海上风机基础及海上风力发电机组制造技术

本实用新型专利技术提供一种海上风机基础及海上风力发电机组，所述海上风机基础包括：桁架，桁架沿竖直方向延伸，并且桁架的上端连接到塔筒平台；桩基，将桁架安装至海床，其中，桁架的水平截面的面积和形状保持不变。根据本实用新型专利技术的海上风机基础被柔化，使得其自振周期大于一般海域波浪的周期范围，能够避免海上风机基础与波浪的共振现象，以确保结构安全性。此外，海上风机基础的桁架的水平截面面积小，用钢量相对较低，且结构总体质量较轻，对运输船施工船要求相对较低，因此该海上风机基础具有较好的经济性。并且，根据本实用新型专利技术的海上风机基础结构简单，主要使用重复结构和定型构件，可以降低采购成本，亦可以提升施工效率。亦可以提升施工效率。亦可以提升施工效率。

【技术实现步骤摘要】
海上风机基础及海上风力发电机组


[0001]本技术涉及风力发电领域，特别涉及一种海上风机基础及包括该风机基础的海上风力发电机组。

技术介绍

[0002]根据我国沿海风资源情况，在平均风速、风功率密度、湍流情况等方面，通常远海优于近海，开发潜力更大，远海风电资源是海上风电长期发展的重要支撑。我国远海大部分为中等水深区域，水深基本处于30
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80米水深范围内，目前对于该水深的常见海上风电基础形式多为导管架基础和漂浮式基础。
[0003]导管架基础是最常见也是世界范围内应用较为广泛的海上风电基础之一。由于海域波浪周期通常在4s
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15s的范围内，为了规避波浪共振的问题，通常通过加强结构强度使导管架基础的自振周期小于4s。这样的导管架基础通常具有锥形形状，形成具有足够强度、刚度和稳定性的支撑结构。
[0004]另外，导管架基础主要适用于20
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50米水深范围。但是，当水深超过40m时，随着水深增加，会引起导管架基础结构的用钢量增幅巨大，直接导致导管架基础结构成本过高。不仅如此，由于深水导管架结构通常较为庞大复杂，对运输船、下水施工以及安装过程都有较为严苛的技术要求，会带来较多额外的附加成本。
[0005]漂浮式基础是适用于深远海、漂浮在海面上的平台基础结构，通过系泊系统与海底固定定位。漂浮式基础主要适用于50米以上水深，但漂浮式基础风机整体成本较高，设计难度大而尚未成熟，尤其是当水深小于80米时，其成本远远高于其他类型基础的结构成本，整体经济性较差。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本技术提供一种结构柔化的可在40
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80米水深范围内使用的导管架式海上风机基础，该海上风机基础通过优化结构，使其自振周期达到15s以上，以避免与波浪共振，同时还能够降低结构工程量，以优化成本。
[0007]针对上述专利技术目的，本技术提供如下技术方案：
[0008]根据本技术的一个方面，提供一种海上风机基础，所述海上风机基础可包括：桁架，所述桁架沿竖直方向延伸，并且所述桁架的上端连接到塔筒平台；桩基，将所述桁架安装至海床，其中，所述桁架的水平截面的面积和形状保持不变。
[0009]所述桁架可具有四边形或六边形的截面形状。
[0010]所述四边形或所述六边形的边长可在10m
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16m的范围内。
[0011]所述桁架可包括沿竖直方向设置的多个支撑管以及设置在相邻的支撑管之间的撑杆，其中，每个支撑管的下部附接有套筒，所述桩基包括插设在所述套筒中的固定桩，并且所述固定桩的下部固定在所述海床上。
[0012]所述桁架可包括沿竖直方向设置的多个支撑管以及设置在相邻的支撑管之间的
撑杆，所述桩基包括多组群桩，每组群桩设置在相应的一个支撑管的下部，并且固定到所述海床上。
[0013]所述桩基可设置在所述桁架的下端，所述桩基包括大桩、设置在所述大桩的下端的连接板以及固定在连接板的下表面并埋设在海床中的多个小固定桩。
[0014]所述海上风机基础还可包括浮力装置，所述浮力装置设置在所述桁架的多个支撑管的每个上且位于靠近水平面的位置处。
[0015]所述桁架上可设置有系泊索，所述系泊索均匀地围绕所述桁架设置，且所述系泊索的下端连接到放置在海床上的重力块。
[0016]根据本技术的另一方面，提供一种海上风力发电机组，所述海上风力发电机组包括如上所述的海上风机基础。
[0017]本技术提供的导电滑环和风力发电机组至少具有如下有益效果：
[0018]根据本技术的实施例的海上风机基础被柔化，使得其自振周期大于一般海域波浪的周期范围，从而能够避免海上风机基础与波浪的共振现象，以确保结构安全性。
[0019]此外，由于桁架的水平截面面积小，用钢量相对较低，且结构总体质量较轻，对运输船施工船要求相对较低，因此该海上风机基础具有较好的经济性。并且，根据本技术的海上风机基础结构简单，主要使用重复结构和定型构件，可以降低采购成本，亦可以提升施工效率。
[0020]此外，根据本技术的实施例，可以对桁架结构进行模块化设计，通过增减桁架结构模块，可使海上风机基础适用于不同水深条件。
附图说明
[0021]图1示出了根据本技术的第一实施例的海上风机基础的结构示意图；
[0022]图2是沿图1的A
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A线的示意性剖视图；
[0023]图3示出了根据本技术的第二实施例的海上风机基础的结构示意图；
[0024]图4是沿图3的B
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B线的示意性剖视图；
[0025]图5示出了根据本技术的第三实施例的海上风机基础的结构示意图；
[0026]图6是沿图5的C
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C线的示意性剖视图；
[0027]图7示出了根据本技术的第四实施例的海上风机基础的结构示意图；
[0028]图8是沿图7的D
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D线的示意性剖视图。
[0029]附图标记说明：
[0030]1‑
塔筒，2
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塔筒平台，3
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桁架，4
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桩基，5
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海床，6
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套筒，7
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浮力装置，8
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系泊索，9
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重力块，31
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支撑管，32
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撑杆，41
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固定桩，42
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群桩，43
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大桩，44
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连接板，45
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小固定桩。
具体实施方式
[0031]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，不应被理解为本技术的实施形态限于在此阐述的实施方式。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
[0032]本技术的一个方面，提供一种风力发电机组，该海上风力发电机组包括海上风机基础、设置在海上风机基础上的塔筒平台2以及设置在塔筒平台上的塔筒1。
[0033]以下根据附图描述根据本技术的实施例的海上风机基础。
[0034]参照图1和图2，根据本技术的第一实施例的海上风机基础可包括桁架3和桩基4，桁架3沿竖直方向延伸，使得其上端连接到塔筒平台2，桩基4用于将桁架3安装至海床5。其中，桁架3的水平截面的面积和形状保持不变。
[0035]与现有技术中的具有棱锥形状(即，水平截面的面积从下到上逐渐减小)的桁架结构相比，根据本技术的桁架的水平截面的面积比具有棱锥形状的桁架的最上端的水平截面面积小。
[0036]当桁架3具有小的且保持不变的水平截面面积时，如果海上风机基础受到外部环境荷载作用而使桁架3及其上方的塔筒平台2等偏移，桩基4会因受到的拉压而产生抵抗该运动的恢复弯矩。因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风机基础，其特征在于，所述海上风机基础包括：桁架(3)，所述桁架(3)沿竖直方向延伸，并且所述桁架(3)的上端连接到塔筒平台(2)；桩基(4)，将所述桁架(3)安装至海床(5)，其中，所述桁架(3)的水平截面的面积和形状保持不变。2.根据权利要求1所述的海上风机基础，其特征在于，所述桁架(3)具有四边形或六边形的截面形状。3.根据权利要求2所述的海上风机基础，其特征在于，所述四边形或所述六边形的边长在10m
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16m的范围内。4.根据权利要求2所述的海上风机基础，其特征在于，所述桁架(3)包括沿竖直方向设置的多个支撑管(31)以及设置在相邻的支撑管之间的撑杆(32)，其中，每个支撑管(31)的下部附接有套筒(6)，所述桩基(4)包括插设在所述套筒(6)中的固定桩(41)，并且所述固定桩(41)的下部固定在所述海床(5)上。5.根据权利要求1所述的海上风机基础，其特征在于，所述桁架(3)包括沿竖直方向设置的多个支撑管(31)以及设置在相邻的支撑管之间的撑杆(32)，所述桩基(4)包括多组群桩(...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭泓，李晓勇，冀卫东，
申请(专利权)人：江苏金风科技有限公司，
类型：新型
国别省市：