CN113565124A - 一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构及装配方法，包括风力机构、光伏机构和导架机构，所述光伏机构和风力机构均固定设置在导架机构上，所述导架机构包括导管架和吸力筒，所述吸力筒包括主筒、辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ，所述主筒的直径大于辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ的直径，所述辅筒Ⅱ和辅筒Ⅰ的直径相等，所述主筒上固定设置有过渡件，所述过渡件的上方与风力机构法兰连接，所述过渡件的侧面与导管架固定连接，所述导管架的下方与辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ抱箍连接，所述导管架的上方与光伏机构固定连接。本发明采用主筒的直径大于等直径的辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ，使风力机构能够更加稳定地固定在海上，提高了基础结构的稳定性和牢固性，降低了基础结构的施工难度。

Description

一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构及装配方法

技术领域

本发明属于海上发电基础设施的技术领域，具体涉及一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构及装配方法。

背景技术

随着海上风力发电的不断发展，海上发电的电度需求量也在不断增加，由于传统的海上风电基础结构造价成本较高，故需对风电基础结构进行相应的改进才能适应日益增减的电度需求，继而摊薄海上风力发电的电度成本。现阶段已有风力发电与光伏发电相结合的方式进行海上发电，来降低发电的电度成本，但这种发电方式的基础结构较为复杂，施工难度也较大。

经过检索，中国专利授权公告号CN208364303U，公告日2019年01月11日，公开了一种光伏与风机联合发电的海上半潜式平台发电系统，文中提出“包括风机发电机组系统、塔架、光伏发电系统、升压站系统、半潜式浮式基础和减摇平衡水舱系统；风机发电机组系统包括发电机组、叶片、轮毂和机舱；发电机组通过轮毂与叶片固定连接；机舱位于塔架的顶部；塔架的底部固定到半潜式浮式基础；发电机组与升压站系统电性连接”，此现有技术虽能解决海上发电的电度成本问题，但此现有技术的基础结构复杂，施工难度较大，相应的设计成本也就较高。为此，需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构，以解决上述背景技术中提出的现阶段风力与光伏相结合的发电方式的基础结构较复杂，施工难度大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构，包括风力机构、光伏机构和导架机构，所述光伏机构和风力机构均固定设置在导架机构上，所述导架机构包括导管架和吸力筒，其特征在于，所述吸力筒包括主筒、辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ，所述主筒的直径大于辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ的直径，所述辅筒Ⅱ和辅筒Ⅰ的直径相等，所述主筒上固定设置有过渡件，所述过渡件的上方与风力机构法兰连接，所述过渡件的侧面与导管架固定连接，所述导管架的下方与辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ抱箍连接，所述导管架的上方与光伏机构固定连接。

其中，所述主筒、辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ上各设置有一个用于辅助吸力筒下沉的抽气装置，所述辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ的内部各固定设置有一个用于固定导管架的桩柱基础，所述桩柱基础抱箍连接有立柱，所述立柱上水平固定连接有横梁，所述横梁分为梁Ⅰ、梁Ⅱ和梁Ⅲ，所述梁Ⅰ通过辅筒Ⅰ的桩柱基础与梁Ⅱ相接设置，所述梁Ⅱ通过辅筒Ⅱ的桩柱基础与梁Ⅲ相接设置，所述梁Ⅲ通过过渡件与梁Ⅰ相接设置，两两相接设置的所述梁Ⅰ、梁Ⅱ和梁Ⅲ之间设置有用于固定光伏板的三角平台，所述三角平台上设置有檩条，所述檩条上固定设置有支座，所述支座与光伏板旋转连接，所述光伏板通过支座固定设置在檩条上。

所述风力机构包括风电塔架，所述风力塔架的下方通过过渡件与主筒固定连接，所述风力塔筒的侧面通过过渡件与梁Ⅰ和梁Ⅲ固定连接，所述梁Ⅰ和梁Ⅲ通过桩柱基础分别与梁Ⅱ固定连接，使三角平台在梁Ⅰ、梁Ⅱ和梁Ⅲ的固定下与风力塔筒固定连接，从而使光伏板能在三角平台的固定下与风力塔筒配合设置。

一种海上风电和光伏的基础结构的装配方法具体包括步骤如下：

1）在陆地上分别对主筒、辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ内部浇注形成桩柱基础；

2）先在主筒的桩柱基础上固定上过渡件，待固定风电塔架所用，在辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ的桩柱基础上各抱箍连接一个立柱，再在两个立柱和过渡件之间分别对接上梁Ⅰ、梁Ⅱ和梁Ⅲ，然后在梁Ⅰ、梁Ⅱ和梁Ⅲ之间固定上三角平台，在三角平台上固定上檩条，待固定光伏板所用，即完成初步的基础结构；

3）将初步的基础结构通过吊机放置到运输船上转运至设定海域进行下沉，下沉后先将风电塔架固定设置在过渡件上，再将光伏板通过支座固定在檩条上，最终完成基础结构的装配。

现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明采用主筒的直径大于等直径的辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ，使风力机构能够在大直径的主筒的固定下更加稳定地固定在海上，从而使光伏机构能够在等直径的辅筒Ⅱ和辅筒Ⅰ固定导管架下保持平衡度，再利用主筒、辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ呈等边三角形态设置，有效地提高了基础结构的稳定性和牢固性，通过主筒上固定设置的过渡件，在过渡件的侧面固定连接有导管架，使风力机构和光伏机构相结合地固定在一起，在简化基础结构的，同时又有效地降低了基础结构的施工难度。

2.本发明通过抽气装置调整主筒、辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ内部的气压，使基础结构能够在下沉时更加均匀，有效地提升了基础结构下沉的平衡度。

3.本发明通过桩柱基础抱箍连接立柱，立柱连接横梁，横梁连接过渡件，使横梁的梁Ⅰ、梁Ⅱ和梁Ⅲ两两相接设置围成等边三角形的三角平台，再在三角平台上通过檩条连接支座，使光伏板能够在支座的支撑下平稳地进行旋转，从而满足了海上发电的需求量，不仅有效地降低了设计及施工成本，还有效地降低发电的电度成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的吸力筒结构分布示意图；

图3为本发明的导管架俯视结构示意图；

图4为本发明的三角平台结构示意图；

图5为本发明的立柱与桩柱基础抱箍结构示意图。

其中：1、主筒；2、辅筒Ⅰ；3、辅筒Ⅱ；4、风电塔架；5、光伏板；6、顶板；7、过渡件；8、桩柱基础；9、立柱；10、梁Ⅰ；11、梁Ⅱ；12、梁Ⅲ；13、三角平台；14、檩条；15、支座；16、抽气装置。

具体实施方式

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。

实施例1：（以基础结构施工为例）

请参阅图1-图5，一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构及装配方法，包括主筒1、辅筒Ⅰ2、辅筒Ⅱ3、风电塔架4和光伏板5，主筒1的上部有顶板6，顶板6一侧设置有抽气装置16，顶板6的中间通过焊接固定设置有过渡件7，过渡件7上方通过法兰与风电塔架4法兰连接，使风电塔架4能够在过渡件7的支撑下固定在主筒1上，主筒1的两侧斜面分别设置有辅筒Ⅰ2和辅筒Ⅱ3，使主筒1与辅筒Ⅰ2、主筒1与辅筒Ⅱ3以及辅筒Ⅰ2与辅筒Ⅱ3距离相等，形成一个等边三角形的基桩结构，且主筒1的直径大于等直径的辅筒Ⅰ2和辅筒Ⅱ3，使风电塔架4能够在大直径的主筒1的固定下更加稳定地固定在海上，辅筒Ⅰ2和辅筒Ⅱ3的上部一侧均设置有抽气装置16，而内部均设置有桩柱基础8，桩柱基础8上抱箍连接有立柱9，而辅筒Ⅰ2和辅筒Ⅱ3之间通过立柱9水平固定连接有梁Ⅰ10，梁Ⅰ10通过辅筒Ⅰ2上固定的立柱9与梁Ⅱ11的一端对接，梁Ⅱ11的另一端通过主筒1上固定的过渡件7与梁Ⅲ12的一端对接，而梁Ⅲ12的另一端通过辅筒Ⅱ3上固定的立柱9与梁Ⅰ10对接，使梁Ⅰ10、梁Ⅱ11和梁Ⅲ12通过等边三角形基桩结构的主筒1、辅筒Ⅰ2和辅筒Ⅱ3同样围成了一个等边三角形的三角平台13，而三角平台13上设置有檩条14，檩条14上固定有支座15，支座15旋转连接有光伏板5，使光伏板5通过支座15及檩条14固定设置三角平台13，从而使光伏板5通过等边三角形基桩结构与风电塔架4相连，实现了光伏板5与风电塔架4一体式基础结构的目的。

本实施例的工作原理及使用流程：当需要增大海上发电量时，施工人员先在陆地上将过渡件7固定在主筒1上，待固定风电塔架4所用，将立柱9分别抱箍在辅筒Ⅰ2和辅筒Ⅱ3上，再在过渡件7和立柱9之间分别对接连接梁Ⅰ10、梁Ⅱ11和梁Ⅲ12，而后将三角平台13固定在在梁Ⅰ10、梁Ⅱ11和梁Ⅲ12之间，再在三角平台13固定上檩条14，待固定光伏板5所用，使之形成一个等边三角形基础结构，在简化基础结构的，同时又有效地降低了基础结构的施工难度，然后通过吊机将此等边三角形基础结构放置到运输船上，再由运输船转运至设定海域进行下沉。

实施例2：（以基础结构下沉为例）

请参阅图1-图5，一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构及装配方法，包括主筒1、辅筒Ⅰ2、辅筒Ⅱ3、风电塔架4和光伏板5，当需要基础结构下沉时，分别打开主筒1、辅筒Ⅰ2和辅筒Ⅱ3上的抽气装置16，使得主筒1、辅筒Ⅰ2和辅筒Ⅱ3在抽气装置16打开下排出筒内的气体，从而使筒内的压力形成负压，而后在负压力作用下使主筒1、辅筒Ⅰ2和辅筒Ⅱ3形成的垂直向下的作用力，这种作用力与土体、基础之间的摩擦力起到相互平衡的作用，既而形成临界平衡稳定的向下移动状态，使等边三角形基桩结构能够缓慢均匀下沉，从而带动一体式基础结构缓慢均匀下沉。

实施例3：（以安装光伏板5和风电塔架4为例）

请参阅图1-图5，一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构及装配方法，包括主筒1、辅筒Ⅰ2、辅筒Ⅱ3、风电塔架4和光伏板5，当基础机构下沉后，施工人员将风电塔架4通过法兰固定在过渡件7上，再将光伏板5通过支座15固定在三角平台13上，使风电塔架4和光伏板5能够在基础结构的固定下而形成一体化结构，从而保证了风力发电和光伏发电的稳定性，满足了海上发电的需求量，不仅有效地降低了施工成本，还有效地降低发电的电度成本。

Claims (9)

1.一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构，包括风力机构、光伏机构和导架机构，所述光伏机构和风力机构均固定设置在导架机构上，所述导架机构包括导管架和吸力筒，其特征在于，所述吸力筒包括主筒、辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ，所述主筒的直径大于辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ的直径，所述辅筒Ⅱ和辅筒Ⅰ的直径相等，所述主筒上固定设置有过渡件，所述过渡件的上方与风力机构法兰连接，所述过渡件的侧面与导管架固定连接，所述导管架的下方与辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ抱箍连接，所述导管架的上方与光伏机构固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构，其特征在于，所述主筒、辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ上各设置有一个抽气装置。

3.根据权利要求1所述的一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构，其特征在于，所述辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ的内部各固定设置有一个桩柱基础，所述桩柱基础与导管架抱箍连接。

4.根据权利要求1所述的一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构，其特征在于，所述导管架包括立柱和横梁，所述横梁水平固定设置在过渡件和立柱上，所述立柱垂直抱箍设置在桩柱基础上。

5.根据权利要求1所述的一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构，其特征在于，所述横梁分为梁Ⅰ、梁Ⅱ和梁Ⅲ，所述梁Ⅰ通过辅筒Ⅰ的桩柱基础与梁Ⅱ相接设置，所述梁Ⅱ通过辅筒Ⅱ的桩柱基础与梁Ⅲ相接设置，所述梁Ⅲ通过过渡件与梁Ⅰ相接设置，两两相接设置的所述梁Ⅰ、梁Ⅱ和梁Ⅲ之间设置有三角平台。

6.根据权利要求5所述的一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构，其特征在于，所述三角平台上设置有檩条，所述檩条上固定设置有支座，所述支座与光伏机构旋转连接。

7.根据权利要求1所述的一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构，其特征在于，所述光伏机构包括光伏板，所述光伏板与支座旋转连接，所述光伏板通过支座固定设置在檩条上。

8.根据权利要求1所述的一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构，其特征在于，所述风力机构包括风电塔架，所述风力塔架的下方通过过渡件与主筒固定连接，所述风力塔筒的侧面通过过渡件与梁Ⅰ和梁Ⅲ固定连接，所述梁Ⅰ和梁Ⅲ通过桩柱基础分别与梁Ⅱ固定连接。

9.如权利要求1-8任意一项所述的一种吸力筒式海上风电和光伏的基础结构的装配方法，其特征在于，包括具体步骤如下：

1）在陆地上分别对主筒、辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ内部浇注形成桩柱基础；

2）先在主筒的桩柱基础上固定上过渡件，待固定风电塔架所用，在辅筒Ⅰ和辅筒Ⅱ的桩柱基础上各抱箍连接一个立柱，再在两个立柱和过渡件之间分别对接上梁Ⅰ、梁Ⅱ和梁Ⅲ，然后在梁Ⅰ、梁Ⅱ和梁Ⅲ之间固定上三角平台，在三角平台上固定上檩条，待固定光伏板所用，即完成初步的基础结构；

3）将初步的基础结构通过吊机放置到运输船上转运至设定海域进行下沉，下沉后先将风电塔架固定设置在过渡件上，再将光伏板通过支座固定在檩条上，最终完成基础结构的装配。

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