CN113513451A - 一种半潜式风机及其风机基础 - Google Patents

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李卫东
王秋明
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文玄韬
严家涛
朱晨亮
张波
孙财新
劳文欣
吕晓静
钟应明
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Abstract

本发明公开了一种半潜式风机及其风机基础，用于对风机(1)的支撑结构(2)提供浮力，其特征在于，包括：漂浮体组件，所述漂浮体组件包括多个均与所述支撑结构(2)连接并关于所述支撑结构(2)对称布置的漂浮体，相邻的所述漂浮体相连，所述漂浮体包括多个相连的漂浮球体(3)；压舱模块(7)，所述压舱模块(7)连接在所述支撑结构(2)的底部，且所述压舱模块(7)为重心位置可变的结构。通过将漂浮体设置为多个漂浮球体连接的形式，即实现了分舱设计，当遇到船舶撞击、浮冰撞击的时候，有多个浮球实现分舱，使得浮式风机不会立即沉没，增加了结构的安全性和整体结构的可维护性。

Description

一种半潜式风机及其风机基础
技术领域
本发明涉及海上风机技术领域，特别涉及一种半潜式风机及其风机基础。
背景技术
目前，海上风机的基础形式分为固定式和浮式。其中，浮式基础包括：半潜式、驳船式和张力腿式等。随着海上风电技术的成熟，海上风电场逐渐由近海走向深海，其基础形式也随着水深的改变由固定式基础向浮式基础转变。
其中，半潜式浮式平台具有稳定性好、适用水深范围广和建造运输方便等优点，成为未来海上浮式风电场的主流基础形式。
但是，目前的半潜式浮式平台的主体结构多为呈三角形分布的立柱结构，而每个顶角处的立柱为单根，这使得当遇到船舶撞击、浮冰撞击的时候，若有立柱结构破损则会导致半潜式浮式平台倾斜甚至沉没，影响结构的安全性。
因此，如何提供一种风机基础，以增加结构的安全性，是本技术领域人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种风机基础，以增加结构的安全性。此外，本发明还提供了一种具有上述风机基础的半潜式浮式平台。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种风机基础，用于对风机的支撑结构提供浮力，其包括：
漂浮体组件，所述漂浮体组件包括多个均与所述支撑结构连接并关于所述支撑结构对称布置的漂浮体，相邻的所述漂浮体相连，所述漂浮体包括多个相连的漂浮球体；
压舱模块，所述压舱模块连接在所述支撑结构的底部，且所述压舱模块为重心位置可变的结构。
优选的，上述的风机基础中，相邻的所述漂浮体通过连杆连接，并形成四边形。
优选的，上述的风机基础中，所述漂浮体为所述漂浮球体拼接成的圆盘结构或矩形结构。
优选的，上述的风机基础中，所述漂浮体为所述漂浮球体拼接形成的由顶端向底端渐扩的锥形结构。
优选的，上述的风机基础中，所述漂浮球体为四棱锥结构。
优选的，上述的风机基础中，所述支撑结构内设置有用于连接外界与所述压舱模块的传输管。
优选的，上述的风机基础中，所述压舱模块内填充有砂石。
优选的，上述的风机基础中，所述压舱模块为圆柱结构，且所述压舱模块的直径大于所述支撑结构的直径。
优选的，上述的风机基础中，所述漂浮体连接有系泊缆。
一种半潜式风机，包括风机基础，其中，所述风机基础为上述任一项所述的风机基础。
本发明提供了一种风机基础，通过将漂浮体设置为多个漂浮球体连接的形式，即实现了分舱设计，当遇到船舶撞击、浮冰撞击的时候，有多个浮球实现分舱，使得浮式风机不会立即沉没，增加了结构的安全性和整体结构的可维护性。
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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例中公开的风机基础的结构示意图；
图2为本发明实施例中公开的风机基础的俯视图；
图3为本发明实施例中公开的风机基础的压舱模块的结构示意图；
图4为本发明实施例中公开的风机基础的受力分析图；
图5为本发明实施例中公开的风机基础的倾斜时的受力分析图。
具体实施方式
本发明公开了一种风机基础，以增加结构的安全性。此外，本发明还公开了一种具有上述风机基础的半潜式浮式平台。
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。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。
如图1-图5所示，本申请公开了一种风机基础，用于对风机1的支撑结构2提供浮力，其包括漂浮体组件和压舱模块7。其中，漂浮体组件包括多个均与支撑结构2连接并关于支撑结构2对称布置的漂浮体，相邻的漂浮体相连，并且上述的漂浮体包括多个相连的漂浮球体3；而压舱模块7连接在支撑结构2的底部，并且压舱模块2为中心位置可变的结构，从而实现使支撑结构2成为不倒翁结构。
本申请中通过将漂浮体设置为多个漂浮球体3连接的形式，即实现了分舱设计，当遇到船舶撞击、浮冰撞击的时候，有多个浮球实现分舱，使得浮式风机不会立即沉没，增加了结构的安全性，整体结构的可维护性。
具体的实施例中，相邻的漂浮体通过连杆5连接，并形成四边形，即漂浮体为四组，并且相邻的漂浮体通过连杆5相连，使所有的漂浮体形成一个整体，以保证支撑结构2的周向的浮力分布均匀。此外，在实际中，相邻的漂浮体还可连接成正六边形或三角形，即需要根据实际要求选择漂浮体的数量，并需要将漂浮体设置为以支撑结构2为中心的对称的结构，以避免支撑结构2倾斜。
优选的实施例中，上述的漂浮体为漂浮球体3拼接成的圆盘结构或矩形结构。对于漂浮球体3的数量和尺寸在此不限定，在实际中可将漂浮球体3粘接或一体加工拼接成外轮廓为矩形或圆形结构。通过上述设置可增大漂浮体与海面的接触面积，进一步提高浮式风机基础的浮力，保证浮式风机的稳定性，提高整体结构浮力，使得浮式平台的适用范围从普遍的50m以上降低到30m以上，增加了适用范围。
结合上述设置，当浮式风机平衡时，F浮＝G重；当浮式风机倾斜α°角度时，复原力矩为F浮·d·sinα；而漂浮球体3的设计将浮心抬高至接近水面位置，压舱模块7将重心降低至整体结构最下部分，即极大增加了浮心和重心的距离d，使得复原力矩最大化，有利于整体结构稳定。
此外，本申请中的漂浮体为漂浮球体3拼接成的由顶端向底端渐扩的锥形结构，即每个漂浮体均为由漂浮球体3拼接成的锥形结构，如此可进一步抬高浮心的位置，进而增大浮心与中心的距离，增大每个漂浮体的稳定性，防止倾斜，从而保证风机的稳定性。
优选的实施例中，可将漂浮体设置为四棱锥结构或圆锥结构，本领域技术人员可以理解的是，对于漂浮体的具体形状可根据不同的需要设置，其核心在于，该漂浮体是通过多个漂浮球体3拼接形成。
进一步的实施例中，上述的支撑结构2内设置有用于连接外界与压舱模块7的传输管6，通过设置传输管6可向压舱模块7内输入填充料，以调节压舱模块7的重量。对于传输管6的安装方式以及结构形式等在此不做具体限定。在实际中可将支撑结构2的内部设置为在保证支撑结构2强度的同时将其设置为中空的结构，而中空的部分作为传输的通道或在中空的部分内设置管路，通过将传输管6设置在支撑结构2的内部可有效保护传输管6，降低了损坏的概率。
对于压舱模块7内填充的物料优选为砂石，由于砂石可吸附水同时还可便于改变位置，以改变重心的位置。根据水深适用范围，可增大压舱模块7的体积和重量，以此减少水下部分的长度；砂石的安装高度一般比压舱模块7的高度略小，推荐值为0.2-0.5m，这样在浮式风机发生倾斜的时候，砂石可以挤入上部较细的柱体段，待回正时可自动下落填平压舱模块。
对于压舱模块7的具体结构可为圆柱结构，并将压舱模块7的直径设置为大于支撑结构2的直径，以保证支撑结构2的稳定。对于压舱模块7的具体尺寸以及形状等在此不做具体限定。
上述的漂浮体连接有系泊缆4，通过设置系泊缆4可对漂浮体进行固定。安装时：首先将漂浮球体3和连杆5安装，并运送至机位点；再在漂浮体上安装系泊缆4；然后将压舱模块7安装在支撑结构2的下方，并通过传输管6向压舱模块7内灌入砂石等；再将漂浮体组件安装在支撑结构2上；最后再安装风机1。
此外，本申请还公开了一种半潜式风机，包括风机基础，具体的，该风机基础为上述实施例中公开的风机基础，因此，具有该风机基础的半潜式风机也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种风机基础，用于对风机(1)的支撑结构(2)提供浮力，其特征在于，包括：
漂浮体组件，所述漂浮体组件包括多个均与所述支撑结构(2)连接并关于所述支撑结构(2)对称布置的漂浮体，相邻的所述漂浮体相连，所述漂浮体包括多个相连的漂浮球体(3)；
压舱模块(7)，所述压舱模块(7)连接在所述支撑结构(2)的底部，且所述压舱模块(7)为重心位置可变的结构。
2.根据权利要求1所述的风机基础，其特征在于，相邻的所述漂浮体通过连杆(5)连接，并形成四边形。
3.根据权利要求1所述的风机基础，其特征在于，所述漂浮体为所述漂浮球体(3)拼接成的圆盘结构或矩形结构。
4.根据权利要求3所述的风机基础，其特征在于，所述漂浮体为所述漂浮球体(3)拼接形成的由顶端向底端渐扩的锥形结构。
5.根据权利要求4所述的风机基础，其特征在于，所述漂浮球体(3)为四棱锥结构。
6.根据权利要求1所述的风机基础，其特征在于，所述支撑结构(2)内设置有用于连接外界与所述压舱模块(7)的传输管(6)。
7.根据权利要求1所述的风机基础，其特征在于，所述压舱模块(7)内填充有砂石。
8.根据权利要求7所述的风机基础，其特征在于，所述压舱模块(7)为圆柱结构，且所述压舱模块(7)的直径大于所述支撑结构(2)的直径。
9.根据权利要求1-8任一项所述的风机基础，其特征在于，所述漂浮体连接有系泊缆(4)。
10.一种半潜式风机，包括风机基础，其特征在于，所述风机基础为如权利要求1-9任一项所述的风机基础。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115009486A (zh) * 2022-07-14 2022-09-06 飞马滨(青岛)智能科技有限公司 一种水下机器人的重心调节方法

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