一种浮式风机基座及风机制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种浮式风机基座及风机，包括：立柱、装配结构件；其中，立柱为内部中空的密封结构，立柱的底部连接装配结构件；装配结构件是由一个或多个装配子结构件组成的内部中空的密封结构；各装配子结构件为预应力钢筋混凝土结构，装配子结构件的上端和下端均设置有多个连接孔；相邻装配子结构件之间通过预应力钢绞线穿过连接孔连接的方式实现连接；各装配子结构件的上端和/或下端的边缘设置有翼缘板。本方案的结构可以保证足够小的纵摇及横摇自由度动态响应，保证风机的高效运转，且可以调整装配子结构件的数量来调整适用的海域，实现更大的适用范围，且采用预应力钢筋混凝土结构能加强浮式风机基座的整体强度与稳定性。与稳定性。与稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种浮式风机基座及风机


[0001]本专利技术涉及风机基座结构领域，尤其涉及一种浮式风机基座及风机。

技术介绍

[0002]陆地风资源的逐步枯竭将人类的视线转移到了清洁能源的新方向，也即海上风电。海上风电具有风速高、电量大、运行稳定、适合大规模开发等优势，且海上风能资源最丰富的东南沿海地区，毗邻用电需求大的经济发达地区，可以实现用电就近消化，降低输送成本，发展潜力巨大。据估算，海上风能资源的能量效益比陆上风电要高20％至40％。
[0003]目前海上风电有两者，一种是基于固定基座来设置的风机，还一种则是基于漂浮式基座来设置的风机，对于水深大于40米的深水海洋环境，漂浮式的风机基座经济性更好。与海上风机的固定基座相比，漂浮式风机基座的优势包括：
[0004](a)受水深限制小，风场地址选取更灵活；
[0005](b)远海上风资源量更足、质更高；
[0006](c)风机、浮式基础及系泊锚的海上安装工艺简单，大部分施工可在港口完成；
[0007](d)受海床地基条件的影响小，成型方案可移植性高；
[0008](e)可安装在远海消除对近海景观的视觉污染。
[0009]目前，依托于石油工业的海洋平台技术，主要存在三种浮式风机基座：单柱型(Spar)、张力腿型(Tension
‑
Leg Platform,TLP)、半潜型(Semi
‑
Submersible)。国际上提出的浮式风机概念设计很多，而目前已建造运营的浮式海上风机其中部分采用了立柱式半潜基础，包括有挪威的SWAY及Hywind 2.3MW，以及日本Fukushima Forward项目中的Hamakaze 5MW等。
[0010]出于降低风险的目的，目前的风机设计参考了的成熟的油气海洋平台来进行设计的，但是海上浮式风机基座的设计很大程度上并不能按照成熟的油气海洋平台设计方法进行。一方面，一部5MW风机的重量(重量是700吨)约为一般海洋平台上部结构重量的十分之一甚至更小，因此浮式风机基座在波浪力作用下的动力响应将更大。另一方面，海洋平台的钻井及输油升管无法承受较大的竖向变形，因此对垂荡运动的抑制至关重要，而摇摆对平台的安全运营影响较小。但未来海上风机机舱高度将还高于100米以上，垂荡甚至荡动对于风机采能影响不大，只有足够小的纵摇及横摇自由度动态响应才能保证风机的高效运转，此外，由于风机需要大规模设置，因此对成本的要求比较高。
[0011]由此，目前需要有一种更好的风机基座。

技术实现思路

[0012]有鉴于此，本方案中提出了一种浮式风机基座及风机，本方案的结构可以保证足够小的纵摇及横摇自由度动态响应才能保证风机的高效运转，且可以调整装配子结构件的数量来调整适用的海域，实现更大的适用范围，且采用预应力钢筋混凝土结构能加强浮式风机基座的整体强度与稳定性。
[0013]具体的，本专利技术提出了以下具体的实施例：
[0014]本专利技术实施例提出了一种浮式风机基座，包括：立柱、装配结构件；其中，所述立柱为内部中空的密封结构，所述立柱的底部连接所述装配结构件；所述装配结构件是由一个或多个装配子结构件组成的内部中空的密封结构；各所述装配子结构件为预应力钢筋混凝土结构，所述装配子结构件的上端和下端均设置有多个连接孔；相邻所述装配子结构件之间通过预应力钢绞线穿过所述连接孔连接的方式实现连接；各所述装配子结构件的上端和/或下端的边缘设置有翼缘板。
[0015]在一个具体的实施例中，各所述装配子结构件设置有贯通孔，所述立柱为圆柱体或圆台体，所述贯通孔的直径与所述立柱底部的直径相同，所述立柱的底部穿过各所述装配子结构件的贯通孔，实现与所述立柱与所述装配结构件的连接。
[0016]在一个具体的实施例中，各所述装配子结构件均为内部中空的密封结构；所述立柱的底部与所述装配结构件中位于最上端的装配子结构件连接。
[0017]在一个具体的实施例中，各所述装配子结构件的一端为圆柱形凹槽，另一端为与所述圆柱形凹槽匹配的圆柱形凸出；所述立柱为圆柱体或圆台体；所述圆柱形凹槽的直径与所述立柱底部的直径相同。
[0018]在一个具体的实施例中，所述翼缘板的形状为圆形或方形。
[0019]在一个具体的实施例中，各所述装配子结构件的上端与下端之间还设置有螺旋肋板。
[0020]在一个具体的实施例中，还包括：钢筋混凝土压载物装配构件；其中，所述钢筋混凝土压载物装配构件与所述装配结构件的底部连接。
[0021]在一个具体的实施例中，还包括：系泊链、所述系泊链的一端与所述装配结构件连接，所述系泊链的另一端与固定在海床上的拖曳式锚连接。
[0022]本专利技术实施例还提出了一种风机，包括上述的浮式风机基座。
[0023]在一个具体的实施例中，还包括：风力发电机，其中，所述风力发电机设置有塔筒；通过所述塔筒底部与所述立柱顶部的连接实现所述风力发电机与所述浮式风机基座的连接。
[0024]以此，本专利技术实施例提出了一种浮式风机基座及风机，该浮式风机基座包括：立柱、装配结构件；其中，所述立柱为内部中空的密封结构，所述立柱的底部连接所述装配结构件；所述装配结构件是由一个或多个装配子结构件组成的内部中空的密封结构；各所述装配子结构件为预应力钢筋混凝土结构，所述装配子结构件的上端和下端均设置有多个连接孔；相邻所述装配子结构件之间通过预应力钢绞线穿过所述连接孔连接的方式实现连接；各所述装配子结构件的上端和/或下端的边缘设置有翼缘板。本方案的结构可以保证足够小的纵摇及横摇自由度动态响应，保证风机的高效运转，且可以调整装配子结构件的数量来调整适用的海域，实现更大的适用范围，且采用预应力钢筋混凝土结构能加强浮式风机基座的整体强度与稳定性。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对本专利技术
保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
[0026]图1示出了浮式风机基座及风机的结构示意图；
[0027]图2示出了浮式风机基座及风机的另一结构示意图；
[0028]图3示出了浮式风机基座中装配子结构件的结构示意图；
[0029]图4示出了浮式风机基座中立柱与装配结构件的结构示意图；
[0030]图5示出了浮式风机基座中立柱与装配结构件的另一结构示意图。
[0031]图例说明：
[0032]1‑
立柱；
[0033]2‑
装配结构件；
[0034]21
‑
装配子结构件；211
‑
翼缘板；212
‑
螺旋肋板；213
‑
连接孔；
[0035]3‑
系泊链；4
‑
钢筋混凝土压载物装配构件；
[0036]5‑
风力发电机。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浮式风机基座，其特征在于，包括：立柱、装配结构件；其中，所述立柱为内部中空的密封结构，所述立柱的底部连接所述装配结构件；所述装配结构件是由一个或多个装配子结构件组成的内部中空的密封结构；各所述装配子结构件为预应力钢筋混凝土结构，所述装配子结构件的上端和下端均设置有多个连接孔；相邻所述装配子结构件之间通过预应力钢绞线穿过所述连接孔连接的方式实现连接；各所述装配子结构件的上端和/或下端的边缘设置有翼缘板。2.如权利要求1所述的浮式风机基座，其特征在于，各所述装配子结构件设置有贯通孔，所述立柱为圆柱体或圆台体，所述贯通孔的直径与所述立柱底部的直径相同，所述立柱的底部穿过各所述装配子结构件的贯通孔，实现与所述立柱与所述装配结构件的连接。3.如权利要求1所述的浮式风机基座，其特征在于，各所述装配子结构件均为内部中空的密封结构；所述立柱的底部与所述装配结构件中位于最上端的装配子结构件连接。4.如权利要求3所述的浮式风机基座，其特征在于，各所述装配子结构件的一端为圆柱形凹槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朝，肖仪清，韩喜双，刘海涛，欧进萍，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：