CN112177859A - 一种带月池圆筒型浮式风机平台 - Google Patents

一种带月池圆筒型浮式风机平台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带有月池的圆筒型浮式风机平台,包括从上到下依次设置的风电机组、风电塔筒、浮式基础和系泊系统,所述浮式基础为设有月池的圆筒型浮式平台。所述月池为贯穿浮式平台顶板和底板、截面为圆形的垂向连通开口。与现有技术相比,本发明增加中心圆形月池的圆筒型浮式平台设计不仅可以降低制造成本,降低后续平台维护的工作量,同时,由于平台中部的开口月池设计,浮式风机平台在某一频率的波浪作用下,其垂荡运动响应接近于零,因而一定程度上抑制了浮式平台在海浪下的运动响应,极大地提高了平台的安全性。

Description

一种带月池圆筒型浮式风机平台
技术领域
本发明涉及海上风力发电基础设施领域,尤其是涉及一种带月池圆筒型浮式风机平台。
背景技术
石油天然气等化石资源正面对风能、太阳能等清洁能源的挑战,开发新的可持续能源势在必行,而风能作为一种清洁的可再生能源,其蕴量巨大,已受到世界各国关注,正逐步成为重要的电力来源。目前,陆上风力发电技术已经非常成熟,海上风能的开发正成为风能的主要发展方向。从2000年来,全球海上风电新增装机容量持续增加。截至2019年,全球海上风电累积装机容量达27.2GW。固定式的海上风机因为技术和经济问题,其运用被限制在50m水深以内的海域,为了获得更优质的风能以及拓展风能发展的空间资源,漂浮式风机技术近年来得到广泛关注。
然而,面对多变的海洋环境,浮式风机对平台基础的耐波性能提出了更高的要求,现有技术下浮式风机对波浪运动响应剧烈,针对这一问题,需要带有月池的浮式风机平台基础,利用月池内部流体的活塞运动,抑制平台垂荡运动。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种带月池圆筒型浮式风机平台。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种带有月池的圆筒型浮式风机平台,包括从上到下依次设置的风电机组、风电塔筒、浮式基础和系泊系统,所述浮式基础为设有月池的圆筒型浮式平台。
优选的,所述月池为贯穿浮式平台顶板和底板、截面为圆形的垂向连通开口。
优选的,所述浮式平台的外侧板下部设有水平阻尼减荡板,所述阻尼减荡板围绕所述浮式平台的外周设置。
优选的,所述阻尼减荡板外周线为多边形,所述阻尼减荡板上表面布置有周向和径向的加强筋,同时在多边形对角线上布置有加强板。
优选的,所述阻尼减荡板与浮体之间设有倾斜支撑梁,所述支撑梁的两端分别位于浮体外侧表面与加强板的上表面。
优选的,所述风电机组安装在所述风电塔筒的顶部,所述风电机组包括风轮、机舱、尾舱和机座回转体,所述机舱与所述风电塔筒通过机座回转体活动连接,并可绕所述风电塔筒的中心轴旋转。
优选的,所述风轮包括叶片、轮毂和风轮轴,所述轮毂位于机舱外,所述叶片安装在所述轮毂上。
优选的,所述机座回转体的上侧设有围绕机舱外侧的围栏。
优选的,所述尾舱位于所述机座回转体的后方,并与机座回转体相连。
优选的,所述系泊系统包括三根尼龙材质的悬链线,所述悬链线彼此成120°夹角,所述浮式平台通过所述系泊系统与海床连接。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、圆形开口月池设计,可以使得浮式风机平台在某一频率的波浪作用下的垂荡运动RAO(垂荡运动响应)接近于零,因而一定程度上抑制了浮式平台在海浪下的运动响应,极大地提高了平台的安全性。
2、圆筒型平台具有几何对称性,对风浪流方向不敏感。
3、浮式平台外侧的水平阻尼减荡板可以增大浮式平台垂荡运动时的附加质量和阻尼,有效减小平台垂荡的响应幅值,提高平台的安全性。
4、系泊系统采用三根高张力编制尼龙材质的悬链线,相较于传统的钢制锚链,降低了系泊系统的建造成本,同时高张力尼龙材料制成的系泊线在同等海况下拉伸度减小,表明该系泊线在极端海况下无需重新拉紧,从而减轻了后续平台维护的工作量。
附图说明
图1为本发明装置的整体外观示意图;
图2为本发明装置中风电机组示意图;
图3为本发明装置中水平阻尼减荡板示意图。
图中标注:1、月池,2、阻尼减荡板,3、风电塔筒,4、塔筒门窗,5、叶片,6、系泊系统,7、风电机组,8、轮毂,9、尾舱,10、机舱,11、围栏,12、机座回转体,13、加强板,14、支撑梁,15、加强筋。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示,本申请提出一种带月池圆筒型浮式风机平台,浮式风机漂浮于海面上,包括风电机组7、风电塔筒3、浮式基础和系泊系统6。浮式基础为设有圆形月池1的圆筒型浮式平台,月池1为贯穿浮式平台顶板和底板、截面为圆形的垂向连通开口。
如图2所示,风电塔筒3固定在浮式风机平台的顶板上,塔筒底端靠近浮式平台顶板处有塔筒门窗4设置,方便人员进出塔筒。
风电机组7安装在风电塔筒3顶部,风电机组7包括围栏11、机舱10、风轮、机座回转体12、尾舱9。风轮包括叶片5、轮毂8、风轮轴,轮毂8位于机舱10外,叶片5安装在轮毂8上。机舱10包括发电机和传动装置,机舱10与风电塔筒3活动连接并可绕风电塔筒3的中心轴旋转,主机设置在机舱10内并与轮毂8连接。机座回转体12支撑整个风轮与机舱10,并使其在塔架上端自由回转。尾舱9位于机座回转体12后方,与回转体相连,主要作用为调节风机转向,使风机正对风向,同时在大风情况下使风力机机头偏离风向,以达到降低转速、保护风机的作用。围栏11位于机舱10外侧,方便人员进出机舱10内部进行检修工作。
如图3所示,浮式平台外侧板下部设有水平阻尼减荡板2,阻尼减荡板2围绕浮式平台的外周设置。阻尼减荡板2外周线为多边形,上表面布置有周向和径向的加强筋15,同时位于多边形对角线上布置有加强板13。阻尼减荡板2与浮体之间布置有倾斜支撑梁14进行结构强度加强,支撑梁14两端分别位于浮体外侧表面与加强板13上表面。
系泊系统6由三根高张力编制尼龙材质形式的悬链线组成,三根悬链线彼此成120°夹角,浮式平台通过系泊系统6与海床连接。
与现有浮式风机平台相比,本增加中心圆形月池1的圆筒型浮式平台设计不仅可以降低制造成本,降低后续平台维护的工作量,同时,由于平台中部的开口月池1设计,浮式风机平台在某一频率的波浪作用下,其垂荡运动RAO(垂荡运动响应)接近于零,因而一定程度上抑制了浮式平台在海浪下的运动响应,极大地提高了平台的安全性。

Claims (10)

1.一种带有月池的圆筒型浮式风机平台,包括从上到下依次设置的风电机组(7)、风电塔筒(3)、浮式基础和系泊系统(6),其特征在于,所述浮式基础为设有月池(1)的圆筒型浮式平台。
2.根据权利要求1所述的一种带有月池的圆筒型浮式风机平台,其特征在于,所述月池(1)为贯穿浮式平台顶板和底板、截面为圆形的垂向连通开口。
3.根据权利要求1所述的一种带有月池的圆筒型浮式风机平台,其特征在于,所述浮式平台的外侧板下部设有水平阻尼减荡板(2),所述阻尼减荡板(2)围绕所述浮式平台的外周设置。
4.根据权利要求3所述的一种带有月池的圆筒型浮式风机平台,其特征在于,所述阻尼减荡板(2)外周线为多边形,所述阻尼减荡板(2)上表面布置有周向和径向的加强筋(15),同时在多边形对角线上布置有加强板(13)。
5.根据权利要求4所述的一种带有月池的圆筒型浮式风机平台,其特征在于,所述阻尼减荡板(2)与浮体之间设有倾斜支撑梁(14),所述支撑梁(14)的两端分别位于浮体外侧表面与加强板(13)的上表面。
6.根据权利要求1所述的一种带有月池的圆筒型浮式风机平台,其特征在于,所述风电机组(7)安装在所述风电塔筒(3)的顶部,所述风电机组(7)包括风轮、机舱(10)、尾舱(9)和机座回转体(12),所述机舱(10)与所述风电塔筒(3)通过机座回转体(12)活动连接,并可绕所述风电塔筒(3)的中心轴旋转。
7.根据权利要求6所述的一种带有月池的圆筒型浮式风机平台,其特征在于,所述风轮包括叶片(5)、轮毂(8)和风轮轴,所述轮毂(8)位于机舱(10)外,所述叶片(5)安装在所述轮毂(8)上。
8.根据权利要求6所述的一种带有月池的圆筒型浮式风机平台,其特征在于,所述机座回转体(12)的上侧设有围绕机舱(10)外侧的围栏(11)。
9.根据权利要求6所述的一种带有月池的圆筒型浮式风机平台,其特征在于,所述尾舱(9)位于所述机座回转体(12)的后方,并与机座回转体(12)相连。
10.根据权利要求1所述的一种带有月池的圆筒型浮式风机平台,其特征在于,所述系泊系统(6)包括三根尼龙材质的悬链线,所述悬链线彼此成120°夹角,所述浮式平台通过所述系泊系统(6)与海床连接。
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