CN110382344A - 用于与能漂浮的离岸设施连接的自主式的能漂浮的重力基件 - Google Patents

用于与能漂浮的离岸设施连接的自主式的能漂浮的重力基件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于与用来将风能或太阳能转化为电能的离岸设施连接的自主式的能漂浮的重力基件(1)，所述重力基件具有：实心板(2)，至少一个能填充的室(3)和用于风力设施或太阳能设施的承载构架(10)的紧固机构(5)。所述重力基件(1)的特征在于，离岸设施能简单地、位置固定地锚定。为此，实心板(2)具有锚定板(4)，所述锚定板分别带有用于与至少一个牵拉机构(13)连接的紧固机构(5)，所述牵拉机构用于与所述承载构架(10)连接。锚定板(4)具有至少一个竖直定向或基本上竖直定向的带有紧固机构(5)的第一板6，和至少一个水平定向或基本上水平定向的第二板(7)。第一板(6)至少部分地位于实心板(2)内，使得第二板(7)被实心板(2)的区域覆盖。因此，锚定板的第一板6是传递承载构架(10)的拉力的第一板(6)，并且第二板(7)将由拉力导致的压力施加到实心板上。

Description

用于与能漂浮的离岸设施连接的自主式的能漂浮的重力基件
技术领域
本发明涉及用于与用来将风能或太阳能转化为电能的能漂浮的离岸设施连接的自主式的能漂浮的重力基件，重力基件具有：由混凝土、钢筋混凝土、带有混凝土的复合物或其组合制成的实心板；至少一个能填充的室；和用于连接承载构架的紧固机构，所述承载构架与风力设施的塔架连接或与带有太阳能设施的至少一个支架连接，其中，漂浮的重力基件具有空的室，并且下沉的重力基件具有填充的室。
背景技术
为了锚定带有风力设施、服务站或转化站的在外海中漂浮的承载构架，已知在海底内引入桩。为此，钻孔桩可以被用作钻孔到海底内的钢管。将泥土从管的内部移除并且将混凝土引入到通过管所形成的中空空间内。此类的解决方案通过文献DE 196 41 422 A1作为用于制造混凝土钻孔桩的方法已知。另外的可能性是所谓的夯桩，如例如通过文献DE 2823 269 A1中作为钢夯桩已知。在将桩安置在海底时，桩的使用特别是导致强的噪声形成。
通过文献DE 10 2009 044 278 A1已知带有改进的系索的浮式基地。浮式基地具有锚定部，所述锚定部布置在浮式承载构架的联接位置的竖直下方。为此，将锚定部相互间以水平间隔位置固定地布置在海底。锚定部优选是不能漂浮的重力基件形式的压载体。
例如通过文献GB 2 378 679 A已知与用于外海中的风力设施的锚定部连接的漂浮的浮升体。为此实现的浮式基地由多个浮升体组成，所述浮升体通过径向的钢支柱与风力设施的塔架连接。钢支柱在俯视图中十字形布置并且相互不连接。如果弯曲力施加到建筑的径向钢支柱上，则这导致高的弯矩。
通过文献US 4 296 706 A已知用于离岸设施的重力锚定件。重力锚定件具有可填充的容器，所述容器通过灌水可被填充用于下沉。通过压载来交换水，使得在海底实现重力锚定件。在重力锚定件上可以布置多个另外的容器，使得可容易地运输到新的位置。用于离岸设施的牵拉机构及其固定未详细实施。
文献DE 10 2015 208 162 A1公开了用于锚定带有风力设施、服务站或转化站的在外海中漂浮的承载构架的能漂浮的重力锚定件。重力锚定件具有实心板，多个可灌充的室和用于承载构架的浮升体的紧固机构，其中，漂浮的重力锚定件具有不被灌充的室，下沉中的重力锚定件具有部分被灌充的室，并且已沉底的重力锚定件具有被灌充的室。能漂浮的重力锚定件被设计为单件式的重力锚定件。
发明内容
在权利要求1中阐释的本发明的任务在于：简单地位置固定地锚定离岸设施。
此任务以权利要求1中列举的特征解决。
用于与用来将风能或太阳能转化为电能的能漂浮的离岸设施连接的自主式的能漂浮的重力基件具有：由混凝土、钢筋混凝土、带有混凝土的复合物或其组合制成的实心板；至少一个能填充的室；和用于连接承载构架的紧固机构，所述承载构架与风力设施的塔架连接或与带有太阳能设施的至少一个支架连接，其中，漂浮的重力基件具有空的室，并且下沉的重力基件具有填充的室，所述重力基件的特征在于，可简单地位置固定地锚定离岸设施。
为此，实心板具有锚定板，所述锚定板分别带有用于与至少一个牵拉机构连接的紧固机构用以与承载构架连接。锚定板具有至少一个竖直定向或基本上竖直定向的带有紧固机构的第一板以及至少一个水平定向或基本上水平定向的第二板。此外，第一板至少部分地位于实心板内，使得第二板被实心板的区域覆盖。以此，锚定板的第一板是传递承载构架的拉力的第一板，并且锚定板的第二板是将由拉力导致的压力施加到实心板上的第二板。
自主式的能漂浮的重力基件因此能在原地漂浮，并且通过对室的灌充来自行下沉。在可能存在的水流流动的情况中，在此使所述重力基件仅保持位置。在此，有利地可以通过灌充而有目的地控制下沉。被灌充的室自然提高了重力基件在海底的重量。
制造可以完全在陆上进行。此外，重力基件可简单地通过自行拖曳或通过运输船或在干船坞内被运输到离岸设施的现场。重力基件在故障时或在不需要时又可方便地从海底移除。为此，简单地以空气填充室，从而使得重力锚定件简单地上浮。
为了紧固基本上处于水下并具有浮升体的承载构架，规定锚定板的第一板分别通过用于与至少一个牵拉机构连接的紧固机构与承载构架连接。通过浮升体使牵拉机构并因此使锚定板的第一板受到牵拉。在实心板内或实心板上的水平或基本上水平定向的第二板由此压到实心板上。牵拉机构的拉力通过锚定板近似被转变为作用到作为混凝土体的实心板上的压力。
本发明的有利的构造在从属权利要求2至12中给出。
根据权利要求2所述的扩展方案，第一板和第二板直接地和/或通过至少一个连接板相互连接。
根据权利要求3所述的扩展方案，在第一板上存在横向于第一板且与第二板成角度地布置的至少一个第三板。第三板将以大于0°且小于90°的角度相对于实心板布置的牵拉机构的拉力按份额地作为压力传导到实心板的中心。
根据权利要求4所述的扩展方案，具有锚定板的实心板和室整体地构造。
根据权利要求5所述的扩展方案，室具有中间壁。重力基件能够有目的地可靠地下沉。
根据权利要求6所述的扩展方案，重力基件具有中心室和围绕中心室对称布置在实心板上且构造相同的室。以此能够在室之间引导牵拉机构。
根据权利要求7所述的扩展方案，室具有至少一个入口和至少一个出口用以填充室，其中，入口布置在室的底部上，而出口布置在顶部上或顶部内。在填充时，室的整个空间基本上能够被设有填充体。在下沉时，例如将水引入到室内，水在下沉之后通过沙替代。将沙压入到室内，其中，同时使水溢出。入口和出口的布置防止了会出现的圆锥形的瓦砾堆。
根据权利要求8所述的扩展方案，重力基件具有地矛。地矛侵入到海底内并且降低重力基件在海底滑动的风险。
根据权利要求9所述的扩展方案，锚定板具有倒置的T形的横截面，其中，臂是第一板并且横梁是第二板。
根据权利要求10所述的扩展方案，重力基件的实心板具有多边形的、例如方形的基面。锚定板处在角区域内并且至少处在边的中心区域内，从而竖直和倾斜地延伸的牵拉机构能与锚定板连接。
根据权利要求11所述的扩展方案，漂浮的重力基件与具有漂浮的且能灌充的浮升体的承载构架通过牵拉机构连接，其中，重力基件和承载构架在原地相继是通过室的灌充能下沉的重力基件和通过浮升体的至少部分地灌充能下沉且通过压入到浮升体内的空气来漂浮的承载构架。重力基件和与风力设施的塔架或不与所述塔架连接或与带有太阳能设施的至少一个支架连接的承载构架作为离岸设施的组成部分能够容易地一起运动。随后，能够通过将室灌充并且将浮升体灌充而在原地使重力基件和承载构架定位。承载构架特别地是水下承载构架，其中，仅支架架体穿出水面。通过填充室和/或填充浮升体，能够又容易地将离岸设施定位到新的位置。
根据权利要求12所述的扩展方案，重力基件的基面和承载构架的基面具有相同的几何形状和相同的尺寸。
附图说明
本发明的实施例在附图中分别原理性地示出并且在下文中详细描述。
其中：
图1示出作为用于将风能或太阳能转化为电能的离岸设施的组成部分的自主式的能漂浮的重力基件，
图2示出带有紧固机构的锚定板，
图3示出带有多个紧固机构的锚定板，
图4示出在运输时与带有风力设施的承载构架连接的自主式的能漂浮的重力基件，图中示出在重力基件下沉时和在原地已沉底的重力基件。
具体实施方式
与用于将风能或太阳能转化为电能的能漂浮的离岸设施连接的自主式的能漂浮的重力基件1基本上包括实心板2、可填充的室3、用于将承载构架10与风力设施的塔架11或与带有太阳能设施的至少一个支架连接起来的紧固机构、以及实心板2内的锚定板4。
图1在原理图示中示出了作为用于将风能或太阳能转化为电能的能漂浮的离岸设施的组成部分的自主式的能漂浮的重力基件1。
实心板2和室3整体地构造并且由混凝土、钢筋混凝土、带有混凝土的复合物或其组合构成。室3可以具有中间壁和/或支撑部，所述中间壁和/或支撑部也可以由混凝土、钢筋混凝土、带有混凝土的复合物或其组合构成。实心板2具有方形的基面，并且在其内布置有至少一个在角区域内的锚定板4。图1a为此示出了自主式的能漂浮的重力基件1的原理俯视图，并且图1b示出了重力基件1的原理截面图示。
图2在原理图示中示出了带有紧固机构5的锚定板4。
带有用于与至少一个牵拉机构(所述牵拉机构用于与承载构架连接)连接的紧固机构5的锚定板4具有竖直定向的带有紧固机构5的第一板和与所述第一板6连接的水平定向的第二板7。第一板6和第二板7直接地和/或通过至少一个连接板8相互连接。连接板8也能够连接与第二板7间隔开布置的第一板6。第一板6和第二板7具有倒置的T形的横截面。第一板6至少部分地位于实心板2内，使得第二板7被实心板2的区域覆盖。以此，锚定板4的第一板6传递承载构架的拉力，并且锚定板4的第二板7将由拉力导致的压力施加到实心板2上。第一板6的紧固机构5是钻孔。为此，图2a示出了锚定板4的原理前视图，并且图2b示出了锚定板4的原理俯视图。
图3在原理图示中示出了带有紧固机构5的锚定板4。
在锚定板4的一个实施方式中，第一板6具有相互间隔开布置的钻孔形式的多个紧固机构5。第一板6通过横向布置的连接板8与第二板7连接。第一板6在此与第二板7间隔开地布置。当然，第一板也可以与第二板7连接。在第一板6上存在横向于第一板6且与第二板7成角度地布置的第三板9。第三板9将以大于0°且小于90°的角度相对于实心板2布置的牵拉机构的拉力按份额地作为压力传导到实心板2的中心。为此，图3a示出了锚定板4的原理前视图，并且图3b示出了锚定板4的原理俯视图。第一板6仍旧至少部分地处在实心板2内，使得第二板7被实心板2的区域覆盖。以此，锚定板4的第一板6传导承载构架的拉力，并且锚定板4的第二板7将由拉力导致的压力施加到实心板2上。
图4示出了在运输时与带有风力设施12的承载构架10连接的自主式的能漂浮的重力基件1，图中示出在重力基件1下沉时和在原地已沉底的重力基件1。
承载构架10是在外海上漂浮的且通过牵拉机构13与重力基件1连接的用于风力设施12的承载构架10。承载构架10自身具有布置在水下的带有浮升体14的第一组成部分和穿出水面15的第二组成部分。布置在水面15以下的第一组成部分具有布置在四边形的角点处的且垂直于平面延伸的浮升体14。承载构架10的穿出水面15的第二组成部分联接到所述浮升体14上。浮升体14相互连接。连接件可以是管，所述管自身同时用于浮起。浮升体14的和管的内部空间可以为此有利地限界出中空空间。浮升体14可以是带有底板和顶板的中空圆柱体。承载构架10的第二组成部分具有穿出水面15的用于风力设施12的塔架11的承载元件和承载机构。
漂浮的重力基件1具有部分灌充的室3，下沉中的重力基件1具有进一步部分地灌充的室3，并且已沉底的重力基件1具有灌充了的室3。漂浮的重力基件1和具有漂浮的可灌充的浮升体14的承载构架10为此相互连接，其中，重力基件1和承载构架10在原地相继是通过室3的灌充能下沉的重力基件1以及随后通过浮升体14的灌充能下沉的承载构架10。承载构架10的下沉到水面15下方的浮升体14在其相对于重力基件1的位置处被填充以空气，使得承载构架10是漂浮的承载构架10，并且第二组成部分处于水面15下方。浮升体14为此具有中空空间，为了定位而作为水下承载构架，浮升体14的所述中空空间不仅能以海水灌充而且也能以作为空气的气态介质填充。重力基件1处于海底16并且通过牵拉机构13与承载构架10连接。牵拉机构13可以竖直定向和/或倾斜走向地布置。承载构架10的浮升体14也可以不能灌充地设计，其中，承载构架10在原地可以被下拉到牵拉机构13上。有利地，重力基件1的基面和承载构架10的基面相同地设计，其中，二者可以具有相同的尺寸。
作为风力设施12的塔架11的替代，用于与用来将太阳能转化为电能的能漂浮的离岸设施连接的自主式的能漂浮的重力基件1具有带有太阳能模块的支架。
附图标记列表
1重力基件
2实心板
3室
4锚定板
5紧固机构
6第一板
7第二板
8连接板
9第三板
10承载构架
11塔架
12风力设施
13牵拉机构
14浮升体
15水面
16海底

Claims (12)

1.用于与用来将风能或太阳能转化为电能的能漂浮的离岸设施连接的自主式的能漂浮的重力基件(1)，所述重力基件(1)具有：由混凝土、钢筋混凝土、带有混凝土的复合物或其组合制成的实心板(2)；至少一个能填充的室(3)；和用于连接承载构架(10)的紧固机构(5)，所述承载构架与风力设施的塔架(11)连接或与带有太阳能设施的至少一个支架连接，其中，漂浮的重力基件(1)具有空的室(3)，并且下沉的重力基件(1)具有填充的室(3)，其特征在于，所述实心板(2)具有锚定板(4)，所述锚定板(4)分别带有用于与至少一个牵拉机构(13)连接的紧固机构(5)用以与所述承载构架(10)连接，所述锚定板(4)具有至少一个竖直定向或基本上竖直定向的带有所述紧固机构(5)的第一板(6)以及至少一个水平定向或基本上水平定向的第二板(7)，所述第一板(6)至少部分地位于所述实心板(2)内，使得所述第二板(7)被所述实心板(2)的区域覆盖，从而所述锚定板(4)的第一板(6)是传递所述承载构架(10)的拉力的第一板(6)，并且所述锚定板(4)的第二板(7)是将由拉力导致的压力施加到所述实心板(2)上的第二板(7)。
2.根据权利要求1所述的重力基件，其特征在于，所述第一板(6)和所述第二板(7)直接地和/或通过至少一个连接板(8)相互连接。
3.根据权利要求1所述的重力基件，其特征在于，在所述第一板(6)上存在横向于所述第一板(6)且与所述第二板(7)成角度地布置的至少一个第三板(9)。
4.根据权利要求1所述的重力基件，其特征在于，具有所述锚定板(4)的所述实心板(2)和所述室(3)整体地构造。
5.根据权利要求1所述的重力基件，其特征在于，所述室(3)具有中间壁。
6.根据权利要求1所述的重力基件，其特征在于，所述重力基件(1)具有中心室和围绕所述中心室对称布置在所述实心板(2)上且构造相同的室。
7.根据权利要求1所述的重力基件，其特征在于，所述室(3)具有至少一个入口和至少一个出口用以填充所述室(3)，并且所述入口布置在所述室(3)的底部上，而所述出口布置在所述室(3)的顶部上或顶部内。
8.根据权利要求1所述的重力基件，其特征在于，所述重力基件(1)具有地矛。
9.根据权利要求1所述的重力基件，其特征在于，所述锚定板(4)具有倒置的T形的横截面，其中，臂是所述第一板(6)并且横梁是所述第二板(7)。
10.根据权利要求1和9所述的重力基件，其特征在于，所述重力基件(1)的实心板(2)具有多边形的基面，所述锚定板(4)处在角区域内并且至少处在边的中间的区域内，从而竖直和倾斜地延伸的牵拉机构(13)能与所述锚定板(4)连接。
11.根据权利要求1所述的重力基件，其特征在于，所述漂浮的重力基件(1)与具有漂浮的且能灌充的浮升体(14)的所述承载构架(10)通过所述牵拉机构(13)连接，其中，所述重力基件(1)和所述承载构架(10)在现场相继是通过所述室(3)的灌充能下沉的重力基件(1)和通过所述浮升体(6)的至少部分地灌充能下沉且通过压入到所述浮升体(6)内的空气来漂浮的承载构架(10)。
12.根据权利要求1和10所述的重力基件，其特征在于，所述重力基件(1)的基面和所述承载构架(10)的基面具有相同的几何形状和相同的尺寸。
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