CN108583795A - 一种半潜式海上风机平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半潜式海上风机平台，它包括浮筒（1）、中心平台（2）和支撑横梁（3），所述浮筒（1）呈正多边形分布于中心平台（2）周围，浮筒（1）与中心平台（2）之间用支撑横梁（3）连接，还包括框架结构（4）、压载舱（5）和系泊锚定装置（6），所述框架结构（4）固定于中心平台（2）底部，框架结构（4）底部设有压载舱（5），浮筒（1）和压载舱（5）的底部各自连接有系泊锚定装置（6）。本发明的优点是：降低重心、提高浮心，提高了风机平台的稳定性和改善了风机平台的水动力性能。

Description

一种半潜式海上风机平台
技术领域
本发明涉及一种海洋上安装风机的混凝土半潜式浮动平台。
背景技术
随着降低碳排放，转变经济发展方式等措施的提出，我国的风电行业有很大的发展前景。我国陆上可开发利用的风能储量约为5.06亿千瓦，近海风电可开发利用的风能资源为陆上的3倍。海洋风力发电的风力资源主要分布在离岸5～50km的海域，此海域水深超过30m，传统固定式海上风电基础不能满足技术需要，海上风电浮式基础成为最新的发展方向。
目前，浮式风机平台主要有Spar式、半潜式和张力腿式等。其中，半潜式海上风机平台以稳定性好、适用水深范围广和建造运输方便等优点而备受关注。综合考虑半潜式平台的稳定性、水动力性能和建造安装等因素，半潜式平台是一种较为合理的形式。
中国专利文献CN 103010415A于2013年4月3日公开了一种支撑海上风机和海洋能发电机的预应力混凝土浮式平台，该浮式平台包括至少三个空心圆柱体混凝土浮筒，通过横向框架结构连接各浮筒以形成平面为三角形或四边形或多边形结构。它采用轻质混凝土浮筒替代钢制浮筒，降低了制造成本，但是由于钢的密度为7.9×10³ kg/m³，混凝土的密度为（2.2~2.5）×10³ kg/m³，混凝土的密度只有钢的密度的1/3，该专利全部采用空心混凝土结构，则会使整个风机平台的自重大大降低，从而导致吃水减少，水面线上升，浮心低于整体重心，使得风机平台稳定性降低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种半潜式海上风机平台，通过降低重心、提高浮心，提高风机平台的稳定性和改善风机平台的水动力性能。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括浮筒、中心平台、支撑横梁、框架结构、压载舱和系泊锚定装置，所述浮筒呈正多边形分布于中心平台周围，浮筒与中心平台之间用支撑横梁连接，所述框架结构固定于中心平台底部，框架结构底部设有压载舱，浮筒和压载舱的底部各自连接有系泊锚定装置。
由于本发明的中心平台通过框架结构设置了压载舱，以钢制框架结构连接的材料组合形式，使本发明重心降低，吃水增大，水面线下降，浮心高于整体重心，所以本发明提高了风机平台的稳定性。由于框架结构具有垂荡板，增大垂荡方向的阻尼，控制自振周期，改善了风机平台的水动力性能。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的实施例一种正三角形平台的结构示意图；
图2为图1中框架结构的示意图。
图中：1、浮筒，2、中心平台，3、连接横梁，4、框架结构，5、压载舱，6、系泊锚定装置；61、张紧绳；62、悬垂链。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，本发明包括浮筒1、中心平台2、支撑横梁3、框架结构4、压载舱5和系泊锚定装置6，所述浮筒1呈正三角形于中心平台2周围，浮筒1与中心平台2之间用支撑横梁3连接，所述框架结构4固定于中心平台2底部，框架结构4底部设有压载舱5，浮筒1和压载舱5的底部各自连接有系泊锚定装置6。
所述的浮筒1和支撑横梁3均为空心轻质混凝土结构。每个浮筒均为圆柱状、底部带有圆形薄片状的压水板；每条横梁均为方形截面。所述的中心平台2为空心混凝土结构，呈圆饼状。浮筒1，中心平台2和支撑横梁3均属于浮体部分，浮体部分有三种功能：一是为风电机的塔柱提供支撑，保证风电机的稳定运行，二是为海上风机平台整体提供绝大部分浮力，保证平台整体稳定性，三是采用空心轻质混凝土结构，大大降低生产成本，提高耐腐蚀性，延长了使用寿命。
如图2所示，框架结构4由海洋工程用钢制成，包括六根立柱和两块垂荡板，六根立柱顶部连接中心平台2，底部连接压载舱5，六根立柱贯穿两块垂荡板，并与垂荡板焊接固定。该框架结构能够保证支撑强度，又最大限度地降低生产成本，两块垂荡板可以增大垂荡方向的阻尼，控制自振周期，改善水动力性能。
压载舱5为实心混凝土结构，呈圆饼状。压载舱5的作用是：占据整个风机平台大部分质量，通过框架结构4与浮体部分连接，使得整个风机平台的重心降低，浮心升高，提高了风机平台的稳定性。
系泊锚定装置6包括张紧绳61和悬垂链62，张紧绳61由合成纤维制成，悬垂链62由系泊链用钢制成。四根张紧绳61的一端固定在压载舱5底部，另一端连接到海床，与海上风机平台中心点垂直轴平行，均匀布置；各悬垂链62的一端对应固定在每个浮筒1的底部，另一端连接到海床，每根悬垂链顺着支撑横梁3的方向布置。系泊锚定装置的作用在于，张紧绳61为整个风机平台提供张紧力，可以减小风机平台的垂直偏移量，减弱它的垂荡运动响应。悬垂链62增加风机平台横摇阻尼和纵摇阻尼，提高水动力性能。若发生横摇和纵摇运动时，悬垂链62和压载舱5能够共同作用，使风机平台快速回复工作原位。
在具体实施过程中，首先需要将整个风机平台拖航到指定地点，再用系泊锚定装置进行定位，最后进行风机的吊装与测试。本发明通过浮体部分与压载舱配合，使得整个风机平台的重心降低，浮心升高，提高了风机平台的稳定性；通过框架结构的垂荡板和系泊锚定装置共同作用，减小风机平台的偏移量，减弱它的垂荡运动响应，改善其水动力性能。

Claims (4)

1.一种半潜式海上风机平台，包括浮筒（1）、中心平台（2）和支撑横梁（3），所述浮筒（1）呈正多边形分布于中心平台（2）周围，浮筒（1）与中心平台（2）之间用支撑横梁（3）连接，其特征是：还包括框架结构（4）、压载舱（5）和系泊锚定装置（6），所述框架结构（4）固定于中心平台（2）底部，框架结构（4）底部设有压载舱（5），浮筒（1）和压载舱（5）的底部各自连接有系泊锚定装置（6）。
2.根据权利要求1所述的半潜式海上风机平台，其特征是：所述框架结构（4）包括六根立柱和两块垂荡板，六根立柱顶部连接中心平台（2），底部连接压载舱（5），六根立柱贯穿两块垂荡板，并与垂荡板焊接固定。
3.根据权利要求2所述的半潜式海上风机平台，其特征是：所述压载舱（5）为实心混凝土结构，呈圆饼状。
4.根据权利要求3所述的半潜式海上风机平台，其特征是：所述系泊锚定装置（6）包括张紧绳（61）和悬垂链（62），四根张紧绳（61）的一端固定在压载舱（5）底部，另一端连接到海床，与海上风机平台中心点垂直轴平行，均匀布置；各悬垂链（62）的一端对应固定在每个浮筒（1）的底部，另一端连接到海床，每根悬垂链顺着支撑横梁（3）的方向布置。
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109430139A (zh) * 2018-10-31 2019-03-08 辛幼霞 一种水面鱼食撒料装置
CN109927857A (zh) * 2019-04-22 2019-06-25 上海交通大学 一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台
CN110015384A (zh) * 2019-04-29 2019-07-16 大连理工大学 一种半潜式海上风电和养殖渔场平台综合结构
CN110356521A (zh) * 2019-07-25 2019-10-22 上海电气风电集团有限公司 一种浮筒柔性连接的半潜型漂浮式风机结构
CN110422297A (zh) * 2019-08-09 2019-11-08 浙江海洋大学 一种半潜式平台垂荡运动的抑制装置
CN110525599A (zh) * 2019-09-09 2019-12-03 上海交通大学 一种新型多浮筒海上风机浮式基础
CN112455617A (zh) * 2020-12-04 2021-03-09 清华大学 一种新型半潜式海上风电平台
CN112606965A (zh) * 2021-01-06 2021-04-06 上海交通大学 一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台及其方法
CN112977743A (zh) * 2021-04-14 2021-06-18 哈尔滨工业大学（深圳） 一种半潜式风机基座及漂浮式风机
CN113200129A (zh) * 2021-06-11 2021-08-03 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 一种新型漂浮式风机平台
CN113562130A (zh) * 2021-08-24 2021-10-29 天津大学 一种具有高度自平衡性的浮式风机平台
FR3109924A1 (fr) * 2020-05-05 2021-11-12 Naval Energies Flotteur notamment d’eolienne offshore
CN115432131A (zh) * 2022-09-16 2022-12-06 哈尔滨工程大学 一种海上风电制氢浮式平台
CN116001997A (zh) * 2022-11-25 2023-04-25 中交第四航务工程勘察设计院有限公司 钢浮筒-钢筋混凝土箱体组合浮式风电系统及其安装方法
CN116001999A (zh) * 2022-12-12 2023-04-25 上海勘测设计研究院有限公司 一种海上浮式平台装置以及施工方法和工作方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100999247A (zh) * 2006-01-13 2007-07-18 J.雷.麦克德莫特股份有限公司 桁架半潜近海浮动结构
CN103010415A (zh) * 2011-09-22 2013-04-03 黄灿光 支撑海上风机和海洋能发电机的预应力混凝土浮式平台
CN203419250U (zh) * 2013-07-22 2014-02-05 中船重工建筑工程设计研究院有限责任公司 新型半潜式浮式海上风电平台
CN104401458A (zh) * 2014-11-24 2015-03-11 新疆金风科技股份有限公司 半潜式浮动风机基础和浮动风机
CN104925231A (zh) * 2015-06-29 2015-09-23 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 浮式风机基础及浮式风电机组
CN205365991U (zh) * 2016-01-31 2016-07-06 河海大学 一种混合式Spar平台的缆索布置结构
CN106014862A (zh) * 2016-05-19 2016-10-12 哈尔滨工程大学 一种新型浮式多浮子风浪能混合发电装置
CN107585268A (zh) * 2017-07-20 2018-01-16 山东中车风电有限公司 张力腿海上浮式风力发电机基础

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100999247A (zh) * 2006-01-13 2007-07-18 J.雷.麦克德莫特股份有限公司 桁架半潜近海浮动结构
CN103010415A (zh) * 2011-09-22 2013-04-03 黄灿光 支撑海上风机和海洋能发电机的预应力混凝土浮式平台
CN203419250U (zh) * 2013-07-22 2014-02-05 中船重工建筑工程设计研究院有限责任公司 新型半潜式浮式海上风电平台
CN104401458A (zh) * 2014-11-24 2015-03-11 新疆金风科技股份有限公司 半潜式浮动风机基础和浮动风机
CN104925231A (zh) * 2015-06-29 2015-09-23 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 浮式风机基础及浮式风电机组
CN205365991U (zh) * 2016-01-31 2016-07-06 河海大学 一种混合式Spar平台的缆索布置结构
CN106014862A (zh) * 2016-05-19 2016-10-12 哈尔滨工程大学 一种新型浮式多浮子风浪能混合发电装置
CN107585268A (zh) * 2017-07-20 2018-01-16 山东中车风电有限公司 张力腿海上浮式风力发电机基础

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109430139A (zh) * 2018-10-31 2019-03-08 辛幼霞 一种水面鱼食撒料装置
CN109927857A (zh) * 2019-04-22 2019-06-25 上海交通大学 一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台
CN110015384A (zh) * 2019-04-29 2019-07-16 大连理工大学 一种半潜式海上风电和养殖渔场平台综合结构
CN110356521A (zh) * 2019-07-25 2019-10-22 上海电气风电集团有限公司 一种浮筒柔性连接的半潜型漂浮式风机结构
CN110422297A (zh) * 2019-08-09 2019-11-08 浙江海洋大学 一种半潜式平台垂荡运动的抑制装置
CN110422297B (zh) * 2019-08-09 2021-01-26 浙江海洋大学 一种半潜式平台垂荡运动的抑制装置
CN110525599A (zh) * 2019-09-09 2019-12-03 上海交通大学 一种新型多浮筒海上风机浮式基础
FR3109924A1 (fr) * 2020-05-05 2021-11-12 Naval Energies Flotteur notamment d’eolienne offshore
CN112455617A (zh) * 2020-12-04 2021-03-09 清华大学 一种新型半潜式海上风电平台
CN112606965A (zh) * 2021-01-06 2021-04-06 上海交通大学 一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台及其方法
CN112977743A (zh) * 2021-04-14 2021-06-18 哈尔滨工业大学（深圳） 一种半潜式风机基座及漂浮式风机
CN113200129A (zh) * 2021-06-11 2021-08-03 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 一种新型漂浮式风机平台
CN113562130A (zh) * 2021-08-24 2021-10-29 天津大学 一种具有高度自平衡性的浮式风机平台
CN115432131A (zh) * 2022-09-16 2022-12-06 哈尔滨工程大学 一种海上风电制氢浮式平台
CN116001997A (zh) * 2022-11-25 2023-04-25 中交第四航务工程勘察设计院有限公司 钢浮筒-钢筋混凝土箱体组合浮式风电系统及其安装方法
CN116001997B (zh) * 2022-11-25 2023-08-08 中交第四航务工程勘察设计院有限公司 钢浮筒-钢筋混凝土箱体组合浮式风电系统及其安装方法
CN116001999A (zh) * 2022-12-12 2023-04-25 上海勘测设计研究院有限公司 一种海上浮式平台装置以及施工方法和工作方法
CN116001999B (zh) * 2022-12-12 2024-03-01 上海勘测设计研究院有限公司 一种海上浮式平台装置以及施工方法和工作方法

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