运动在所有波浪运动方向上被阻尼。连接管连接液体储备器，从而使液体能够在液体储备器之间自由循环。根据本专利技术，连接管将所有液体储备器彼此连接。换句话说，液体可以动态方式(即，不受控制且没有外部能量供应)从一个储备器自由地流动到稳定系统的任何其他储备器。该特定的特征允许借助于动态系统优化多方向阻尼，从而允许动态应力被阻尼。此外，该特征还通过在浮动系统内使用单个阻尼系统、对液体储备器的有限空间要求以及对浮动支撑几何形状的容易调节(这对于常规U形管不一定可以)来降低成本。连接管可连接相邻的液体储备器和/或它们可将液体储备器连接到中央液体储备器和/或它们可将液体储备器连接到另一个连接管。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。有利地，使用的液体为水，例如海水。然而，液体可为任何类型的，特别是在泄漏的情况下极少污染或不污染环境介质的水的液体。连接管可有利地位于液体储备器的下部(基部处)，以便促进液体在液体储备器之间的移位。此外，连接管可基本上为水平的，因此限制液体通过重力的位移。在下面的描述和权利要求中，术语波浪、波浪力和波浪运动被认为为等同的。根据本专利技术的实施例，连接管可形成星形或多边形。在这种情况下，液体储备器构成星形或多边形的顶点，并且连接管构成星形或多边形的边缘。显然，选择多边形或星形是为了适应浮动支撑结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稳定系统，特别是用于浮动支撑结构的稳定系统，包括至少三个液体储备器(2)和至少三个连接管(3)，所述液体储备器(2)分布成使得当从上方观察时，所述液体储备器(2)的中心位于至少两条不同的线上，并且所述连接管(3)连接所述液体储备器(2)，用于所述液体在所述液体储备器(2)之间的循环，其特征在于所述连接管(3)将所述液体储备器(2)中的所有液体储备器彼此连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.02 FR 16517461.一种稳定系统，特别是用于浮动支撑结构的稳定系统，包括至少三个液体储备器(2)和至少三个连接管(3)，所述液体储备器(2)分布成使得当从上方观察时，所述液体储备器(2)的中心位于至少两条不同的线上，并且所述连接管(3)连接所述液体储备器(2)，用于所述液体在所述液体储备器(2)之间的循环，其特征在于所述连接管(3)将所述液体储备器(2)中的所有液体储备器彼此连接。2.如权利要求1所述的系统，其中所述连接管(3)包括用于限制所述液体通过的装置(4)。3.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述连接管(3)形成星形或多边形，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连接管(3)形成。4.如权利要求3所述的系统，其中所述稳定系统(1)包括位于所述星形或所述多边形的中心的液体储备器(2)。5.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述液体的所述储备器(2)在其上部内包括气体。6.如权利要求5所述的系统，其中所述稳定系统(1)包括允许所述气体通过并...

【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