CN112554149A - 一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置 - Google Patents

一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112554149A
CN112554149A CN202011365100.6A CN202011365100A CN112554149A CN 112554149 A CN112554149 A CN 112554149A CN 202011365100 A CN202011365100 A CN 202011365100A CN 112554149 A CN112554149 A CN 112554149A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ice
ice breaking
pile foundation
wind turbine
offshore wind
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011365100.6A
Other languages
English (en)
Inventor
邹丽
杨可新
孙铁志
马鑫宇
申建
董俊伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN202011365100.6A priority Critical patent/CN112554149A/zh
Publication of CN112554149A publication Critical patent/CN112554149A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00—Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/02—Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor from ice otherwise than according to E02B1/003
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B17/0017—Means for protecting offshore constructions
    • E02B17/0021—Means for protecting offshore constructions against ice-loads
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys
    • E02D27/425—Foundations for poles, masts or chimneys specially adapted for wind motors masts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/52—Submerged foundations, i.e. submerged in open water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/22—Foundations specially adapted for wind motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/25—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B2017/0091—Offshore structures for wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Foundations (AREA)

Abstract

本发明提供一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置，包括在原有桩式基础的表面固定的破冰锥，所述破冰锥上设有多个异型结构，所述异型结构包括以所述对称面对称设置上部和下部，所述上部由左右对称设置的两个三角形板倾斜拼接形成，所述三角形板上设有多个呈阵列分布的消波孔。本发明能够有效避免海冰与破冰锥作用过程中局部持续冰压力的形成，海冰与异型结构接触破碎后，会沿着锥体继续爬升，形成二次碎冰，且碎冰不会大量堆积。

Description

一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置
技术领域
本发明涉及海上风电工程技术领域，具体而言是一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置。
背景技术
随着全球变暖和环境污染的日益严重，可再生能源的开发与利用已成为世界各国能源开发的热门话题，海上风力发电具有资源丰富、风速稳定、不断再生等优点，一直受到关注，大力发展海上风电，可解决某些地区电力供应紧张现状，加快推进各国能源清洁低碳转型发展。然而风机在利用巨大风能的同时，还要承受来自不同海况下的波浪抨击荷载，在寒冷的冬季，风机基础还要承受大面积海冰的威胁，冰荷载严重时将使风机基础疲劳失效，造成整体瘫痪。
目前，我国风电基础的破冰设计主要来源于海上平台破冰锥的设计理念，即在桩基基础上加入破冰锥，常见的有正倒锥组合形和倒锥形，该设计将海冰对桩基基础的作用改变成海冰对破冰锥的作用，将海冰的挤压破坏变成弯曲破坏，从而对桩基基础上起到保护作用。但是现有的破冰锥结构较重，经济性差；破冰锥倾斜角度一致，冰面爬升方向单一，海冰易堆积；而且椎体表面面积较大，在无冰期，不仅无利用价值，而且会增加浪、流的接触面积，使风机基础浪流荷载增加，威胁风机安全。
发明内容
根据上述技术问题，而提供一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置。
本发明采用的技术手段如下：
一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置，在原有桩式基础的表面固定的破冰锥，所述破冰锥包括固定在所述桩式基础表面的正锥形支撑体和与所述正锥形支撑体对称设置的倒锥形支撑体，所述正锥形支撑体与所述倒锥形支撑体之间的连接面为对称面，且所述对称面垂直于所述桩式基础的轴线；
所述破冰锥上设有多个异型结构，所述异型结构包括以所述对称面对称设置上部和下部，所述上部包括左右对称设置的两个三角形板，所述三角形板的A边与所述正锥形支撑体的表面贴合且固定连接，所述三角形板的B边位于所述对称面内，所述三角形板所在平面与所述正锥形支撑体在A边处的切面倾斜相交，上部的两个所述三角形板的C边重合；所述上部的三角形板的B边与所述下部的三角形板的B边重合。
多个所述异型结构围绕所述桩式基础的轴线均匀固定在所述破冰锥的表面。
所述异型结构具有六个，且相临两个异型结构之间具有间隙。
所述破冰锥设置在所述桩式基础所在海域的平均高潮位与平均低潮位之间。
所述三角形板上设有多个呈阵列分布的消波孔。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明结构简单、安装方便，可在陆地完成，有效节约了时间和人工成本；
2、该结构能够有效避免海冰与破冰锥作用过程中局部持续冰压力的形成，海冰与异型结构接触破碎后，会沿着锥体继续爬升，形成二次碎冰，且碎冰不会大量堆积；
3、异型结构上的消波孔可对来自各个方向的来浪进行消波处理，有效减小波浪对基础的抨击荷载。
基于上述理由本发明可在海上风电工程技术等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施方式中一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置结构示意图。
图2为本发明具体实施方式中一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置俯视图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1～2所示，一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置，在原有桩式基础1的表面固定的破冰锥2，所述破冰锥2包括固定在所述桩式基础1表面的正锥形支撑体21和与所述正锥形支撑体21对称设置的倒锥形支撑体22，所述正锥形支撑体21与所述倒锥形支撑体22之间的连接面为对称面，且所述对称面垂直于所述桩式基础1的轴线；
所述破冰锥2上设有多个异型结构3，所述异型结构3包括以所述对称面对称设置上部和下部，所述上部包括左右对称设置的两个三角形板，所述三角形板的A边与所述正锥形支撑体的表面贴合且固定连接，所述三角形板的B边位于所述对称面内，所述三角形板所在平面与所述正锥形支撑体21在A边处的切面倾斜相交，上部的两个所述三角形板的C边重合；所述上部的三角形板的B边与所述下部的三角形板的B边重合。
多个所述异型结构3围绕所述桩式基础1的轴线均匀固定在所述破冰锥2的表面。
所述异型结构3具有六个，且相临两个异型结构3之间具有间隙。
所述破冰锥2设置在所述桩式基础所在海域的平均高潮位与平均低潮位之间。
所述三角形板上设有多个呈阵列分布的消波孔4。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置，其特征在于，包括在原有桩式基础的表面固定的破冰锥，所述破冰锥包括固定在所述桩式基础表面的正锥形支撑体和与所述正锥形支撑体对称设置的倒锥形支撑体，所述正锥形支撑体与所述倒锥形支撑体之间的连接面为对称面，且所述对称面垂直于所述桩式基础的轴线；
所述破冰锥上设有多个异型结构，所述异型结构包括以所述对称面对称设置上部和下部，所述上部包括左右对称设置的两个三角形板，所述三角形板的A边与所述正锥形支撑体的表面贴合且固定连接，所述三角形板的B边位于所述对称面内，所述三角形板所在平面与所述正锥形支撑体在A边处的切面倾斜相交，上部的两个所述三角形板的C边重合；所述上部的三角形板的B边与所述下部的三角形板的B边重合。
2.根据权利要求1所述的一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置，其特征在于，多个所述异型结构围绕所述桩式基础的轴线均匀固定在所述破冰锥的表面。
3.根据权利要求2所述的一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置，其特征在于，所述异型结构具有六个，且相临两个异型结构之间具有间隙。
4.根据权利要求1所述的一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置，其特征在于，所述破冰锥设置在所述桩式基础所在海域的平均高潮位与平均低潮位之间。
5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置，其特征在于，所述三角形板上设有多个呈阵列分布的消波孔。
CN202011365100.6A 2020-11-27 2020-11-27 一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置 Pending CN112554149A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011365100.6A CN112554149A (zh) 2020-11-27 2020-11-27 一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011365100.6A CN112554149A (zh) 2020-11-27 2020-11-27 一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112554149A true CN112554149A (zh) 2021-03-26

Family

ID=75046537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011365100.6A Pending CN112554149A (zh) 2020-11-27 2020-11-27 一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112554149A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113832932A (zh) * 2021-10-08 2021-12-24 江苏科技大学 一种近海岸式防浪疏冰装置
CN114198269A (zh) * 2021-12-20 2022-03-18 中国石油大学(北京) 一种海上风机抗冰减震装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103074876A (zh) * 2013-01-06 2013-05-01 中国海洋石油总公司 一种海洋平台破冰装置
US9096985B1 (en) * 2006-09-21 2015-08-04 Ahmed Phuly Foundation with slab, pedestal and ribs for columns and towers
CN107142907A (zh) * 2017-07-04 2017-09-08 哈尔滨工业大学 一种破冰棱锥体及具有该棱锥体的可移动式破冰装置
CN110055960A (zh) * 2019-05-24 2019-07-26 上海勘测设计研究院有限公司 用于海上风电桩式基础的破冰消浪组合装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9096985B1 (en) * 2006-09-21 2015-08-04 Ahmed Phuly Foundation with slab, pedestal and ribs for columns and towers
CN103074876A (zh) * 2013-01-06 2013-05-01 中国海洋石油总公司 一种海洋平台破冰装置
CN107142907A (zh) * 2017-07-04 2017-09-08 哈尔滨工业大学 一种破冰棱锥体及具有该棱锥体的可移动式破冰装置
CN110055960A (zh) * 2019-05-24 2019-07-26 上海勘测设计研究院有限公司 用于海上风电桩式基础的破冰消浪组合装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
龙雪等: "锥角对锥体结构抗冰性能影响的离散元分析 ", 《海洋工程》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113832932A (zh) * 2021-10-08 2021-12-24 江苏科技大学 一种近海岸式防浪疏冰装置
CN113832932B (zh) * 2021-10-08 2022-06-17 江苏科技大学 一种近海岸式防浪疏冰装置
CN114198269A (zh) * 2021-12-20 2022-03-18 中国石油大学(北京) 一种海上风机抗冰减震装置
CN114198269B (zh) * 2021-12-20 2023-09-15 中国石油大学(北京) 一种海上风机抗冰减震装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112554149A (zh) 一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波组合装置
CN212243737U (zh) 海上漂浮式风机基础及风机
CN206790401U (zh) 一种光伏组件的水上漂浮装置
EP2270404B1 (de) Schwimmfähige Plattform zur Anordnung von Solarmodulen auf einem Gewässer
US11858589B1 (en) Wave-dissipating and wave-resisting integrated floating photovoltaic device capable of resisting severe sea conditions
CN215053286U (zh) 一种适用于海上风电基础的棱台型抗冰结构
CN203698619U (zh) 半潜平台
CN106656009A (zh) 一种太阳能光伏板桁架
EP2573273A1 (en) Protection device, offshore support platform and offshore wind turbine generator system
CN112554148A (zh) 一种可用于海上风机桩式基础的破冰消波装置
CN206790063U (zh) 漂浮电站电缆敷设装置及漂浮电站
CN105141245A (zh) 一种离岸型浮岛式光伏发电系统
JP3242147U (ja) 洋上風力発電基礎用防氷装置及び洋上風力発電基礎
CN205792361U (zh) 防雷击带风力发电及聚光镜的伸缩式太阳能发电装置
CN205934890U (zh) 一种适用于海上大直径桩的可拆卸抗冰装置
CN202434532U (zh) 一种太阳能电池片正电极栅线结构
KR101875506B1 (ko) 태양광 발전장치를 구비하는 해상 양식장
CN212709882U (zh) 一种带桁架式塔架的海上漂浮式风力发电平台
CN204780837U (zh) 导管架及导管架基础平台
CN208604818U (zh) 一种轻钢龙骨结构体系
CN220974495U (zh) 一种海上光伏装置
CN214993687U (zh) 一种用于自升式升压站的竖向支撑装置
CN205662941U (zh) 抗冻胀光伏支架基础
CN108322149B (zh) 光伏板安装结构
CN218757377U (zh) 一种用于海上光伏的倾斜式钢平台系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210326

RJ01 Rejection of invention patent application after publication