CN110056013B - 一种海上风电桩基基础的防冲刷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种海上风电桩基基础的防冲刷装置，包括一防冲刷主体和多个柔性元件，所述柔性元件包括固定端和消能端，所述柔性元件通过固定端固定于防冲刷主体上，所述防冲刷主体固定于海床上。与现有技术相比，本发明提供的海上风电桩基基础的防冲刷装置，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

一种海上风电桩基基础的防冲刷装置

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基础的防冲刷装置。

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基础的防冲刷装置，可有效减少海水冲刷对桩基基础的损害，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：

一种海上风电桩基基础的防冲刷装置，包括一防冲刷主体和多个柔性元件，所述柔性元件包括固定端和消能端，所述柔性元件通过固定端固定于防冲刷主体上，所述防冲刷主体固定于海床上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述柔性元件设于防冲刷主体的顶面和/或侧面。

所述防冲刷主体还设有若干消能孔。

所述防冲刷主体上设有蓬松孔，所述柔性元件的固定端安装于蓬松孔内。

所述防冲刷主体设有内腔。

所述防冲刷主体包括依次连接的上盖板、桶体和下盖板，所述上盖板和下盖板分别设于桶体的两端，所述上盖板、桶体和下盖板围设成内腔。

所述上盖板下盖板通过若干螺栓紧固后夹设于桶体的两端。

所述桶体和上盖板上设有蓬松孔，所述柔性元件的固定端设于蓬松孔内。

所述上盖板或下盖板上设有通孔，所述海上风电桩基基础的防冲刷装置通过一桩钉钉入通孔以使海上风电桩基基础的防冲刷装置固定于海床上。

所述柔性元件为纤维布条。

与现有技术相比，本发明提供的海上风电桩基基础的防冲刷装置，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。

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)所述纤维布条元件有两种，功能各不相同，中侧的纤维布条用于消杀水流接触到装置本体后的下降流，而正上的纤维布条则用于柔性防冲减少水流对海床的冲刷，从而加固海床；

(2)主体为废旧轮胎，节能环保，同时采取柔性减速防冲，半埋于海床表面，通过桩钉固定在海床上，可以大面积组合使用，适用于需要防止冲刷的地区，提高经济的利用率；

(3)在主体中侧有一圈防冲孔，可以消能；

(4)防冲刷主体为空心可使泥沙进入防冲刷主体从而加固防冲刷装置，圆形的结构还可以360°全方位的消能减冲；

(5)上盖板上连接纤维布条的螺纹孔是圆锥状，上大下小，可以提高纤维布条的蓬松率，加大柔性防冲的力度；

(6)维修时只需更换纤维布条元件即可，方便快捷；

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

综上，本发明提供的海上风电桩基基础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安装示意图；

图2为本发明实施例提供的防冲刷装置俯视图

图3为本发明实施例提供的防冲刷装置立体图；

图4为本发明实施例提供的防冲刷装置工作原理图；

其中，10、防冲刷主体；11、柔性元件；12、固定端；13、消能端；14、蓬松孔；1、桶体；2、上盖板；3、下盖板；4、螺栓；5、桩钉；6、消能孔；7、基桩基础。

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4所示，本实施例的海上风电桩基基础的防冲刷装置，包括一防冲刷主体10和多个柔性元件11，柔性元件11包括固定端12和消能端13，柔性元件11通过固定端12固定于防冲刷主体10上，防冲刷主体10固定于海床上。

本实施例中，柔性元件11设于防冲刷主体10的顶面和/或侧面。

本实施例中，防冲刷主体10还设有若干消能孔6。

本实施例中，防冲刷主体10设有内腔。

本实施例中，防冲刷主体10包括依次连接的上盖板2、桶体1和下盖板3，上盖板2和下盖板3分别设于桶体1的两端，上盖板2、桶体1和下盖板3围设成内腔。

本实施例中，上盖板2上设有上盖板与螺栓连接孔1b，下盖板3上设有下盖板与螺栓连接孔1c，上盖板2和下盖板3通过若干螺栓4紧固后夹设于桶体1的两端。

本实施例中，桶体1和上盖板2上分别设有蓬松孔14，柔性元件11的固定端12设于蓬松孔14内。

本实施例中，上盖板2或下盖板3上设有通孔，海上风电桩基基础的防冲刷装置通过一桩钉5钉入通孔以使海上风电桩基基础的防冲刷装置固定于海床上。

本实施例中，柔性元件11为纤维布条。

本实施例中，桶体1为鼓型，可以采用废弃轮胎，进行废物回收利用。

在安装本发明提供的防冲刷装置前，用声呐或者其他技术探明桩基基础周边海床的地理特性(主要为海床表面形状及沟壑的大概深度)。

根据桩基基础7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做半填埋。如需要大面积使用时可通过消能孔6将装置连接起来使用。

上述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。

Claims (7)

1.一种海上风电桩基基础的防冲刷装置，其特征在于，包括一防冲刷主体(10)和多个柔性元件(11)，所述柔性元件(11)包括固定端(12)和消能端(13)，所述柔性元件(11)通过固定端(12)固定于防冲刷主体(10)上，所述防冲刷主体(10)固定于海床上，所述柔性元件(11)设于防冲刷主体(10)的顶面和/或侧面，所述防冲刷主体(10)还设有若干消能孔(6)，所述防冲刷主体(10)上设有蓬松孔(14)，所述柔性元件(11)的固定端(12)安装于蓬松孔(14)内。

2.根据权利要求1所述的海上风电桩基基础的防冲刷装置，其特征在于，所述防冲刷主体(10)设有内腔。

3.根据权利要求2所述的海上风电桩基基础的防冲刷装置，其特征在于，所述防冲刷主体(10)包括依次连接的上盖板(2)、桶体(1)和下盖板(3)，所述上盖板(2)和下盖板(3)分别设于桶体(1)的两端，所述上盖板(2)、桶体(1)和下盖板(3)围设成内腔。

4.根据权利要求3所述的海上风电桩基基础的防冲刷装置，其特征在于，所述上盖板(2)下盖板(3)通过若干螺栓(4)紧固后夹设于桶体(1)的两端。

5.根据权利要求3所述的海上风电桩基基础的防冲刷装置，其特征在于，所述桶体(1)和上盖板(2)上设有蓬松孔(14)，所述柔性元件(11)的固定端(12)设于蓬松孔(14)内。

6.根据权利要求3所述的海上风电桩基基础的防冲刷装置，其特征在于，所述上盖板(2)或下盖板(3)上设有通孔，所述海上风电桩基基础的防冲刷装置通过一桩钉(5)钉入通孔以使海上风电桩基基础的防冲刷装置固定于海床上。

7.根据权利要求1～6任一所述的海上风电桩基基础的防冲刷装置，其特征在于，所述柔性元件(11)为纤维布条。

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