CN113815797A - 一种立柱外斜的半潜式浮式风电平台 - Google Patents

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张法富
杨小龙
赵明
陈�峰
宋安科
梁瑜
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乔晓国
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Abstract

本发明公开了一种立柱外斜的半潜式浮式风电平台，包括三个外斜立柱、中间立柱、箱型旁通、三根斜撑，三个所述外斜立柱呈等边三角形分布，所述中间立柱设置在三个所述外斜立柱之间，所述中间立柱顶部通过所述三根斜撑与每个所述外斜立柱连接，所述中间立柱底部通过箱型旁通连接三个所述外斜立柱，本发明能够有效降低浮式平台重心，改善稳性，减小浮式平台主尺度，降低建造用钢量。

Description

一种立柱外斜的半潜式浮式风电平台
技术领域
本发明涉及海上浮式风电平台技术领域，具体而言，涉及一种立柱外斜的 半潜式浮式风电平台。
背景技术
风电是实现碳中和目标的重要途径，由于深远海范围更广、风能资源更丰 富、风速更稳定，且不会与海上渔场、航线等发生冲突，因此伴随着陆上乃至 潮间带、近海机位的逐渐饱和，风电场建设走向深远海已成为必然趋势，且正 呈现加速发展的态势。在此背景下，海上漂浮式风电技术必将迎来快速发展的 机遇期。
浮式风电平台目前主要有四类，分别为驳船式、半潜式、单柱式和张力腿 式。其中单柱式适用于100米以上水深，且立柱长度过大导致制造、安装及运 维难度大；张力腿式对高频二阶力敏感，筋腱承受载荷较大，张力腿系泊系统 安装工艺复杂、费用高；驳船式重量极大，极端天气下稳性欠佳，波频响应敏 感；半潜式建造结构性对复杂，但适用水深范围广，40米以上水深均适用、结 构重量轻、安装与运维方便，且运行可靠。
根据海上浮式风电平台的特点，本发明提供主尺度较小、结构形式相对简 单且运动性能优良的一种半潜式浮式风电平台。
发明内容
本发明旨在一定程度上解决上述技术问题。
有鉴于此，本发明提供了一种立柱外斜的半潜式浮式风电平台，该立柱外 斜的半潜式浮式风电平台能够有效降低浮式平台重心，改善稳性，减小浮式平 台主尺度，降低建造用钢量。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种立柱外斜的半潜式浮式风电平 台，包括三个外斜立柱、中间立柱、箱型旁通、三根斜撑，三个所述外斜立柱 呈等边三角形分布，所述中间立柱设置在三个所述外斜立柱之间，所述中间立 柱顶部通过所述三根斜撑与每个所述外斜立柱连接，所述中间立柱底部通过箱 型旁通连接三个所述外斜立柱。
进一步，所述中间立柱采用圆筒形结构。
进一步，所述底部旁通为箱型结构。
进一步，三个所述外斜立柱和所述箱型旁通内设有压载舱。
进一步，所述中间立柱底部外侧布置系泊系统连接件。
进一步，所述中间立柱顶部设置有舱口盖。
本发明的技术效果在于：(1)浮式风电平台边立柱采用外斜式设计，部 分底部压载舱采用钢砂等高密度固定压载物，能够有效降低浮式平台重心，改 善稳性，减小浮式平台主尺度，降低建造用钢量；
(2)相较于垂直立柱设计，外斜立柱有利于增大立柱间距，使得平台的水 线面惯性矩较大，能够获得较大的抗倾覆回复力矩刚度，可有效改善浮式平台 稳性，减小浮式平台纵/横摇运动及系泊系统的受力；
(3)外斜立柱设计增大了浮体绕流的三维效应，抑制涡激振动的产生，减 小平台、系泊系统、海缆等结构的疲劳损伤；
(4)外斜立柱设计能够减小立柱内侧边波浪的相互干扰和叠加效应，降低 波浪爬升高度；
(5)风机塔筒安装与中间立柱，使得浮式平台重心位置和浮心位置在同一 直线，有利于压载水配平及结构安全，省却压载水自动调节系统。
附图说明
图1是根据本发明的一种立柱外斜的半潜式浮式风电平台的侧视图；
图2是根据本发明的一种立柱外斜的半潜式浮式风电平台的顶部平面图；
图3是根据本发明的一种立柱外斜的半潜式浮式风电平台的底部的平面 图。
其中，1-外斜立柱；2-中间立柱；3-箱型旁通；4-斜撑。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人 员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
需要说明的是，一种立柱外斜的半潜式浮式风电平台，为深远海大型浮式 风机提供满足风机力学特性的支撑结构，外斜立柱1内部设置压载水舱和固定 物压载舱，立柱底部外侧布置系泊系统连接件，顶部布置舱口盖、围栏等，立 柱一侧布置靠船件、登船舷梯；中间立柱2顶部与风机塔筒通过法兰进行连接； 箱型旁通3内部设置压载水舱；横撑结构4为圆筒形结构，横撑上设置通道， 连接三根边立柱与中间立柱。
如图1、图2和图3所示，一种立柱外斜的半潜式浮式风电平台，包括三 个外斜立柱1、中间立柱2、箱型旁通3、三根斜撑4，三个外斜立柱1呈等边 三角形分布，中间立柱2设置在三个外斜立柱1之间，中间立柱2顶部通过三 根斜撑4与每个外斜立柱1连接，中间立柱2底部通过箱型旁通3连接三个外 斜立柱1。
根据本发明的具体实施例，一种立柱外斜的半潜式浮式风电平台，外斜立 柱1有利于增大立柱间距，使得平台的水线面惯性矩较大，可有效改善浮式平 台稳性，减小浮式平台纵/横摇运动及系泊系统的受力；中间立柱2设置在三个 外斜立柱1之间，三个外斜立柱1呈等边三角形分布，增大了浮体绕流的三维 效应，抑制涡激振动的产生，减小平台、系泊系统、海缆等结构的疲劳损伤； 外斜立柱设计能够减小立柱内侧边波浪的相互干扰和叠加效应，降低波浪爬升 高度；风机塔筒安装与中间立柱，使得浮式平台重心位置和浮心位置在同一直 线，便于压载水配平。
具体的，外斜立柱的优势在于：外斜立柱底部采用钢砂等高密度固定压载 物，能够有效降低浮式平台重心，改善稳性，减小浮式平台主尺度，降低建造 用钢量；外斜立柱有利于增大立柱间距，使得平台的水线面惯性矩较大，可有 效改善浮式平台稳性，减小浮式平台纵/横摇运动及系泊系统的受力；外斜立柱 设计增大了浮体绕流的三维效应，抑制涡激振动的产生，减小平台、系泊系统、 海缆等结构的疲劳损伤；外斜立柱设计能够减小立柱内侧边波浪的相互干扰和 叠加效应，降低波浪爬升高度；风机塔筒安装与中间立柱，使得浮式平台重心 位置和浮心位置在同一直线，便于压载水配平。
具体的，中间立柱2采用圆筒形结构。
具体的，底部旁通为箱型结构。
具体的，三个外斜立柱1和箱型旁通3内设有压载舱。
具体的，中间立柱2底部外侧布置系泊系统连接件。
具体的，中间立柱2顶部设置有舱口盖。
一种立柱外斜的半潜式浮式风电平台的工作过程如下：根据浮式风电平台 生命周期不同阶段，分为服役前工况(下水、码头集成、湿拖、海上安装等) 和在位工况。立柱外斜设计能够使浮式风电平台主尺度较小，采用钢砂等高密 度固定压载物使得本发明服役前吃水较小，能够适应中国大部分码头及港口航 道的水深要求，同时使风机和浮式平台集成后进行浅吃水湿拖成为可能。拖至 目标海域后，浮式平台与系泊系统进行回接作业，通过压载调至工作吃水，由 于边立柱采用外斜设计，增大了浮体的辐射阻尼和浮式绕流的三维效应，因此 浮式基础可获得较佳的耐波性能，从而满足风机机组加速度及运行限制条件。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护 范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换， 均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种立柱外斜的半潜式浮式风电平台，其特征在于，包括三个外斜立柱、中间立柱、箱型旁通、三根斜撑，三个所述外斜立柱呈等边三角形分布，所述中间立柱设置在三个所述外斜立柱之间，所述中间立柱顶部通过所述三根斜撑与每个所述外斜立柱连接，所述中间立柱底部通过箱型旁通连接三个所述外斜立柱。
2.根据权利要求1所述的立柱外斜的半潜式浮式风电平台，其特征在于，所述中间立柱采用圆筒形结构。
3.根据权利要求1所述的立柱外斜的半潜式浮式风电平台，其特征在于，所述底部旁通为箱型结构。
4.根据权利要求1所述的立柱外斜的半潜式浮式风电平台，其特征在于，三个所述外斜立柱和所述箱型旁通内设有压载舱。
5.根据权利要求1所述的立柱外斜的半潜式浮式风电平台，其特征在于，所述中间立柱底部外侧布置系泊系统连接件。
6.根据权利要求1所述的立柱外斜的半潜式浮式风电平台，其特征在于，所述中间立柱顶部设置有舱口盖。
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