CN105442899B - 海上测风塔及其基座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于海上测风塔的基座，包括中心座及若干个浮体单元，浮体单元的内端与中心座固定连接，且若干个浮体单元围绕中心座呈放射状均匀布置，相邻浮体单元的外端之间通过第一连杆固定连接，浮体单元内部设置有容积腔。利用该基座可以减少海上测风塔的施工成本，并减少浪费，并提升海上测风塔施工过程中的安全性。另外，本发明还提出一种具有上述基座的海上测风塔。

Description

海上测风塔及其基座

技术领域

本发明涉及海上风力发电技术，具体涉及一种海上测风塔及其基座。

背景技术

风能是一种重要的可再生清洁能源，风能在开发价值和商业化推广中具有广阔的发展前景，利用风能发电的技术方案已经在各国不断的研究发展。与陆上风场相比，由于在开阔地建造风能发电装置能达到较好的发电效果，使在海上建造风力发电装置已成为各国风力发电的主要研究方面之一。

海上风电场具有风能资源储量大、开发效率高、环境污染小、不占用耕地等优点。我国拥有漫长的海岸线，近海风能资源丰富，用电负荷中心大多集中于东部沿海地区，海上风电场具有广阔的发展前景，海上风力发电正在成为新能源领域发展的重点。

经过多年发展，我国的陆上风场得到了大力开发，而海上风电却还处于起步阶段。在海上建造风力发电场前，需要在拟建风电场的海域建设海上测风塔，以达到实测风资源数据及相关气象资料，从而确定该海域是否适合建设海上风电场。

海上测风塔通常包括基座(俗称测风塔基础)、塔架、工作平台及检测仪器，基座支撑在海床上，塔架固定在基座上，工作平台设于塔架的顶端，检测仪器设置于工作平台上；现有的基座通常为桩基结构，即在海床上插入钢管桩，基座通过钢管桩固定在海床上，使用完毕后，再将测风塔拆除。然而，这种结构的海上测风塔建造成本高、工期长，浪费严重。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种用于海上测风塔的基座，利用该基座可以降低海上测风塔的施工成本并减少浪费。另外，本发明还提出一种具有该基座的海上测风塔。

作为第一方面，本发明提出一种用于海上测风塔的基座，它包括中心座及若干个浮体单元，浮体单元的内端与中心座固定连接，且所述若干个浮体单元围绕中心座呈放射状均匀布置，相邻浮体单元的外端之间通过第一连杆固定连接，所述浮体单元内部设置有容积腔。

在优选的技术方案中，所述浮体单元的数量为偶数个，且每个浮体单元仅与其中一个相邻浮体单元连通。

在优选的技术方案中，相邻所述浮体单元的中部之间还设置有第二连杆。

在优选的技术方案中，所述浮体单元、第一连杆和第二连杆三者当中，至少其中之一由钢管制成。

在优选的技术方案中，所述容积腔包括两个相互独立的腔室。

作为第二方面，本发明提出一种海上测风塔，它包括塔架、工作平台、检测仪器及上述任意一项的基座，所述塔架的底端与基座固定连接，所述工作平台固定设置于塔架的顶端，所述检测仪器设于工作平台上。

在优选的技术方案中，所述塔架设置有四个支腿，所述中心座上设置有四个连接座，所述支腿通过连接座固定在中心座上。

在优选的技术方案中，所述塔架和基座之间设置有至少一层钢丝绳，且每层均设置有多根钢丝绳，同一层内所有钢丝绳连接于塔架的同一高度并围绕塔架均匀布置。

在优选的技术方案中，所述钢丝绳的底端与浮体单元的外端连接。

在优选的技术方案中，所述塔架为桁架结构。

本发明提出的基座包括中心座及若干个浮体单元，浮体单元的内端与中心座固定连接，且若干个浮体单元围绕中心座呈放射状均匀布置，相邻浮体单元的外端之间通过第一连杆固定连接，浮体单元内部设置有容积腔；基于这种结构的基座，海上测风塔的施工过程为：在陆地上将海上测风塔装配好，然后将其放在海中，使整个海上测风塔浮在水面上，以拖航的方式将其拖至预定的位置后，将海水输入浮体单元的容积腔内，使其逐步下沉，最终使整个海上测风塔支撑于海床上；在一个地方完成测风任务后，将容积腔内的海水排出，再将海上测风塔拖航至另一个工作地点进行测风作业。

通过采用上述结构的基座，可以给海上测风塔带来下述好处：

1)减轻海上测风塔运输过程中的重量，且基座本身可以产生浮力，降低了拖航过程中的运输成本。

2)可以重复利用，减少浪费。

3)浮体单元围绕中心座呈放射状均匀布置，可以保证整个基座受到的浮力均匀，基座抵抗任何方向的侧向倾翻力矩都是一致的。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例提供的海上测风塔的立体示意图；

图2为图1所示海上测风塔的正面示意图；

图3为图1所示海上测风塔的基座的结构示意图。

附图标记说明：

1—中心座 2—浮体单元 3—第一连杆 4—第二连杆 5—塔架

6—钢丝绳系统 61—第一层钢丝绳 62—第二层钢丝绳

63—第三层钢丝绳 64—第四层钢丝绳 7—工作平台

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1和图2所示为本发明具体实施例提出的一种海上测风塔，该海上测风塔具体包括塔架5、工作平台7、检测仪器及基座，塔架5的底端与基座固定连接，工作平台7固定设置于塔架5的顶端，检测仪器设于工作平台7上。

如图3所示，基座包括中心座1及8个浮体单元2，浮体单元2内部设置有容积腔，这些浮体单元2围绕中心座1呈放射状均匀布置，且浮体单元2的内端与中心座1固定连接，浮体单元2的外端通过第一连杆3固定连接，相邻浮体单元2之间的中部位置通过第二连杆4固定连接。如图1所示，塔架5为桁架结构，塔架5的底端设置有四个支腿，四个支腿通过四个连接座固定在中心座1上；塔架5上设置有管路和相关的阀门，以便海水及压缩气体流通。

该海上测风塔的施工过程是：在陆地上将海上测风塔装配好，然后将其放在海中，使整个海上测风塔浮在水面上，以拖航的方式将其拖至预定的位置后，将海水输入浮体单元2的容积腔内，使其逐步下沉，最终使整个海上测风塔支撑于海床上；在一个地方完成测风任务后，向容积腔内充入压缩气体，将容积腔内的海水排出，再将海上测风塔拖航至另一个工作地点进行测风作业。因此，与现有技术相比，该海上测风塔可以降低施工成本，减少浪费；由于浮体单元2围绕中心座1均匀布置，整个基座受到的浮力均匀，基座抵抗任何方向的侧向倾翻力矩都是一致的，从而提升了海上测风塔在施工过程中的稳定性。

在本实施例中，塔架5和基座之间还设置有钢丝绳系统6，钢丝绳系统6具体包括第一层钢丝绳61、第二层钢丝绳62、第三层钢丝绳63及第四层钢丝绳64；每一层钢丝绳具体包括四根钢丝绳，四根钢丝绳围绕塔架5均匀布置，且这四根钢丝绳的顶端均连接于塔架5的同一高度，它们的底端连接于浮体单元2的外端。通过这些钢丝绳可以加强塔架5与基座的连接强度，改善塔架5的受力，提升塔架5的抗变形能力，提升整个海上测风塔的稳定性。

在优选的实施例中，可以将每个浮体单元2上的容积腔分割成两个相互独立的腔室，在施工过程中，通过调节每一个腔室内的海水或空气，可以更精确的控制基座受到的浮力，从而提升施工的安全性。

在另一种实施例中，以相邻两个浮体单元为一组的方式将8个浮体单元2均分为四组，每组内的两个浮体单元2之间通过第二连杆4连通，最终使基座包含的8个容积腔分配成为4个更大的容积区域，从而节省塔架5上的相关管路和阀门的设置。

在上述实施例中，浮体单元2、第一连杆3和第二连杆4均可以采用钢管制造而成，以便降低生产成本。

需要说明的是，在其它实施例中，浮体单元2的数量、塔架5的具体结构、塔架5与基座的连接形式可以根据需要进行设置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于海上测风塔的基座，其特征在于，包括中心座(1)及若干个浮体单元(2)，浮体单元(2)的内端与中心座(1)固定连接，且所述若干个浮体单元(2)围绕中心座(1)呈放射状均匀布置，相邻浮体单元(2)的外端之间通过第一连杆(3)固定连接，所述浮体单元(2)内部设置有容积腔；

所述浮体单元(2)的数量为偶数个，且每个浮体单元(2)仅与其中一个相邻浮体单元(2)连通；

相邻所述浮体单元(2)的中部之间还设置有第二连杆(4)。

2.根据权利要求1所述的基座，其特征在于，所述浮体单元(2)、第一连杆(3)和第二连杆(4)三者当中，至少其中之一由钢管制成。

3.根据权利要求1至2任意一项所述的基座，其特征在于，所述容积腔包括两个相互独立的腔室。

4.一种海上测风塔，其特征在于，包括塔架(5)、工作平台(7)、检测仪器及权利要求1至3任意一项所述的基座，所述塔架(5)的底端与基座固定连接，所述工作平台(7)固定设置于塔架(5)的顶端，所述检测仪器设于工作平台(7)上；

所述塔架(5)和基座之间设置有至少一层钢丝绳，且每层均设置有多根钢丝绳，同一层内所有钢丝绳连接于塔架(5)的同一高度并围绕塔架(5)均匀布置。

5.根据权利要求4所述的海上测风塔，其特征在于，所述塔架(5)设置有四个支腿，所述中心座(1)上设置有四个连接座，所述支腿通过连接座固定在中心座(1)上。

6.根据权利要求4所述的海上测风塔，其特征在于，所述钢丝绳的底端与浮体单元(2)的外端连接。

7.根据权利要求4至6任意一项所述的海上测风塔，其特征在于，所述塔架(5)为桁架结构。