一种浅水条件下漂浮式新能源发电装置用系泊系统制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种浅水条件下漂浮式新能源发电装置用系泊系统，属于系泊系统的技术领域。本发明专利技术包括系泊缆索、阻尼器、配重块和浮筒，系泊缆索的一端连接有海面上的漂浮式新能源发电装置，另一端连接有海底上的锚点，靠近漂浮式新能源发电装置的一段为悬浮段，靠近锚点的一段为躺底段，躺底段的长度为悬浮段的长度的3

A mooring system for floating new energy power generation device in shallow water

【技术实现步骤摘要】
一种浅水条件下漂浮式新能源发电装置用系泊系统


[0001]本专利技术涉及系泊系统的
，特别是指一种浅水条件下漂浮式新能源发电装置用系泊系统。

技术介绍

[0002]漂浮式新能源发电装置，例如：海上风机发电装置、海上光伏发电装置、海上波浪能发电装置及其混合发电装置等，又称为漂浮式新能源结构物。这种漂浮式新能源发电装置在海上由于受到外界风、浪、流等外界载荷的作用，需要有相应的系泊系统将其与海底相连接，系泊系统为新能源发电装置提供回复力矩，可以有效提高其稳定性，保证其安全在位工作。
[0003]海上漂浮式新能源发电装置的系泊系统通常是钢丝绳和钢链。我国黄海、东海、南海沿岸以及岛屿近岸海域的水深较浅，属于浅水环境，这种浅水环境的有效水深较小，漂浮式新能源发电装置的系泊结构在浅水环境下的设计难度较高。在浅水环境下，现有的系泊系统由于锚链悬挂在水中的长度相对较短，很难依靠自身质量形成悬链线效应，很难为海上漂浮式新能源发电装置提供足够的回复力，容易导致发电装置的位移超出安全范围。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种浅水条件下漂浮式新能源发电装置用系泊系统，旨在解决现有技术中海上漂浮式新能源发电装置的系泊系统在浅水环境下由于锚链悬挂在水中的长度相对较短很难为海上漂浮式新能源发电装置提供足够的回复力容易导致发电装置的位移超出安全范围的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术的一种浅水条件下漂浮式新能源发电装置用系泊系统，包括系泊缆索、阻尼器、配重块和浮筒；所述系泊缆索的一端连接有海面上的漂浮式新能源发电装置，所述系泊缆索的另一端连接有海底的锚点，所述系泊缆索在靠近所述漂浮式新能源发电装置的一段为悬浮段，所述系泊缆索在靠近所述锚点的一段为躺底段，所述躺底段的长度为所述悬浮段的长度的3
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6倍；所述阻尼器至少为一个并设置于所述系泊缆索的悬浮段上；所述配重块为一个设置于所述系泊缆索的悬浮段上并位于所述阻尼器的下方；所述浮筒为多个设置于所述系泊缆索的躺底段上，多个所述浮筒等间距排列。
[0006]本专利技术在系泊缆索上依次设置了阻尼器、配重块和浮筒，系泊缆索分为悬浮段和躺底段；阻尼器设置在悬浮段，有效缓冲了系泊缆索张拉力过大时的冲击载荷，提高了系泊系统的柔性；阻尼器的下方设有配重块，配重块也设置在悬浮段，缩短了系泊缆索的长度，改善了系泊缆索的回复力曲线，减小了系泊系统的刚度，提高了系泊系统约束漂浮式新能源发电装置偏移的能力；多个浮筒设置在躺底段，形成一种类似弹簧的回复约束力机构，正常工作状态下，躺底段的长度为悬浮段的长度的3
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6倍；当漂浮式新能源发电装置发生大偏移远离锚点时，系泊缆索将发生剧烈变化，大部分躺底段变成悬浮段，浮筒随系泊缆索一起
悬垂，改善了系泊缆索的形态；当漂浮式新能源发电装置靠近锚点时，系泊缆索也将发生剧烈变化，悬浮段的一部分变成躺底段，配重块下沉，再次改善了系泊缆索的形态；这种回复约束力机构降低了大位移时系泊缆索的极限张拉力；这种系泊系统减小了系泊缆索的尺寸，结构稳定，可以为漂浮式新能源发电装置提供很好的水平方向约束能力，从而能够在水平方向上约束漂浮式新能源发电装置的水面偏移幅度，特别适用于浅水条件下的漂浮式新能源发电装置。
[0007]本专利技术的系泊系统在使用时，若漂浮式新能源发电装置发生偏移，由于系泊缆索的上端和漂浮式新能源发电装置相连，使得系泊缆索也跟随移动；当漂浮式新能源发电装置远离锚点时，系泊缆索上“阻尼器
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配重块
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多个浮筒”形式的组合结构被拉伸，对漂浮式新能源发电装置的约束载荷变大；而当漂浮式新能源发电装置靠近锚点时，系泊缆索中的张拉力变小，系泊缆索上“阻尼器
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配重块
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多个浮筒”形式的组合结构收缩。因此，无论漂浮式新能源发电装置如何运动，“阻尼器
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配重块
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多个浮筒”形式的组合结构中浮筒、配重块和阻尼器之间的空间位置都会跟随调整。这种组合结构，一方面，能够在水平方向上对漂浮式新能源发电装置形成一个朝向锚点方向的回复力，另一方面，当漂浮式新能源发电装置偏移之后，通过自身的空间结构位置的自动调整，一直会提供相应的回复力。
[0008]作为一种优选的实施方案，所述阻尼器包括第一外壳、第二外壳和弹簧；所述第一外壳呈筒型设置，所述第一外壳的一端为第一敞口端，所述第一外壳的另一端设有第一固定板，所述第一固定板上滑动连接有第一拉杆，所述第一拉杆呈U型设置并具有第一开口端和第一封闭端，所述第一封闭端位于所述第一外壳的外侧；所述第二外壳套接于所述第一外壳的第一敞口端的内部，所述第二外壳也呈筒型设置，所述第二外壳的一端为第二敞口端，所述第二外壳的另一端设有第二固定板，所述第二固定板上滑动连接有第二拉杆，所述第二拉杆呈U型设置并具有第二开口端和第二封闭端，所述第二封闭端位于所述第二外壳的外侧，所述第二开口端与所述第一固定板固定连接，所述第一开口端与所述第二固定板固定连接；所述弹簧设置于所述第一固定板和所述第二固定板之间，所述弹簧的一端与所述第一固定板固定连接，所述弹簧的另一端与所述第二固定板固定连接。
[0009]本专利技术的阻尼器利用弹簧的机械原理，在系泊缆索张拉力过大时，提供缓冲阻尼，提高系泊系统的柔性，并且，阻尼器的预张力可控，使得整个系泊系统对漂浮式新能源发电装置具有更好的水平方向约束能力。通常情况下，第一拉杆和第二拉杆完全相同，第一拉杆和第二拉杆相对连接，第一拉杆与第二拉杆可以做相向运动也可以做背向运动，从而吸收和缓冲漂浮式新能源发电装置发生偏移所引起的对系泊缆索的冲击力。在初始状态时，弹簧处于一定压缩状态，当系泊缆索受到的张拉力增加时，第一拉杆向着远离第二拉杆的方向运动，第二拉杆向着远离第一拉杆的方向运动，即第一拉杆和第二拉杆背向运动，在第一固定板和第二固定板的作用下，弹簧被压缩的程度增加，使得系泊缆索的总体长度拉长，有效缓冲了系泊缆索受到的张拉力对其的冲击；当系泊缆索受到张拉力减小时，在被压缩的弹簧的作用下，第一拉杆向着靠近第二拉杆的方向运动，第二拉杆向着靠近第一拉杆的方向运动，即第一拉杆和第二拉杆相向运动，在第一固定板和第二固定板的作用下，弹簧被压缩的程度降低，使得系泊缆索的总体长度缩短，以调整对漂浮式新能源发电装置的回复力。这种阻尼器结构简单，缓冲阻尼效果好，有效吸收了系泊缆索的能量。
[0010]作为一种优选的实施方案，所述第一固定板上设有与所述第二开口端相适配的两
个第一安装孔，两个所述第一安装孔所在的直线与所述第一拉杆的径向相垂直，所述第一固定板的外侧设有第一垫片，所述第二开口端依次穿过所述第一安装孔和所述第一垫片并通过第一固定件连接；所述第二固定板上设有与所述第一开口端相适配的两个第二安装孔，两个所述第二安装孔所在的直线与所述第二拉杆的径向相垂直，所述第二固定板的外侧设有第二垫片，所述第一开口端依次穿过所述第二安装孔和所述第二垫片并通过第二固定件连接。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浅水条件下漂浮式新能源发电装置用系泊系统，其特征在于，包括：系泊缆索，所述系泊缆索的一端连接有海面上的漂浮式新能源发电装置，所述系泊缆索的另一端连接有海底的锚点，所述系泊缆索在靠近所述漂浮式新能源发电装置的一段为悬浮段，所述系泊缆索在靠近所述锚点的一段为躺底段，所述躺底段的长度为所述悬浮段的长度的3
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6倍；阻尼器，所述阻尼器至少为一个并设置于所述系泊缆索的悬浮段上；配重块，所述配重块为一个设置于所述系泊缆索的悬浮段上并位于所述阻尼器的下方；浮筒，所述浮筒为多个设置于所述系泊缆索的躺底段上，多个所述浮筒等间距排列。2.根据权利要求1所述的浅水条件下漂浮式新能源发电装置用系泊系统，其特征在于，所述阻尼器包括：第一外壳，所述第一外壳呈筒型设置，所述第一外壳的一端为第一敞口端，所述第一外壳的另一端设有第一固定板，所述第一固定板上滑动连接有第一拉杆，所述第一拉杆呈U型设置并具有第一开口端和第一封闭端，所述第一封闭端位于所述第一外壳的外侧；第二外壳，所述第二外壳套接于所述第一外壳的第一敞口端的内部，所述第二外壳也呈筒型设置，所述第二外壳的一端为第二敞口端，所述第二外壳的另一端设有第二固定板，所述第二固定板上滑动连接有第二拉杆，所述第二拉杆呈U型设置并具有第二开口端和第二封闭端，所述第二封闭端位于所述第二外壳的外侧，所述第二开口端与所述第一固定板固定连接，所述第一开口端与所述第二固定板固定连接；弹簧，所述弹簧设置于所述第一固定板和所述第二固定板之间，所述弹簧的一端与所述第一固定板固定连接，所述弹簧的另一端与所述第二固定板固定连接。3.根据权利要求2所述的浅水条件下漂浮式新能源发电装置用系泊系统，其特征在于：所述第一固定板上设有与所述第二开口端相适配的两个第一安装孔，两个所述第一安装孔所在的直线与所述第一拉杆的径向相垂直，所述第一固定板的外侧设有第一垫片，所述第二开口端依次穿过所述第一安装孔和所述第一垫片并通过第一固定件连接；所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐琨，孟星宇，张敏，袁文永，陈玉静，白浩哲，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：