CN107539433A - 一种半潜式风机平台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种半潜式风机平台,属于海上风电设备的技术领域。一种半潜式风机平台包括竖直于水面设置且由三个立柱呈三角形布置构成的平台底座,并且平台底座上的两相邻的立柱的两端分别设置连接横梁和水下浮体,并且风机设置于一立柱的顶端,平台底座的下部设置有定位系统,同时,于平台底座的底部设置垂荡板;本发明通过设置呈正三角形布置的三立柱组成平台底座,通过连接横梁和水下浮体进行连接支撑,平台稳定性更高,并且将风机设置于其中一立柱上,避免设置额外的风机支撑结构,结构简单,成本更,易于建造,自重更轻,便于维护和维修,还通过在平台底座的底部设置垂荡板,增大阻尼,降低整个平台的垂荡响应,受环境影响更小,适应性更高。
Description
技术领域
本发明涉及海上风电设备的技术领域,具体是涉及一种半潜式风机平台。
背景技术
风电作为清洁的新能源,被发展和推崇,并且受到行业的青睐。但是风力发电存在陆上风力发电和海上风力发电两种形式,且海上风力发电优于陆上风力发电。
由于近海风场中多数采用传统的固定式支撑风机,随着水深的增加,整个风机基础的制造和维护成本均增加,因此,现今海上风力发电一般选择浮式风机,且以半潜浮式风机为主。
传统的,半潜浮式风机通过自身重力和浮力来平衡,使之漂浮于海上,并且可通过调节压载,可实现风机的吃水,便于风机的移动和维修,同时,风机上设置有常规的系泊系统和海底锚固系统,满足了半潜式风机平台的海上定位需求。但是,目前的这些半潜浮式风机由于结构复杂,造成了其重量重、制造困难的问题,同时,这些半潜浮式风机较小的水线面积容易导致较差的垂荡性能,在采用常规的锚泊系统进行定位时,易造成浮式风机的运动响应偏大的问题。
综上所述,目前的半潜浮式风机存在结构复杂,自重大、运动响应大,受环境载荷影响明显,且建造成本高的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题,现旨在提供一种半潜式风机平台,以设置三根垂直于水面的立柱,并且三立柱位于正三角形的三个顶角处,同时,三立柱两两之间的上端通过连接梁连接形成三角形,三立柱两两之间的下端通过水下浮体连接并形成三角形,并于其中一立柱的顶端安装风机,节省了独立设置风机支架带来的结构复杂性和建造成本,同时还减轻了自重,并且上立柱呈正三角形布置,稳定性更高,还于平台的底部加装垂荡板,增大了阻尼,降低了平台的垂荡响应,使平台受环境载荷的影响减小。
具体技术方案如下:
一种半潜式风机平台,具有这样的特征,包括:平台底座、风机以及定位系统,平台底座三角形设置,平台底座垂直于水面设置,平台底座的顶部设置有风机,平台底座的下部设置有定位系统,其中,
平台底座包括三立柱,三立柱均垂直于水面设置,且三立柱分别位于三角形的三个顶角处,并且每两立柱的上端之间均设置有连接横梁并形成三角形,每两立柱的下端之间均设置有水下浮体并形成三角形,并且每一立柱的底部区域均设置有垂荡板;
风机设置于三立柱的其中一立柱的顶端;
定位系统包括系泊系统和锚固系统,系泊系统的一端连接于平台底座的下部侧壁上,系泊系统的另一端连接于锚固系统上,锚固系统可放置于海底。
上述的一种半潜式风机平台,其中,平台底座的三立柱分别位于正三角形的三个顶角处,相邻的两连接横梁之间夹角为60°,相邻的两水下浮体之间的夹角为60°。
上述的一种半潜式风机平台,其中,三立柱均为空心结构,三水下浮体均为空心结构。
上述的一种半潜式风机平台,其中,三水下浮体均设置于三立柱形成的三角形的内侧。
上述的一种半潜式风机平台,其中,立柱横截面为方形、带倒角的方形、圆形以及梯形中的一种。
上述的一种半潜式风机平台,其中,连接横梁的横截面为呈“工”字形、圆形以及箱型中的一种设置。
上述的一种半潜式风机平台,其中,垂荡板为水平板,且垂荡板呈圆形、多边形以及三角形中的一种设置。
上述的一种半潜式风机平台,其中,呈三角形设置的垂荡板分别设置于两相邻的水下浮体形成的夹角处。
上述的一种半潜式风机平台,其中,呈圆形或多边形设置的垂荡板分别设置于三立柱的底端。
上述的一种半潜式风机平台,其中,两相邻的连接横梁之间设置有平行于另一连接横梁的水平连接梁。
上述技术方案的积极效果是:1、平台底座为三立柱组成的正三角形结构,稳定性更高;2、风机设置于三立柱的其中一立柱的顶端,可避免独立设置支撑风机的额外结构,简化了结构,节省了材料,便于建造,降低了成本,同时还减轻了自重;3、水下浮体均设置于三立柱形成的三角形内侧,有效缩短了水下浮体的长度,降低了外部的波浪弯矩,并且水下浮体均浸没于水下一定深度,能降低波浪力的影响,减小海洋环境的影响;4、连接横梁的横截面为呈“工”字形、圆形以及箱型中的一种设置,可根据需求进行选择,分别提升平台底座的总纵强度、抗风载荷以及浮力储备,适应性更高;5、两相邻的连接横梁之间设置有水平连接梁,有效提高了平台底座的结构强度;6、平台底座的底部设置有垂荡板,增大了阻尼,降低了整个装置的垂荡响应,受环境载荷的影响减小。
附图说明
图1为本发明的一种半潜式风机平台的实施例的结构图;
图2为图1中沿A-A剖线的一种形式的剖视图;
图3为图1中沿A-A剖线的另一形式的剖视图;
图4为图1中沿B-B剖线的剖视图;
图5为图2中沿C-C剖线的一种形式的剖视图;
图6为图2中沿C-C剖线的另一形式的剖视图;
图7为图2中沿C-C剖线的又一形式的剖视图;
图8为本发明一较佳实施例的垂荡板的一种形式的结构图;
图9为本发明一较佳实施例的垂荡板的另一种形式的结构图;
图10为本发明一较佳实施例的垂荡板的又一种形式的结构图。
附图中:1、平台底座;11、立柱;12、水下浮体;13、连接横梁;14、水平连接梁;2、风机;3、系泊系统;4、锚固系统;5、水面;6、垂荡板。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,以下实施例结合附图1至附图10对本发明提供的技术方案作具体阐述,但以下内容不作为本发明的限定。
图1为本发明的一种半潜式风机平台的实施例的结构图;图2为图1中沿A-A剖线的一种形式的剖视图;图3为图1中沿A-A剖线的另一形式的剖视图;图4为图1中沿B-B剖线的剖视图;图5为图2中沿C-C剖线的一种形式的剖视图;图6为图2中沿C-C剖线的另一形式的剖视图;图7为图2中沿C-C剖线的又一形式的剖视图;图8为本发明一较佳实施例的垂荡板的一种形式的结构图;图9为本发明一较佳实施例的垂荡板的另一种形式的结构图;图10为本发明一较佳实施例的垂荡板的又一种形式的结构图。如图1和图2所示,本实施例提供的半潜式风机平台包括:平台底座1、立柱11、水下浮体12、连接横梁13、水平连接梁14、风机2、系泊系统3、锚固系统4以及垂荡板6。
具体的,平台底座1垂直设置于水面5上,平台底座1的部分位于水面5下,平台底座1的部分位于水面5上,平台底座1的顶部设置有风机2,平台底座1的下部设置有系泊系统3,系泊系统3的一端连接于平台底座1的下部侧壁上,且系泊系统3可伸缩,系泊系统3的另一端连接于锚固系统4上,并且锚固系统4跟随系泊系统3运动,锚固系统4能放置于海底,实现了在海域中对平台底座1的定位。
具体的,平台底座1总体形状横截面呈三角形设置,平台底座1包括三立柱11,三立柱11均垂直于水面5设置,并且三立柱11分别设置于三角形的三个顶角处,优选的,三立柱11形成的三角形为正三角形,保证了平台底座1在每一个方向的结构相同,稳定性更高,并且立柱11横截面为方形、带倒角的方形、圆形以及梯形中的一种,可根据实际海域的海况进行选择,适应性更高。
具体的,三立柱11的两相邻的两立柱11的上端均设置有连接横梁13,连接横梁13的两端分别固定连接于两相邻的两立柱11的上端,保证了三立柱11上连接的三连接横梁13同样形成正三角形,即相邻的两连接横梁13之间夹角为60°,实现对三立柱11的支撑固定。
具体的,三立柱11的两相邻的两立柱11的下端均设置有水下浮体12,水下浮体12的两端分别固定连接于两相邻的两立柱11的下端,保证了三立柱11上连接的水下浮体12同样形成正三角形,即相邻的两水下浮体12之间的夹角为60°,提升立柱11的支撑稳定性,并且三立柱11和水下浮体12均呈空心设置,通过三立柱11和水下浮体12为整个装置提供浮力,实现了水上半潜式设置。
更加具体的,图5为图2中沿C-C剖线的一种形式的剖视图;图6为图2中沿C-C剖线的另一形式的剖视图;图7为图2中沿C-C剖线的又一形式的剖视图。如图1、图5、图6以及图7所示,连接横梁13的横截面呈“工”字形、圆形以及箱型中的一种设置,当连接横梁13横截面呈“工”字形设置时,能提高平台底座1的总纵强度;当连接横梁13横截面呈圆形设置时,能降低平台底座1受到的风载荷;当连接横梁13横截面呈箱型设置时,能提高平台底座1的浮力储备,可根据实际使用情况进行选择,保证了装置能适合不同海况的海域,适应性更高。
更加具体的,风机2设置于三立柱11的其中一立柱11的顶端,避免了重新设置风机2的额外支撑结构,不仅简化了结构,降低了成本,便于建造,还减轻了自重,利于海上半潜,同时也便于后期的维护和维修。
更加具体的,图8为本发明一较佳实施例的垂荡板的一种形式的结构图;图9为本发明一较佳实施例的垂荡板的另一种形式的结构图;图10为本发明一较佳实施例的垂荡板的又一种形式的结构图。如图1、图8、图9以及图10所示,平台底座1的底部还设置有垂荡板6,垂荡板6均设置于平台底座1的每一立柱11的底部区域,并且垂荡板6为水平板,同时,垂荡板6呈圆形、多边形以及三角形中的一种设置,并且,呈三角形设置的垂荡板6分别设置于两相邻的水下浮体12形成的夹角处,或呈圆形和呈多边形设置的垂荡板6分别设置于三立柱11的底端,利于增大阻尼,降低对整个装置的垂荡响应,减少环境载荷的影响,并且可自行选择垂荡板6的形状,适应性更高。
作为优选的实施方式,图3为图1中沿A-A剖线的另一形式的剖视图,如图1和图3所示,两相邻的连接横梁13上均设置有一水平连接梁14,且水平连接梁14平行于另一连接横梁13设置,进一步提升了平台底座1的支撑强度,稳定性和安全性更高。
本实施例提供的半潜式风机平台,包括竖直于水面5设置且由三个立柱11呈三角形布置构成的平台底座1,并且平台底座1上的两相邻的立柱11的两端分别设置连接横梁13和水下浮体12,并且风机2设置于一立柱11的顶端,平台底座1的下部设置有定位系统,同时,于平台底座1的底部设置垂荡板6;通过设置呈正三角形布置的三立柱11组成平台底座1,同时通过连接横梁13和水下浮体12进行连接支撑,平台稳定性更高,并且将风机2设置于其中一立柱11上,避免设置额外的风机2支撑结构,简化了结构,降低了成本,建造过程简单,还减轻了自重,便于后期的维护和维修,还通过在平台底座1的底部设置垂荡板6,增大了阻尼,降低了整个平台的垂荡响应,受环境的影响更小,适应性更高。
以上仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种半潜式风机平台,其特征在于,包括:平台底座、风机以及定位系统,所述平台底座三角形设置,所述平台底座垂直于水面设置,所述平台底座的顶部设置有所述风机,所述平台底座的下部设置有所述定位系统,其中,
所述平台底座包括三立柱,三所述立柱均垂直于水面设置,且三所述立柱分别位于三角形的三个顶角处,并且每两所述立柱的上端之间均设置有连接横梁并形成三角形,每两所述立柱的下端之间均设置有水下浮体并形成三角形,并且每一所述立柱的底部区域均设置有垂荡板;
所述风机设置于三所述立柱的其中一所述立柱的顶端;
所述定位系统包括系泊系统和锚固系统,所述系泊系统的一端连接于所述平台底座的下部侧壁上,所述系泊系统的另一端连接于所述锚固系统上,所述锚固系统可放置于海底。
2.根据权利要求1所述的一种半潜式风机平台,其特征在于,所述平台底座的三所述立柱分别位于正三角形的三个顶角处,相邻的两所述连接横梁之间夹角为60°,相邻的两所述水下浮体之间的夹角为60°。
3.根据权利要求1所述的一种半潜式风机平台,其特征在于,三所述立柱均为空心结构,三所述水下浮体均为空心结构。
4.根据权利要求1所述的一种半潜式风机平台,其特征在于,三所述水下浮体均设置于三所述立柱形成的三角形的内侧。
5.根据权利要求1所述的一种半潜式风机平台,其特征在于,所述立柱横截面为方形、带倒角的方形、圆形以及梯形中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种半潜式风机平台,其特征在于,所述连接横梁的横截面为呈“工”字形、圆形以及箱型中的一种设置。
7.根据权利要求1所述的一种半潜式风机平台,其特征在于,所述垂荡板为水平板,且所述垂荡板呈圆形、多边形以及三角形中的一种设置。
8.根据权利要求7所述的一种半潜式风机平台,其特征在于,呈三角形设置的所述垂荡板分别设置于两相邻的所述水下浮体形成的夹角处。
9.根据权利要求7所述的一种半潜式风机平台,其特征在于,呈圆形或多边形设置的所述垂荡板分别设置于三所述立柱的底端。
10.根据权利要求1所述的一种半潜式风机平台,其特征在于,两相邻的所述连接横梁之间设置有平行于另一所述连接横梁的水平连接梁。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180105 |