CN112324625A - 网格化布置的深海漂浮式风机基础 - Google Patents
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Abstract
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础包括用于多个连接在一起的漂浮基础模块，漂浮基础模块包括多个竖直设置的结构柱，多个结构柱通过刚性的第一连接杆连接形成环形或正方形的第一漂浮圈，第一漂浮圈内设置有竖直设置的风机支承柱，风机支承柱距第一漂浮圈内的每一结构柱的距离均相同，风机支承柱与第一漂浮圈内的每一结构柱通过水平设置的横梁连接。本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础相比较现有技术具有以下优点:单个风机基础钢材耗量降低；可根据需求灵活扩充风机布置容量；网格化布置降低基础重心高度，提高基础的稳定性；可根据需求灵活配置配重及固有频率调节装置，提高结构安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种固定于海上的装置，特别是涉及一种网格化布置的深海漂浮式风机基础。
背景技术
近年来，国家对风电的发展在政策上给予了很大支持，使得中国风电得到蓬勃发展。风力发电作为新能源领域中技术最成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式，获得了迅猛发展。
海上风电场按所处海域分为浅海风电场和深海风电场。目前全球范围内开发的海上风电多位于浅海区域。随着海上风力发电规模的不断发展，浅海资源不断减少，海上风电场正在向深海区域发展。在水深大于50m的深海风电场，传统的固定式基础由于经济性较差已经不适用。深海区域风机基础通常采用漂浮式基础结构，目前海上风电漂浮式基础主要有三种结构：张力腿平台、单立柱平台和半潜式平台。
1、张力腿平台(TLP)
利用正浮力漂浮，需要有绷紧状态的锚索或固态约束来抵消多出的浮力将其拉住保持在水面以下，多出的浮力不仅要克服FWTP自身的重力，还要抵消由于波浪所产生的倾覆力矩。因此，它在升沉、倾覆和滚动各动态都是受约束的。
2、单立柱平台(SPAR)
单立柱平台在总体上是一个庞大的直立圆柱体，依靠浮力支撑水面上的设备，其稳定性源于重心低于浮心，并通过系于船壳的位于低频动力载荷纵摇中心附近的侧向悬链线锚索固定。
3、半潜式平台(SEME)
半潜式平台又称"支柱稳定性平台"，由平台本体、立柱和下体或浮箱组成。在下体与下体、立柱与立柱、立柱与平台本体之间还有一些支撑与斜撑连接。半潜式平台通常采用悬链线式系泊或者张紧式系泊防止半潜式平台移动离开原位。
目前现有的深海漂浮式风电基础只能布置单台风机；同时，传统漂浮式风电机组的结构重心高、稳性差，导致基础主尺度和用钢量难以降低。因此，当前技术条件下，深海漂浮式风电造价高昂。
深海漂浮式风电设计时需要考虑与海浪的共振频率，传统漂浮式风电机组受自身结构限制，其共振频率在设计制造时便已经确定，无法动态调节。
发明内容
本发明的目的是提供一种稳性更好的，成本更低的网格化布置的深海漂浮式风机基础。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础，包括用于多个连接在一起的漂浮基础模块，漂浮基础模块包括多个竖直设置的结构柱，多个所述结构柱通过刚性的第一连接杆连接形成环形或正方形的第一漂浮圈，第一漂浮圈内设置有竖直设置的风机支承柱，所述风机支承柱距第一漂浮圈内的每一结构柱的距离均相同，所述风机支承柱与第一漂浮圈内的每一结构柱通过水平设置的横梁连接。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础，其中，所述结构柱的底部设置有压水板。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础，其中，所述漂浮基础模块包括4个竖直设置的结构柱，4个所述结构柱形成正方形的第一漂浮圈。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础，其中，两相邻的漂浮基础模块通过柔性的第二连接杆连接在一起，所述第二连接杆的两端分别连接两相邻漂浮基础模块的相对应的结构柱，以形成与所述第一漂浮圈相邻并连接的第二漂浮圈，第一漂浮圈与第二漂浮圈的面积相同，第二漂浮圈内设置有配重和阻尼装置，所述配重和阻尼装置距第二漂浮圈的每一结构柱的距离均相同，所述配重和阻尼装置与第二漂浮圈的每一结构柱通过水平设置的横梁连接。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础，其中，两相邻的漂浮基础模块通过刚性的第三连接杆连接在一起，所述第三连接杆的两端分别连接两相邻漂浮基础模块的相对应的结构柱，以形成与所述第一漂浮圈相邻并连接的第三漂浮圈，第三漂浮圈与第一漂浮圈的面积相同，第三漂浮圈内设置有竖直设置的风机支承柱，所述风机支承柱距第三漂浮圈的每一结构柱的距离均相同，所述风机支承柱与第三漂浮圈的每一结构柱通过水平设置的横梁连接。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础，其中，还包括系泊系统，所述系泊系统与所述漂浮基础模块的结构柱相连接。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础相比较现有技术具有以下优点:单个风机基础钢材耗量降低；可根据需求灵活扩充风机布置容量；网格化布置降低基础重心高度，提高基础的稳定性；可根据需求灵活配置配重及固有频率调节装置，提高结构安全性。
附图说明
图1为本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础的实施例的结构示意图的俯视图；
图2为漂浮基础模块的结构示意图的主视图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础，包括用于多个连接在一起的漂浮基础模块1，漂浮基础模块包括多个竖直设置的结构柱2，多个结构柱通过刚性的第一连接杆11连接形成环形或正方形的第一漂浮圈A，第一漂浮圈内设置有竖直设置的风机支承柱3，风机支承柱3距第一漂浮圈内的每一结构柱的距离均相同，风机支承柱与第一漂浮圈内的每一结构柱通过水平设置的横梁连接。
结构柱2可以是圆柱形状也可以是棱柱形状。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础，其中，结构柱的底部设置有压水板4。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础，其中，漂浮基础模块包括4个竖直设置的结构柱，4个结构柱形成正方形的第一漂浮圈。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础，其中，两相邻的漂浮基础模块通过柔性的第二连接杆12连接在一起，第二连接杆的两端分别连接两相邻漂浮基础模块的相对应的结构柱，以形成与第一漂浮圈A相邻并连接的第二漂浮圈B，第一漂浮圈与第二漂浮圈的面积相同，第二漂浮圈内设置有配重和阻尼装置，配重和阻尼装置距第二漂浮圈的每一结构柱的距离均相同，配重和阻尼装置与第二漂浮圈的每一结构柱通过水平设置的横梁连接。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础，其中，两相邻的漂浮基础模块通过刚性的第三连接杆13连接在一起，第三连接杆13的两端分别连接两相邻漂浮基础模块的相对应的结构柱，以形成与第一漂浮圈相邻并连接的第三漂浮圈C，第三漂浮圈与第一漂浮圈的面积相同，第三漂浮圈内设置有竖直设置的风机支承柱3，风机支承柱距第三漂浮圈的每一结构柱的距离均相同，风机支承柱3与第三漂浮圈的每一结构柱通过水平设置的横梁连接。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础，其中，还包括系泊系统7，系泊系统7与漂浮基础模块1的结构柱2相连接。系泊系统7可以为缆绳或锚链。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础网格化布置，本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础可以在海面上大面积铺开，特别适用于深海作业。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础由若干个漂浮基础模块及系泊系统组成。风力发电机组可根据需求布置在风机支承柱上。根据基础上布置风机数量及海洋条件的不同，在结构柱内或第三漂浮圈内可增加不同的配重；根据深海风场的海洋条件，可在漂浮基础模块内设置阻尼器，调节漂浮基础的固有频率。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础，由两个或两个以上漂浮基础模块以及系泊系统组成，整体呈矩阵式布置形式。每一个漂浮基础模块由个带有压水板的结构柱、1个风机支承柱、若干第一连接杆和横梁组成。
漂浮基础模块之间可采用刚性连接杆连接或柔性连接杆连接，当两个漂浮基础模块之间采用柔性连接杆时，不可设置风机支承柱，但可以设置配重和阻尼装置；当两个漂浮模块之间采用刚性连接杆时，可设置风机支承柱，增加网格化布置的深海漂浮式风机基础的风机承载量，降低单个深海漂浮风机的基础造价。
本发明的网格化布置的深海漂浮式风机基础相比较现有技术具有以下优点:
1、单个风机基础钢材耗量降低；
2、可根据需求灵活扩充风机布置容量；
3、网格化布置降低基础重心高度，提高基础的稳定性；
4、可根据需求灵活配置配重及固有频率调节装置，提高结构安全性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种网格化布置的深海漂浮式风机基础，包括用于多个连接在一起的漂浮基础模块，漂浮基础模块包括多个竖直设置的结构柱，多个所述结构柱通过刚性的第一连接杆连接形成环形或正方形的第一漂浮圈，第一漂浮圈内设置有竖直设置的风机支承柱，所述风机支承柱距第一漂浮圈内的每一结构柱的距离均相同，所述风机支承柱与第一漂浮圈内的每一结构柱通过水平设置的横梁连接。
2.根据权利要求1所述的网格化布置的深海漂浮式风机基础，其特征在于，所述结构柱的底部设置有压水板。
3.根据权利要求2所述的网格化布置的深海漂浮式风机基础，其特征在于，所述漂浮基础模块包括4个竖直设置的结构柱，4个所述结构柱形成正方形的第一漂浮圈。
4.根据权利要求3所述的网格化布置的深海漂浮式风机基础，其特征在于，两相邻的漂浮基础模块通过柔性的第二连接杆连接在一起，所述第二连接杆的两端分别连接两相邻漂浮基础模块的相对应的结构柱，以形成与所述第一漂浮圈相邻并连接的第二漂浮圈，第一漂浮圈与第二漂浮圈的面积相同，第二漂浮圈内设置有配重和阻尼装置，所述配重和阻尼装置距第二漂浮圈的每一结构柱的距离均相同，所述配重和阻尼装置与第二漂浮圈的每一结构柱通过水平设置的横梁连接。
5.根据权利要求3所述的网格化布置的深海漂浮式风机基础，其特征在于，两相邻的漂浮基础模块通过刚性的第三连接杆连接在一起，所述第三连接杆的两端分别连接两相邻漂浮基础模块的相对应的结构柱，以形成与所述第一漂浮圈相邻并连接的第三漂浮圈，第三漂浮圈与第一漂浮圈的面积相同，第三漂浮圈内设置有竖直设置的风机支承柱，所述风机支承柱距第三漂浮圈的每一结构柱的距离均相同，所述风机支承柱与第三漂浮圈的每一结构柱通过水平设置的横梁连接。
6.根据权利要求1所述的网格化布置的深海漂浮式风机基础，其特征在于，还包括系泊系统，所述系泊系统与所述漂浮基础模块的结构柱相连接。
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