CN108571006B - 一种海上风电桩基的防冲刷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种海上风电桩基的防冲刷装置，包括一支撑架和至少一柔性元件，所述柔性元件可拆卸地安装于支撑架上，所述支撑架底部装有一支撑台，所述支撑架相对支撑台转动，所述支撑台固定于海床上。与现有技术相比，本发明提供的海上风电桩基的防冲刷装置通过水流与纤维布条之间的摩阻、冲击、漩滚、挑流、扩散和掺气等方式把急流或主流尽快转化为扩散均匀的缓流，从而实现消能扩散的之间的碰撞掺混和摩擦剪应力的作用。

Description

一种海上风电桩基的防冲刷装置

技术领域

本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种海上风电桩基的防冲刷装置。

背景技术

根据最新数据显示，海上风力发电是一种清洁环保的发电方式，各国都在大力推广，风能发电仅次于水力发电占到全球可再生资源发电量的16％，我国的海上风力机装机容量也逐年增长。在全球高度关注发展低碳经济的语境下，海上风电有成为改变游戏规则的可再生能源电力的潜质。在人口密集的沿海地区，可以快速地建立起吉瓦级的海上风电场，这也使得海上风电可以成为通过经济有效的方式来减少能源生产环节碳排放的重要技术之一。海上风电虽然起步较晚，但是凭借海风资源的稳定性和大发电功率的特点，近年来正在世界各地飞速发展。在陆上风电已经在成本上能够与传统电源技术展开竞争的情况下，目前海上风电也正在引发广泛关注，它具有高度依赖技术驱动的特质，已经具备了作为核心电源来推动未来全球低碳经济发展的条件。目前，我国在建与已投产的风电累计发电功率已达到4.44GW，占全球总量的17.95％，稳居世界第三位。

而海上风电桩基基础是支撑整个海上风力机的关键所在，造价约为在整个海上风力发电装置的14％左右，而海上风力发电机发生的事故多为桩基基础不稳造成的。由于波浪和潮流的作用，海上风电桩基基础周围的泥沙将会发生冲刷并形成冲坑，冲刷坑将会对桩基基础的稳定性产生影响。此外，在海床表面附近夹杂着泥沙的水流不断冲刷着桩基基础，腐蚀破坏桩基基础表面，严重时会造成海上风力机机组的坍塌。

目前采用的海上风电桩基基础的防冲刷装置，主要为抛石防护法。但是抛石防护的整体性较差，运用过程中的维护费用和工作量较大。常规的柔性防冲一般是铺设仿生水草，那样不适宜小规模使用，同时维修不方便。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种海上风电桩基的防冲刷装置，可有效减少海水冲刷对桩基的损害，适应性广、便于维护。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种海上风电桩基的防冲刷装置，包括一支撑架和至少一柔性元件，所述柔性元件可拆卸地安装于支撑架上，所述支撑架底部装有一支撑台，所述支撑架相对支撑台转动，所述支撑台固定于海床上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述支撑架上安装有至少一翻转板，所述翻转板在支撑架上随水流运动而翻转，所述柔性元件一端固定于翻转板上。

所述翻转板可360°任意翻转。

所述翻转板设有多个，所有所述翻转板平行设置于支撑架上。

所述柔性元件设有多个，所有所述柔性元件位于支撑架的同一侧面。

所述柔性元件包括固定端和消能端，所述固定端设有外螺纹，所述翻转板设有相应的内螺纹孔，所述柔性元件与翻转板螺接。

所述支撑架上设有凸孔，凸孔内安装滚动轴承，所述翻转板通过滚动轴承与支撑架相连。

所述支撑架还装有偏航装置，所述偏航装置在来流时为支撑架提供旋转动力。

所述偏航装置底部设有一插片，所述偏航装置通过插片插接于支撑架上。

所述支撑台内设有滚动轴承，所述支撑架通过滚动轴承插入支撑台内转动。

所述柔性元件为纤维布条。

所述支撑台固定于海床上，或半埋于海床。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

通过水流与纤维布条之间的摩阻、冲击、漩滚、挑流、扩散和掺气等方式把急流或主流尽快转化为扩散均匀的缓流，从而实现消能扩散的之间的碰撞掺混和摩擦剪应力的作用。

此外，本发明提供的海上风电桩基基础的防冲刷装置还有如下优点：

(1)支撑架通过一列滚动轴承安装于支撑台上，可360°任意旋转；

(2)支撑架上设有凸孔，凸孔内安装有滚动轴承，翻转板通过滚动轴承实现其在支撑架上的360°任意翻转；

(3)设置的偏航装置使该防冲刷装置可适应多向来流或潮汐的往复流，通过偏航装置的带动，可实现对桩基的精准防护；

(4)该防冲刷装置可组合使用，多个装置铺设在桩基附近，也可以小范围使用，灵活多变；

(5)维修时只需更换纤维布条元件即可，方便快捷。

综上，本发明提供的海上风电桩基的防冲刷装置适用于多钟地形复杂的海域，安装方便，环保节能，有利于降低海上风电的成本，具有很大的社会意义与市场价值。

附图说明

图1为本发明实施例提供的防冲刷装置爆炸图；

图2为本发明实施例提供的防冲刷装置主视图；

图3为本发明实施例提供的防冲刷装置侧视图

图4为本发明实施例提供的防冲刷装置俯视图；

图5为本发明实施例提供的防冲刷装置立体图；

其中，1、上梁；2、下梁；3、左梁；4、右梁；5、偏航装置；6、支撑台；7、滚动轴承；8、柔性元件；9、翻转板；10、支撑架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1～图5所示，本实施例的海上风电桩基的防冲刷装置，包括一支撑架10和至少一柔性元件8，支撑架10包括顺次连接的上梁1、右梁4、下梁2和左梁3，柔性元件8可拆卸地安装于支撑架10上，支撑架10的下梁2安装有一支撑台6，使支撑架10相对支撑台6转动，支撑台6固定于海床上。

本实施例中，支撑架10上安装有至少一翻转板9，翻转板9在支撑架10上随水流运动而翻转，柔性元件8一端固定于翻转板9上。

本实施例中，翻转板9可360°任意翻转。

本实施例中，翻转板9设有多个，所有翻转板9平行设置于支撑架10上，即翻转板9两端分别固定于上梁1和下梁2上，或左梁3和右梁4上，或其他平行设置的情况。

本实施例中，柔性元件8设有多个，所有柔性元件8位于支撑架10的同一侧面。

本实施例中，柔性元件8包括固定端和消能端，固定端设有外螺纹，翻转板9设有相应的内螺纹孔，柔性元件8与翻转板9螺接。

本实施例中，支撑架10上设有凸孔，凸孔内安装滚动轴承，翻转板9通过滚动轴承与支撑架10相连。

本实施例中，支撑架10还装有偏航装置5，偏航装置5在来流时为支撑架10提供旋转动力。

本实施例中，偏航装置5底部设有一插片，偏航装置5通过插片插接于支撑架10上。

本实施例中，支撑台6内设有滚动轴承，支撑架10通过滚动轴承插入支撑台6内转动。

本实施例中，柔性元件8为纤维布条。

上述内容只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。根据桩基基础周围海床的地理特性，选择需要铺设本装置的地方，如出现较大冲刷坑时，直接将装置固定在冲坑内不要要做半填埋。如需要大面积使用时可通过减速孔将装置连接起来使用。

Claims (5)

1.一种海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，包括一支撑架(10)和至少一柔性元件(8)，所述柔性元件(8)可拆卸地安装于支撑架(10)上，所述支撑架(10)底部装有一支撑台(6)，所述支撑架(10)相对支撑台(6)转动，所述支撑台(6)固定于海床上；

所述支撑架(10)上安装有至少一翻转板(9)，所述翻转板(9)在支撑架(10)上随水流运动而翻转，所述翻转板(9)可360°任意翻转，所述柔性元件(8)一端固定于翻转板(9)上；所述柔性元件(8)包括固定端和消能端，所述固定端设有外螺纹，所述翻转板(9)设有相应的内螺纹孔，所述柔性元件(8)与翻转板(9)螺接，柔性元件(8)为纤维布条，

所述翻转板(9)设有多个，所有所述翻转板(9)平行设置于支撑架(10)上；

所述支撑架(10)还装有偏航装置(5)，所述偏航装置(5)在来流时为支撑架(10)提供旋转动力。

2.根据权利要求1所述的海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，所述柔性元件(8)设有多个，所有所述柔性元件(8)位于支撑架(10)的同一侧面。

3.根据权利要求1所述的海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，所述支撑架(10)上设有凸孔，凸孔内安装滚动轴承(7)，所述翻转板(9)通过滚动轴承(7)与支撑架(10)相连。

4.根据权利要求1所述的海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，所述偏航装置(5)底部设有一插片，所述偏航装置(5)通过插片插接于支撑架(10)上。

5.根据权利要求1所述的海上风电桩基的防冲刷装置，其特征在于，所述支撑台(6)内设有滚动轴承(7)，所述支撑架(10)通过滚动轴承(7)插入支撑台(6)内转动。

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