CN109322795A - 一种大型海上风力机浮式基础 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大型海上风力机浮式基础，包括风机平台、稳定性浮体、螺旋桨、中央支柱浮体、方向锁定环和锚固结构，所述风机平台固定在稳定性浮体上方，中央支柱浮体插装在稳定性浮体中央，在中央支柱浮体上设有重块，所述锚固结构连接在重块上，所述稳定性浮体采用镂空的多层结构；所述稳定性浮体由多个阻尼板通过多个支柱固接组成，在阻尼板上密集开设有多个阻尼孔；所述中央支柱浮体通过方向锁定环与重块转动连接，方向锁定环位于中央支柱浮体上的任意位置；在浮体下方设置方向锁定环，与泊系锁链连接固定整个浮体的位置，防止海浪冲击对浮体造成的波动，提高稳定性，允许与锁定环相连的浮体转动，实现对风性能。

Description

一种大型海上风力机浮式基础
技术领域
本发明涉及新能源技术，具体是一种大型海上风力机浮式基础。
背景技术
水深大于50m的海域，风速稳定，风切变小，具有风力发电的独特优势。目前，该海域风力发电装备采用浮式基础，海上浮式基础由浮体结构和锚固结构组成，浮体结构漂浮在海上的合式箱体，风电机组塔架固定于其上。
风力发电是一种开发成本低，具有广阔发展前景的可再生能源发电技术，国家对海上风力发电的不断重视以及市场需求的不断提高，应抓着此机遇，提高研发力度，提高核心竞争力。海上浮式基础风电机组由于高耸直立，水平载荷将会引起浮式基础的大幅度摇摆运动甚至倾覆，风机运行效率差，经济性差，甚至造成风电机组的整体失效、筋腱张力受海流影响大，上部结构和系泊系统的频率耦合易发生共振运动，导致基础结构或者塔柱疲劳，在将会造成巨大的安全事故及经济损失的背景下，对于风电机组提高机组运行稳定性及抗台风稳定性的研究有实际意义。
现有的解决方法大多采用牺牲经济性，增加一次性投资来增强结构稳定性的方式，采用加厚、增加阻尼减振设计等方式进行解决和预防，这些方法基本没有对海上风力发电机的整体机构进行改进，只依靠增加投资的方法，并不能从根本上解决海上风机抗台风的技术问题。
实用大型内容
本发明的目的在于提供一种大型海上风力机浮式基础，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种大型海上风力机浮式基础，包括风机平台、稳定性浮体、螺旋桨、中央支柱浮体、方向锁定环和锚固结构，所述风机平台固定在稳定性浮体上方，中央支柱浮体插装在稳定性浮体中央，在中央支柱浮体上设有重块，所述锚固结构连接在重块上，所述稳定性浮体采用镂空的多层结构；具体的，所述稳定性浮体由多个阻尼板通过多个支柱固接组成，在阻尼板上密集开设有多个阻尼孔；所述中央支柱浮体通过方向锁定环与重块转动连接，方向锁定环位于中央支柱浮体上的任意位置。
所述稳定性浮体底部设有两个或两个以上的螺旋桨。
作为本发明进一步的方案：所述方向锁定环位于中央支柱浮体下方，中央支柱浮体分别与重块和稳定性浮体转动连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：装置主要特点为在巨浪冲击下稳定性好，防止上部结构和系泊系统的频率耦合发生共振运动，保证风电机组的安全稳定运行；在浮体下方设置方向锁定环，与泊系锁链连接固定整个浮体的位置，防止海浪冲击对浮体造成的波动，提高稳定性，允许与锁定环相连的浮体转动，实现对风性能。在浮体底部安装偏航螺旋桨，利用电子控制系统实时控制电机转动螺旋桨，螺旋桨推动整个浮体转动，实现实时对风，可减小对风反应时间，提高发电效率。
装置从根本上有效地解决海上风机抗台风的技术问题，提高机组运行稳定性，安全性及经济性，具有较高的商业价值。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的侧视图。
图3为本发明稳定性浮体的俯视图。
图4为本发明另一种安装结构的结构示意图。
图中1-风机平台，2-稳定性浮体，21-阻尼板，22-支柱，23-阻尼孔，3-螺旋桨，4-中央支柱浮体，5-方向锁定环，6-重块，7-锚固结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-3，一种大型海上风力机浮式基础，包括风机平台1、稳定性浮体2、螺旋桨3、中央支柱浮体4、方向锁定环5和锚固结构7，所述风机平台1固定在稳定性浮体2上方，中央支柱浮体4插装在稳定性浮体2中央，在中央支柱浮体4底部设有重块6，所述锚固结构7连接在重块6上，重块6的设置，使装置整体重心下移，所述稳定性浮体2采用镂空的多层结构，此结构减少装置受到海浪冲击时的冲击力，提高装置整体的稳定性；具体的，所述稳定性浮体2由多个阻尼板21通过多个支柱22固接组成，在阻尼板21上密集开设有多个阻尼孔23，由多个阻尼板21组成的稳定性浮体2不仅能够对风机平台1起到足够的支撑力，并且阻尼板21上布置的孔结构(阻尼孔结构)，实现减振作用，减小波浪对浮体的冲击，提高浮体的稳定性；
所述中央支柱浮体4通过方向锁定环5与重块6转动连接，方向锁定环5位于中央支柱浮体4上的任意位置，方向锁定环5起到轴承的作用，一方面与重块6连接固定整个稳定性浮体2的位置，一旦完成对风可即刻锁定，使整个平台不再转动，方向固定，防止海浪冲击对稳定性浮体2造成的波动；另一方面可允许与之相连的稳定性浮体2转动，实现对风；
为了实现平台与自然风正对以达到最有利的效果，在稳定性浮体2底部设有两个或两个以上的螺旋桨3，利用电子控制系统实时控制电机转动螺旋桨4，螺旋桨4推动稳定性浮体2转动，实现实时调向对风；此系统对风反应时间短，使风机保持风力发电最佳状态，提高了海上风力发电机组的发电效率。
实施例2：
与实施例1的区别在于，所述方向锁定环5位于中央支柱浮体4下方，此结构中中央支柱浮体4分别与重块6和稳定性浮体2转动连接，完成对风时使稳定性浮体2与中央支柱浮体4锁定。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种大型海上风力机浮式基础，包括风机平台(1)、稳定性浮体(2)、螺旋桨(3)、中央支柱浮体(4)、方向锁定环(5)和锚固结构(7)，所述风机平台(1)固定在稳定性浮体(2)上方，中央支柱浮体(4)插装在稳定性浮体(2)中央，在中央支柱浮体(4)上设有重块(6)，所述锚固结构(7)与重块(6)连接，其特征在于，所述稳定性浮体(2)采用镂空的多层结构；所述中央支柱浮体(4)通过方向锁定环(5)与重块(6)转动连接，方向锁定环(5)位于中央支柱浮体(4)上的任意位置。
2.根据权利要求1所述的一种大型海上风力机浮式基础，其特征在于，所述稳定性浮体(2)由多个阻尼板(21)通过多个支柱(22)固接组成，在阻尼板(21)上密集开设有多个阻尼孔(23)。
3.根据权利要求1或2所述的一种大型海上风力机浮式基础，其特征在于，所述稳定性浮体(2)底部设有两个或两个以上的螺旋桨(3)。
4.根据权利要求1所述的一种大型海上风力机浮式基础，其特征在于，所述方向锁定环(5)位于中央支柱浮体(4)下方，中中央支柱浮体(4)分别与重块(6)和稳定性浮体(2)转动连接。
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