CN106014873A - 海上风力发电机组塔架基础的防护装置 - Google Patents

海上风力发电机组塔架基础的防护装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种海上风力发电机组塔架基础的防护装置。所述防护装置包括套设于所述基础的外围的防护筒，并与所述基础之间形成空腔，用于存放固体物料；所述防护筒底部固定在海床上，并设有开口，所述防护筒的顶部固定在工作台底部上；所述工作台上设置有至少一个填充所述固体物料的加料口。本发明实施例的海上风力发电机组塔架基础的防护装置能够有效弥补海底冲刷对基础周围地基的影响，对海底冲刷形成有效的防护，使基础在海中保持稳固地固定，减少对基础的维护，有效延长基础的使用寿命。

Description

海上风力发电机组塔架基础的防护装置
技术领域
本发明涉及海上风力发电机组领域，尤其涉及一种海上风力发电机组塔架基础的防护装置。
背景技术
海上风力发电机组是架设于海上的风力发电机组，用于海上发电。现有技术中，海上风力发电机组的塔架通常由基础支撑在海面上，基础通常采用单桩结构或者多桩结构，基础底部插入海床以下几十米的深度，基础上部露出海面用以安装塔架。现有技术中，在海面下，基础周围的地基在海水的浸泡下比较松散，并且缺少有效的防止地基被冲刷走的防护措施，基础周围的地基易于受海底冲刷影响，例如，潮汐变化或者暴风雨天气都会引起冲刷的产生，海底冲刷会将基础周围的地基冲刷走，引起基础周围地基高度减低，影响基础的稳固程度，从而减少海上风力发电机组的使用寿命，影响海上风力发电机组的使用安全。
发明内容
本发明的实施例提供一种能够有效减少海底冲刷对海上风力发电机组塔架的基础周围地基影响的海上风力发电机组塔架基础的防护装置。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明的实施例一方面提供一种海上风力发电机组塔架基础的防护装置，所述防护装置包括套设于所述基础的外围的防护筒，并与所述基础之间形成空腔，用于存放固体物料；所述防护筒底部固定在海床上，并设有开口，所述防护筒的顶部固定在工作台底部上；所述工作台上设置有至少一个填充所述固体物料的加料口。
优选地，在前述的防护装置中，所述防护筒呈直筒形、锥筒形或者沙漏形。
优选地，在前述的防护装置中，所述防护筒为一体成型；或者所述防护筒包括沿上下方向布置的多个分段；相邻的所述分段之间通过焊接连接；或者所述分段的边缘设有法兰，相邻的所述分段通过使用连接件连接法兰的方式相连接。
优选地，在前述的防护装置中，所述防护筒包括沿周向布置的多个分片，相邻的所述分片之间通过焊接连接；或者所述分片的边缘设有法兰，相邻的所述分片通过使用连接件连接法兰的方式相连接。
优选地，在前述的防护装置中，所述防护筒的底部设有中间支架，所述基础从所述中间支架的第二通孔中间穿过，并插入海床；在所述中间支架和所述防护筒底部内壁之间通过连接部固定连接。
优选地，在前述的防护装置中，所述防护筒和所述基础之间连接有加强筋。
优选地，在前述的防护装置中，所述防护筒的底部的直径是所述基础直径的三倍以上。
优选地，在前述的防护装置中，所述固体物料为非水溶性的固体颗粒，所述固体颗粒的密度大于海水的密度。
优选地，在前述的防护装置中，所述基础的外表面上设有弹性材料制成的保护层。
优选地，在前述的防护装置中，所述加料口为多个，在所述工作台上沿周向分布。
本发明实施例提供的海上风力发电机组塔架基础的防护装置，在海上风力发电机组的基础的外围设置防护筒，可对基础提供有效的防护，减少海水冲刷对基础周围地基的影响；同时在防护筒和基础之间形成空腔，防护筒固定在海床上，在防护筒的底部设置底部开口，在空腔中存放固体物料，这样当冲刷发生时，基础周围的地基被冲刷带走后，在重力作用下，固体物料经防护筒底部的底部开口向下运动，填充被冲刷走的地基形成的空缺，保障基础周围地基的稳固，有效地减少冲刷对基础的影响，延长基础和海上风力发电机组的使用寿命，减少对基础的维护的工作量。
此外，防护筒的顶部固定在工作台的底部，在工作台上设有填充固体物料的加料口，可以定期补充固体物料，延长防护装置的使用时间，减少对防护装置的维护的工作量。
附图说明
图1为本发明实施例的海上风力发电机组塔架基础的防护装置的整体示意图；
图2为沙漏形的防护装置的剖视图；
图3为锥筒形的防护装置的剖视图；
图4为工作台的一种实施方式的结构示意图，其中加料口为1个；
图5为工作台的另一种实施方式的结构示意图，其中加料口为多个；
图6示出了防护筒底部的开口的一种实施方式的示意图；
图7示出了防护筒底部的开口的另一种实施方式的示意图；
图8示出了沙漏形的防护装置的底部结构示意图。
附图标号说明：
1、防护筒；2、基础；3、空腔；5、通道；6、梯子；7、加料口；8、通道开口；9、保护层；10、固定件；11、海面；12、海水；13、海床；14、工作台；15、第一通孔；16、塔架；17、固体物料；18、开口；19、中间支架；20、连接部；21、第二通孔；22、分片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施方式的海上风力发电机组塔架16基础的防护装置进行详细描述。
下文中以塔架16的延伸方向为上下方向，指向地心的方向为下，与下相反的方向为上；如无特殊说明，本文的内外是以塔架16的轴线为参照进行定义的，靠近塔架16的轴线的方向为内，远离塔架16的轴线的方向为外；本文的周向方向是指绕塔架16的轴线的圆周方向。下文中的多个是指两个以上。
实施例一
图1中示出了示出了本实施例的海上风力发电机组塔架基础的防护装置的示意图。防护装置包括套设于基础2的外围的防护筒1，并与基础2之间形成空腔3，用于存放固体物料；防护筒1底部固定在海床13上，并设有开口18，防护筒1的顶部固定在工作台14底部上；工作台14上设置有至少一个填充固体物料的加料口7。
需要说明的是，虽然图1中所示出的海上风力发电机组的基础2采用的是单桩基础，但本实施例的防护装置并不限于应用于单桩基础，也可以应用于多桩基础。
本实施例的防护装置在海上风力发电机组的基础2的外围设置防护筒1，可对基础2提供有效的防护，减少海水12冲刷对基础2的影响；同时在防护筒1和基础2之间形成空腔3，防护筒1固定在海床13上，在防护筒1的底部设置开口18，在空腔3中填充固体物料17，这样当冲刷发生时，基础2周围的地基被冲刷带走后，在重力作用下，固体物料17经防护筒1底部的开口18向下运动，填充基础2附近被冲刷走的地基形成的空缺，保障基础2周围地基的稳固，有效地减少冲刷对基础2的影响，延长基础2和海上风力发电机组的使用寿命，减少对基础2的维护的工作量。
此外，防护筒1的顶部固定在工作台14的底部，在工作台14上设有填充固体物料17的加料口7，可以定期补充固体物料17，延长防护装置的使用时间，减少对防护装置的维护的工作量。
可选地，防护筒1与工作台14之间通过螺栓连接和/或焊接连接，但并不限于上述固定方式。防护筒1可以固定在工作台14底部的边缘或者底部的中间位置，但防护筒1的固定位置并不限于上述具体位置。
可选地，如图4中所示，工作台14位于海面11以上。在工作台14上设有1个加料口7。在另一实施方式中，如图5中所示，在工作台14上设有多个加料口7，在工作台14上沿周向方向分布。例如图5中所示的4个，多个加料口7在工作台14上沿周向分布，这样可以在周向的各个位置随时补充固体物料17，保证固体物料17在防护筒1内尽可能地均匀分布，避免出现固体物料17在防护筒1中出现局部过多和局部过少的情况。
此外，在工作台14上还设有用于基础2穿过的第一通孔15。如图4和图5中所示。
可选地，该固体物料17为非水溶性的固体颗粒，固体颗粒的密度大于海水12的密度。优选地，该固体物料17可以为碎石、卵石、砾石、水泥颗粒、工业废渣等等。任何密度大于海水12密度，在海水12中在重力作用下具有一定的运动性，并且强度可以满足支撑基础2的需要的固体物料17均在本实施例的限制范围内。优选受海流冲刷影响小，不容易被海流冲走的固体物料17。
可选地，防护筒1呈直筒形、锥筒形或者沙漏形。
图2中示出了沙漏形的防护筒1的示意图，具体地，防护筒1包括锥筒形的下部结构，倒锥筒形的上部结构，以及连接在下部结构和上部结构之间的过渡结构；在一些可选的方式中，也可不设置过渡结构，锥筒形的下部结构和倒锥筒形的上部结构直接连接。倒锥筒形的上部结构呈漏斗形，有利于固体物料17向下方运动，也有利于固体物料17在防护筒1中均匀的分布。
图3中示出了锥筒形的防护筒1的示意图，锥筒形的防护筒1的直径较大的一端位于下方，直径较小的一端位于上方。
优选地，如图2和图3中所示，防护筒1的下部分为锥筒形，例如采用锥筒形或者沙漏形的结构。防护筒1的底部固定在海床13上，可有效的减少海水12冲刷对基础2周围的地基的影响，减少基础2周围的地基的流失；下部分为锥筒形的防护筒1下端开口面积较大，可以对基础2周围较大面积的地基提供防护；下部分为锥筒形的防护筒1能在下部储存较多的固体物料17，可以减少防护装置的维护次数和维护时间。但防护筒1的形状并不限于锥筒形或沙漏形，任何能够对基础2提供周向防护，下端设有开口的结构均在本实施例的限制范围内。
可选地，防护筒1底部的直径是基础2直径的3倍以上，例如可以是4倍或者5倍等等。如图2中所示，防护筒1边缘至基础2外表面的径向距离H为基础半径的2倍以上。这样防护筒1可以更好阻止基础2周围的地基在海水冲刷下的移动，减少基础2周围地基的变形，减少潮汐、海水波动给基础2造成的影响。
可选地，如图2和图3中所示，防护筒1底部通过固定件10固定在海床13上，优选地，该固定件10为锚钉或者钢索或者其他任何适于与海床13固定的连接件。
可选地，防护筒1采用金属材料，优选采用不锈钢制作。优选地，在防护筒1的外表面还涂有防锈涂层。
可选地，如图2中所示，基础2的外表面上设有弹性材料制成的保护层9。保护层9可以采用弹性塑料、橡胶或者具有类似性能的材料，保护层9布置在基础2和固体物料17之间，可以有效的保护基础2不被固体物料17磨损，延长基础2的使用寿命。
具体地，如图6中所示，防护筒1的底部敞开，开口18是设于防护筒1的底部的敞开的开口。
在另一种替代方式中，如图7中所示，开口18也可以设置多个，开口18在防护筒1的底面上沿周向布置。具体地，防护筒1底部的中间设有中间支架19，基础2从中间支架19的中间穿过，优选地，中间支架19中设有供基础2穿过的第二通孔21；在中间支架19和防护筒1的内壁之间通过多个连接部20固定连接，多个连接部20将防护筒1的底部空间分隔为多个开口18。如图中所示，连接部20的数量为4个，开口18的数量也为四个，但连接部20和开口18的数量并不限于此。连接部20可以增强防护筒1底部的强度，以更好抵御海流冲击。连接部20可以是梁、杆或者其他任何适于加强防护筒1和中间支架19的连接强度的结构。
开口18的形式并不限于上述两种结构，任何能使固体物料17通过开口18运动到地基上的开口形式均在本实施例的限制范围内。
可选地，在防护筒1和基础2之间还连接有加强筋。通过设置加强筋可提高防护筒1的强度，使防护筒1和基础2之间更加牢固地连接。
可选地，在防护筒1内部设有监控设备，用以监控防护筒1内的固体物料17的消耗情况。优选地，该监控设备为摄像机或者照相机等图像采集设备。
可选地，加料舱4可以与防护筒1一体制作。
或者防护筒1包括沿上下方向布置的多个筒分段；相邻的筒分段之间通过焊接连接；或者筒分段的边缘设有法兰，相邻的筒分段通过使用连接件连接法兰的方式相连接。将防护筒1分成多个筒分段可减少制造每个筒分段的长度，降低加工难度。
可选地，如图8中所示，防护筒1包括沿周向布置的多个分片22，相邻的分片22之间通过焊接连接；或者分片22的边缘设有法兰，相邻的分片22通过使用连接件连接法兰的方式相连接。将防护筒1分为多个分片22也可以降低防护筒1的制造和安装难度。
优选地，每个筒分段包括沿周向布置的多个分片22，多个分片22连接形成筒分段，再将多个筒分段连接构成防护筒1。
可选地，如图2中所示，工作台14上设有通道开口8，通道开口8下方设有向下贯穿防护筒1的倒锥筒形的上部结构的通道5，通道5下端连接有梯子6。通过这样设置，工作人员可以经梯子6、通道5和通道开口8登上工作台14进行作业。但梯子6的布置形式并不限于图2中的具体结构，也可以采用将梯子6直接布置在工作台14的边缘，如图3中所示。任何能够方便人员登录工作台14的结构均在本实施例的限制范围内。
本发明实施例提供的海上风力发电机组的防护装置，在海上风力发电机组的基础2的外围设置防护筒1，可对基础2提供有效的防护，减少海水12冲刷对基础2的影响；同时在防护筒1和基础2之间形成空腔3，防护筒1固定在海床13上，在防护筒1的底部设置底部开口18，在空腔3中填充固体物料17，这样当冲刷发生时，基础2周围的地基被冲刷带走后，在重力作用下，固体物料17经防护筒1底部的底部开口18向下运动，填充被冲刷走的地基形成的空缺，保障基础2周围地基的稳固，有效地减少冲刷对基础2的影响，延长基础2和海上风力发电机组的使用寿命，减少对基础2的维护的工作量。
此外，防护筒1的顶部固定在工作台14的底部，在工作台14上设有填充固体物料17的加料口7，可以定期补充固体物料17，延长防护装置的使用时间，减少对防护装置的维护的工作量。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种海上风力发电机组塔架基础的防护装置，其特征在于：
所述防护装置包括套设于所述基础(2)的外围的防护筒(1)，并与所述基础(2)之间形成空腔(3)，用于存放固体物料；
所述防护筒(1)底部固定在海床(13)上，并设有开口(18)，所述防护筒(1)的顶部固定在工作台(14)底部上；所述工作台(14)上设置有至少一个填充所述固体物料的加料口(7)。
2.根据权利要求1所述的防护装置，其特征在于，所述防护筒(1)呈直筒形、锥筒形或者沙漏形。
3.根据权利要求1或2所述的防护装置，其特征在于，所述防护筒(1)为一体成型；或者
所述防护筒(1)包括沿上下方向布置的多个筒分段；
相邻的所述筒分段之间通过焊接连接；或者
所述筒分段的边缘设有法兰，相邻的所述筒分段通过使用连接件连接法兰的方式相连接。
4.根据权利要求1或2所述的防护装置，其特征在于，所述防护筒包括(1)沿周向布置的多个分片(22)，相邻的所述分片(22)之间通过焊接连接；或者
所述分片(22)的边缘设有法兰，相邻的所述分片(22)通过使用连接件连接法兰的方式相连接。
5.根据权利要求1或2所述的防护装置，其特征在于，所述防护筒(1)的底部设有中间支架(19)，所述基础(2)从所述中间支架(19)的第二通孔(21)中间穿过，并插入海床；在所述中间支架(19)和所述防护筒(1)底部内壁之间通过连接部(20)固定连接。
6.根据权利要求1或2所述的防护装置，其特征在于，所述防护筒(1)和所述基础(2)之间连接有加强筋。
7.根据权利要求1或2所述的防护装置，其特征在于，所述防护筒(1)的底部的直径是所述基础(2)直径的三倍以上。
8.根据权利要求1或2所述的防护装置，其特征在于，所述固体物料为非水溶性的固体颗粒，所述固体颗粒的密度大于海水的密度。
9.根据权利要求1或2所述的防护装置，其特征在于，所述基础(2)的外表面上设有弹性材料制成的保护层(9)。
10.根据权利要求1或2所述的防护装置，其特征在于，所述加料口(7)为多个，在所述工作台(14)上沿周向分布。
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