一种锚固于岩基海床的张紧式风机基础制造技术

本实用新型专利技术提供一种锚固于岩基海床的张紧式风机基础，所述张紧式风机基础包括锚固系统、锚泊缆、半潜式模块、风机塔筒以及风电机组；所述锚固系统的上端连接锚泊缆，所述锚固系统的下端锚固于海床上；所述锚泊缆的上端连接半潜式模块；所述半潜式模块用于调节自身浮力以预张紧锚泊缆；所述半潜式模块的顶部依次布置风机塔筒以及布置于风机塔筒顶部的风电机组。本实用新型专利技术所提供的锚固于岩基海床的张紧式风机基础结构为半顺应半刚性，浮力与自重、锚链预张力达到平衡，较大的预张力使基础结构横摇、纵摇和垂荡运动幅度较小，正常工况下风机塔筒几乎保持垂直状态，提高了发电效率，减少了动态电缆长度，并可在此基础上配置更大功率的风电机组。更大功率的风电机组。更大功率的风电机组。

【技术实现步骤摘要】
一种锚固于岩基海床的张紧式风机基础


[0001]本技术属于海上风力发电
，尤其是涉及一种锚固于岩基海床的张紧式风机基础。

技术介绍

[0002]风力发电是世界上发展最快的绿色能源技术，由于海上丰富的风能资源和当今技术的可行性，海洋已成为一个迅速发展的风电市场。海上风电的开发和利用在世界范围内引起了高度重视，开发技术取得了较大进步。
[0003]随着我国对海上风电的规划与开发，近海海域普遍采用桩基础作为支撑结构，而深海海域尚缺乏具有经济性的基础形式。目前针对岩基海床，海上风电结构主要采用重力式基础和固定式嵌岩桩基础。重力式基础体积大、重量大、需要大型吊机，且对岩基海床面平整度要求较高，往往重力式基础安装之前需要对海床进行整平预处理，施工工序复杂，并且效率较低、无法适用于深水环境。固定式嵌岩桩基础，施工过程需要使用大型吊机船、钻机和打桩等机械设备，往往采用多次“打
‑
钻
‑
打”施工工艺，在沉桩过程中反复测量桩体垂直度和承载力，并且在桩侧进行注浆加固，施工工艺繁多，难度大，海上施工耗时长，成本高昂，且深远海环境条件恶劣，固定式嵌岩桩基础适用性差，建造和施工成本大幅增长。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种锚固于岩基海床的张紧式风机基础。
[0005]为此，本技术的上述目的通过如下技术方案实现：
[0006]一种锚固于岩基海床的张紧式风机基础，其特征在于：所述锚固于岩基海床的张紧式风机基础包括岩基锚固系统、锚泊缆、半潜式模块、风机塔筒以及风电机组；
[0007]所述岩基锚固系统的上端连接锚泊缆，所述锚固系统的下端锚固于岩基海床上；
[0008]所述锚泊缆为张紧式结构，上端连接半潜式模块；
[0009]所述半潜式模块用于在安装过程中调节自身浮力以预张紧锚泊缆；
[0010]所述半潜式模块的顶部依次布置风机塔筒以及布置于风机塔筒顶部的风电机组；
[0011]所述锚固系统包括锚固面板和多根锚杆，多根锚杆组成微型桩阵列，所述锚固面板与多根锚杆所组成微型桩阵列的顶部固定，所述锚杆的下端插入至海床岩体内并灌浆连接。
[0012]在采用上述技术方案的同时，本技术还可以采用或者组合采用如下技术方案：
[0013]作为本技术的一个优选技术方案：所述锚杆下端与海床岩体之间经灌浆锚固。
[0014]作为本技术的一个优选技术方案：所述锚固面板的中央设有锚眼，所述锚眼用于连接锚泊缆。
[0015]作为本技术的一个优选技术方案：所述半潜式模块自下而上依次包括四个压载舱、中部垂直浮筒、上部过渡段和连接法兰；
[0016]所述压载舱的内端连接至中部垂直浮筒的底部，所述压载舱的外端具有导缆孔以连接锚泊缆，所述压载舱内布置压载泵，所述压载泵用于注水或者排水来调节浮力；
[0017]所述中部垂直浮筒内具有平台以布置风电机组相关设备，所述中部垂直浮筒的上端与上部过渡段的底部焊接；
[0018]所述上部过渡段的顶部布置连接法兰以与风机塔筒底部的法兰盘相连接。
[0019]作为本技术的一个优选技术方案：所述半潜式模块的侧方还设有靠泊设施。
[0020]作为本技术的一个优选技术方案：所述中部垂直浮筒内部布置加强板和肋板。
[0021]作为本技术的一个优选技术方案：所述上部过渡段为钢桁架以减小用钢量和环境荷载。
[0022]作为本技术的一个优选技术方案：所述风机塔筒由多节塔筒组成，上下相邻塔筒之间经法兰盘相连接，所述风机塔筒顶端经法兰盘与风电机组相连接。
[0023]作为本技术的一个优选技术方案：所述风电机组包括机舱、轮毂和叶片。
[0024]本技术提供一种锚固于岩基海床的张紧式风机基础，适用于岩基海床和基岩埋深较浅的海床地质条件下的海上风电开发，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0025]1）、本技术突破了传统风机基础无法应用于岩基海床的限制，可适应不同的海洋环境、地质条件和大型风电机组。
[0026]2）、本技术所提供的锚固系统结构简单，仅需利用传统的地质勘察钻机在岩基海床进行小直径钻孔，并由水下机器人携带导管进行灌浆连接，施工过程简便，大大降低锚固系统安装的风险和成本。
[0027]3）、本技术锚泊缆在工作状态下可以通过半潜式模块进行垂直预张紧，对浮式基础的位移限制能力较强，且锚泊缆长度短、占用海域面积小，具有较好的经济性。
[0028]4）、本技术基础结构为半顺应半刚性，浮力与自重、锚链预张力达到平衡，较大的预张力使基础结构横摇、纵摇和垂荡运动幅度较小，正常工况下风机塔筒几乎保持垂直状态，提高了发电效率，减少了动态电缆长度，并可在此基础上配置更大功率的风电机组，经济性优于一般浮式风机基础。
[0029]5）、本技术半潜式模块结构简单，易于建造，可在陆上预制和拼装，并与锚泊缆、风机塔筒和风机机组在陆上整体组装后拖航运输，无需调用大型起重船和昂贵的运输船。
[0030]6）、本技术可以利用水下机器人及半潜式模块调整压载水实现一步式安装和锚泊缆的预张紧，无需调遣吊装船机设备，减少了海上安装工序，降低海上施工风险，缩短海上施工时间，节约工程成本。
[0031]7）、本技术的浮式基础可利用施工窗口期长，可用于岩基海床和其他类型海床，同时具有较好的水动力性能，适用水深范围广，在不同的风向和浪向下均能保证运动稳定性，提升发电效率，具有良好的经济效益，尤其适用于深远海风力发电场。
附图说明
[0032]图1为本技术所提供的锚固于岩基海床的张紧式风机基础的立体图。
[0033]图2为锚杆安装图示。
[0034]图3为半潜式模块的立体图。
[0035]图4为半潜式模块竖向剖面图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图对本技术做进一步详细地描述。
[0037]如图1所示，锚固于岩基海床的张紧式风机基础，包括锚固系统1、锚泊缆2、半潜式模块3、风机塔筒4、风电机组5。
[0038]如图1和图2所示，基础包括四套锚固系统1，锚固系统1包括锚杆11和锚固面板12，锚杆11插入海底钻孔后灌浆，锚杆11组成微型桩列阵，穿过锚固面板12两侧预设锚栓孔，将锚固面板12套在锚杆11组成微型桩列阵上，并用锚栓螺母固定。锚固面板12中心处设有锚眼，用于连接锚泊缆2。相邻两套锚固系统轴线方向相互垂直。
[0039]如图1所示，锚泊缆2的下端连接在锚固系统锚眼处，上端连接在半潜式模块3的导缆孔处。基础组装之后，静止状态下，锚泊缆处于垂直状态，基础浮力与基础重力、锚泊缆预张力处于平衡状态。
[0040]如图1、图3和图4所示，半潜式模块3包括下部四个压载舱31、中部垂直浮筒32、上部过渡段33、连接法兰34、靠泊设施35。相邻两个压载舱31本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锚固于岩基海床的张紧式风机基础，其特征在于：所述锚固于岩基海床的张紧式风机基础包括岩基锚固系统、锚泊缆、半潜式模块、风机塔筒以及风电机组；所述岩基锚固系统的上端连接锚泊缆，所述锚固系统的下端锚固于岩基海床上；所述锚泊缆为张紧式结构，上端连接半潜式模块；所述半潜式模块用于在安装过程中调节自身浮力以预张紧锚泊缆；所述半潜式模块的顶部依次布置风机塔筒以及布置于风机塔筒顶部的风电机组；所述锚固系统包括锚固面板和多根锚杆，多根锚杆组成微型桩阵列，所述锚固面板与多根锚杆所组成微型桩阵列的顶部固定，所述锚杆的下端插入至海床岩体内并灌浆连接。2.根据权利要求1所述的锚固于岩基海床的张紧式风机基础，其特征在于：所述锚杆下端与海床岩体之间经灌浆锚固。3.根据权利要求1所述的锚固于岩基海床的张紧式风机基础，其特征在于：所述锚固面板的中央设有锚眼，所述锚眼用于连接锚泊缆。4.根据权利要求1所述的锚固于岩基海床的张紧式风机基础，其特征在于：所述半潜式模块自下而上依次包括四个压载舱、中部垂直浮筒、上部过渡段和连接法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金忠，沈侃敏，高山，夏艳慧，王滨，姜贞强，王德志，梁宁，李瑜，张杰，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：