一种新型半潜式海上风电平台制造技术

本发明专利技术公开了一种新型半潜式海上风电平台，包括四个上浮筒、四个防垂荡浮筒、十二个连接浮筒、三个水平浮筒、三个短连接浮筒、三个桁架、压载舱、四个防屈曲连接杆和系泊装置。该半潜式风电平台采用高强铝合金建造，可以实现轻量化、小型化和高防腐的目标。四个上浮筒的上表面位于海平面上方，水平浮筒的上表面位于海平面，提高风电系统的浮心。阻尼池可以有效降低风电平台在水平方向的运动响应。防垂荡浮筒可以有效降低风电平台在垂荡方向的运动响应。压载舱与四个防垂荡浮筒之间采用防屈曲连接杆铰接连接，安全可靠。压载舱远离防垂荡浮筒，可以有效降低风电平台的重心，提高风电系统的稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种新型半潜式海上风电平台


[0001]本专利技术属于海上浮式风电装备
，具体涉一种新型半潜式海上风电平台。

技术介绍

[0002]海洋是国家战略性新兴产业的重点领域，随着各国对能源安全、气候变化等问题日益重视，加快发展风电已成为国际社会推动能源转型发展、应对气候变化的普遍共识。相比于陆上和近海风电，远海、深海的风能更加强劲、更加稳定，对人类和自然环境的影响更小，可发展更大规模的风场，从而可降低发电成本。另外，适用于远海、深海的浮式风机的常规系泊系统适用大多数海床土壤情况，并且可以拆解，易于运输、安装。研究表明，水深大于50m时，浮式风机更具经济性优势。
[0003]欧美等国较早地研究、开发了海上风电技术，目前正处于大规模应用前夕。我国陆上风机技术较为成熟，但海上风机起步较晚，尤其对浮式风电技术研究较少；海上风电正处于近海规模化、深海试点化的关键阶段。随着技术成熟与近海资源开发程度的加深，浮式风电将是海上风电发展的主要方向。
[0004]半潜式风电平台适用水深范围广、安装难度较小，可在港口装配后拖航，是目前开发远海、深海风能最具潜力的装备之一，已成为国内外海上风电研究和抢占海上资源的热点领域。但目前研发和已投入使用的半潜式风电平台一般需要配备昂贵的主动压载系统，均采用钢材制造，国内外诸多学者以美国国家可再生能源实验室发布的海上5MW风机(质量为697t)为对象而研发的多种钢结构平台质量为1804～7150t，占风电系统70％左右的重量，平台庞大而笨重，建造费用高昂；且钢结构平台防腐性能较差，防腐涂装和后期运维费用高昂，这两个不利因素是阻碍远海风电发展的关键技术瓶颈。
[0005]因此研究轻量化、小型化、高防腐、稳性好，运动性能好，可有效抵抗海上复杂环境风浪流作用的半潜式海上风电平台具有重要的意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是设计一种新型半潜式海上风电平台，可以实现平台的轻量化、小型化、高防腐、稳性好和运动性能好，可有效抵抗海上复杂环境风浪流作用。
[0007]本专利技术的技术方案是一种新型半潜式海上风电平台，包括四个上浮筒、四个防垂荡浮筒、十二个连接浮筒、三个水平浮筒、三个短连接浮筒、三个桁架、压载舱、四个防屈曲连接杆和系泊装置；
[0008]所述四个上浮筒中有三个上浮筒形成等边三角形，三个上浮筒分别位于等边三角形的端点，另一个上浮筒位于等边三角形的几何中心；三个周边上浮筒之间分别用水平浮筒连接；中心上浮筒与水平浮筒之间分别用短连接浮筒连接；
[0009]所述四个防垂荡浮筒位于四个上浮筒的下方，每个上浮筒与防垂荡浮筒之间分别用三个连接浮筒连接，三个连接浮筒呈等边三角形布放在以上浮筒与防垂荡浮筒的中心连线为中心线的周边；三个周边防垂荡浮筒与中心防垂荡浮筒之间分别用桁架连接；
[0010]所述压载舱位于中心防垂荡浮筒的下方，压载舱与四个防垂荡浮筒之间分别用防屈曲连接杆铰接连接；
[0011]所述系泊装置分别安装在防垂荡浮筒上。
[0012]所述四个上浮筒、四个防垂荡浮筒、十二个连接浮筒、三个水平浮筒、三个短连接浮筒、三个桁架、压载舱、四个防屈曲连接杆所用材料为高强铝合金。
[0013]所述四个上浮筒、四个防垂荡浮筒、十二个连接浮筒、三个水平浮筒、三个短连接浮筒和压载舱的内部空间用隔板形成独立密封舱。
[0014]所述水平浮筒横截面的外轮廓为五边形，其中一个转角朝向平台外部。
[0015]所述中心上浮筒和三个周边上浮筒的上表面位于海平面上方，水平浮筒的上表面位于海平面。
[0016]所述防垂荡浮筒的直径是上浮筒直径的1.5-3倍。
[0017]所述四个防屈曲连接杆中包括三个斜向连接的防屈曲连接杆和一个竖向连接的防屈曲连接杆，所述防屈曲连接杆由芯板单元和外围约束单元组成，芯板单元在风电平台工作期间处于弹性状态，外围约束单元用于抑制芯板单元的整体失稳。
[0018]所述四个上浮筒、四个防垂荡浮筒、十二个连接浮筒、三个水平浮筒、三个短连接浮筒、三个桁架、压载舱和四个防屈曲连接杆之间借助连接板和奥氏体不锈钢环槽铆钉连接。
[0019]本专利技术所提供的一种新型半潜式海上风电平台具有以下优点：
[0020]1.本案专利技术一种新型半潜式海上风电平台采用高强铝合金建造，可以实现平台的轻量化、小型化和高防腐的目标。
[0021]2.四个上浮筒的上表面位于海平面上方，水平浮筒的上表面位于海平面，提高了风电系统的浮心。
[0022]3.由中心上浮筒、周边上浮筒、水平浮筒和短连接浮筒围合形成的阻尼池可以有效降低风电平台在水平方向的运动响应。
[0023]4.四个防垂荡浮筒可以有效降低风电平台在垂荡方向的运动响应。
[0024]5.压载舱与四个防垂荡浮筒之间采用防屈曲连接杆铰接连接，安全可靠，防屈曲连接杆可以有效降连接件的截面尺寸。
[0025]6.压载舱远离防垂荡浮筒，可以有效降低风电平台的重心，提高风电系统的稳定性。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的一种新型半潜式海上风电平台的立体结构示意图。
[0027]图2为上浮筒、水平浮筒和短连接浮筒连接的立体结构示意图。
[0028]图3为水平浮筒的横截面结构示意图。
[0029]图4为防屈曲连接杆的立体结构示意图。
[0030]图5为屈曲连接杆的横截面立体结构示意图。
[0031]图中标号说明：
[0032]1.上浮筒、2.防垂荡浮筒、3.连接浮筒、4.水平浮筒、5.短连接浮筒、6.桁架、7.压载舱、8.防屈曲连接杆、9.系泊装置、10.芯板单元、11.外围约束单元
具体实施方式
[0033]为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。
[0034]实施例
[0035]本实施例所述的一种新型半潜式海上风电平台图1到图5所示。
[0036]如图1所示，本实施例所述的一种新型半潜式海上风电平台，包括四个上浮筒1、四个防垂荡浮筒2、十二个连接浮筒3、三个水平浮筒4、三个短连接浮筒5、三个桁架6、压载舱7、四个防屈曲连接杆8和系泊装置9；
[0037]所述四个上浮筒1中有三个上浮筒1形成等边三角形，三个上浮筒1分别位于等边三角形的端点，另一个上浮筒1位于等边三角形的几何中心；三个周边上浮筒1之间分别用水平浮筒4连接；中心上浮筒1与水平浮筒4之间分别用短连接浮筒5连接；本实施例中短连接浮筒5采用矩形管形状。
[0038]所述四个防垂荡浮筒2位于四个上浮筒1的下方，每个上浮筒1与防垂荡浮筒2之间分别用三个连接浮筒3连接，三个连接浮筒3呈等边三角形布放在以上浮筒1与防垂荡浮筒2的中心连线为中心线的周边；三个周边防垂荡浮筒2与中心防垂荡浮筒2之间分别用桁架6连接；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型半潜式海上风电平台，其特征是：包括四个上浮筒、四个防垂荡浮筒、十二个连接浮筒、三个水平浮筒、三个短连接浮筒、三个桁架、压载舱、四个防屈曲连接杆和系泊装置；所述四个上浮筒中有三个上浮筒形成等边三角形，三个上浮筒分别位于等边三角形的端点，另一个上浮筒位于等边三角形的几何中心；三个周边上浮筒之间分别用水平浮筒连接；中心上浮筒与水平浮筒之间分别用短连接浮筒连接；所述四个防垂荡浮筒位于四个上浮筒的下方，每个上浮筒与防垂荡浮筒之间分别用三个连接浮筒连接，三个连接浮筒呈等边三角形布放在以上浮筒与防垂荡浮筒的中心连线为中心线的周边；三个周边防垂荡浮筒与中心防垂荡浮筒之间分别用桁架连接；所述压载舱位于中心防垂荡浮筒的下方，压载舱与四个防垂荡浮筒之间分别用防屈曲连接杆铰接连接；所述系泊装置分别安装在防垂荡浮筒上。2.根据权利要求1所述的一种新型半潜式海上风电平台，其特征是：所述四个上浮筒、四个防垂荡浮筒、十二个连接浮筒、三个水平浮筒、三个短连接浮筒、三个桁架、压载舱、四个防屈曲连接杆所用材料为高强铝合金。3.根据权利要求1所述的一种新型半潜式海上风电平台，其特征是：所述四个上...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贝贝，王元清，张颖，支新航，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：