CN114045864A - 一种防腐蚀的海上风电基础 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防腐蚀的海上风电基础，包括桩基础、安装件和牺牲阳极块，桩基础包括第一部分，第一部分位于海床面和海平面之间，安装件安装于第一部分的外壁面，安装件限定出沿水平方向延伸的安装槽，安装件的具有在安装槽的延伸方向上相对的第一端和第二端，第一端和第二端中的至少一者上设有与安装槽连通的开口，安装件导电，牺牲阳极块能够通过开口装入安装槽中并沿安装槽的延伸方向可滑动地设置，位于安装槽中的牺牲阳极块与安装槽的槽壁面接触并浸泡在海水中。本发明实施例的防腐蚀的海上风电基础能够避免桩基础被腐蚀，从而提高桩基础的寿命，且牺牲阳极块更换过程简单快捷，危险系数小，成本较低。

Description

一种防腐蚀的海上风电基础

技术领域

本发明涉及海上风电技术领域，尤其是涉及一种防腐蚀的海上风电基础。

背景技术

风能作为一种清无害的可再生能源，日益受到人类重视。其中相对于陆地风能而言，海上风能资源不仅具有较高的风速，而且距离海岸线较远，不受噪音限值的影响，允许机组制造更为大型化。

海上风电基础是支撑整个海上风力机的关键所在，成本约占整个海上风电投资的20％至25％，对海上风电基础一般要求20年以上的使用寿命,但是由于海上风电基础所处的环境比较恶劣,其位于水下的部分常年受海水的侵蚀，因此海上风电基础防腐要求较高。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

相关基础中海上风电桩基础防腐的措施是在桩基础上焊接牺牲阳极块，但是随着海上风电基础使用时间的延长，牺牲阳极块逐渐消耗，防腐蚀性能也组件降低，若需要更换新的牺牲阳极块，需要潜水员下水进行水下焊接，然而水下焊接操作难度大，技术要求高，危险系数大，且成本高。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种防腐蚀的海上风电基础。

根据本发明实施例的防腐蚀的海上风电基础包括：

桩基础，所述桩基础包括第一部分，所述第一部分位于海床面和海平面之间；安装件，所述安装件安装于所述第一部分的外壁面，所述安装件限定出沿水平方向延伸的安装槽，所述安装件的具有在所述安装槽的延伸方向上相对的第一端和第二端，所述第一端和所述第二端中的至少一者上设有与所述安装槽连通的开口，所述安装件导电；

牺牲阳极块，所述牺牲阳极块能够通过所述开口装入所述安装槽中并沿所述安装槽的延伸方向可滑动地设置，位于所述安装槽中的所述牺牲阳极块与所述安装槽的槽壁面接触并浸泡在海水中。

根据本发明实施例的防腐蚀的海上风电基础利用牺牲阳极块保护桩基础，从而提高桩基础的寿命，且牺牲阳极块更换过程简单快捷，危险系数小，成本较低。

在一些实施例中，所述安装件包括侧板和底板，所述侧板与所述第一部分的外壁面相连，所述侧板、所述底板和所述第一部分的外壁面共同限定出所述安装槽。

在一些实施例中，还包括安装支架，所述安装件与所述安装支架相连，所述安装支架与所述第一部分的外壁面相连，所述安装件通过所述安装支架安装于所述第一部分，所述安装件与所述第一部分在所述第一部分的径向上具有间隔。

在一些实施例中，所述安装件包括侧板和底板，所述安装支架包括第一安装柱和第二安装柱，所述第一安装柱的一端与所述第一部分的外壁面相连，所述第一安装柱的另一端与所述安装件的第一端相连，所述第二安装柱的一端与所述第一部分相连，所述第二安装柱的另一端与所述安装件的第二端相连。

在一些实施例中，所述安装槽的槽壁上开设有沿水平方向延伸的视窗，所述视窗与所述安装槽贯通，所述视窗的宽度小于所述牺牲阳极块的宽度。

在一些实施例中，所述安装件包括多个，多个所述安装件沿所述桩基础的延伸方向排布，和/或，多个所述安装件沿环绕所述桩基础的周向排布。

在一些实施例中，所述安装件为一字形。

在一些实施例中，在所述桩基础的周向方向相邻的两个所述安装件的延伸方向之间的夹角大于等于5度小于180度。

在一些实施例中，所述第一部分的外径为D，在所述桩基础的延伸方向上相邻的两个所述安装件的间距为0.01D-5D，在所述桩基础的周向方向上相邻的两个所述安装件的间距为 0.1D-1.07D。

在一些实施例中，所述牺牲阳极块包括多个子牺牲阳极块，多个所述子牺牲阳极块在水平方向上依次排列。

附图说明

图1是根据本发明第一方面实施例的防腐蚀的海上风电基础示意图。

图2是根据本发明第二方面实施例的防腐蚀的海上风电基础示意图。

附图标记：

桩基础1；第一部分11；

安装件2；安装槽21；底板22，侧板23，视窗230；

第一安装柱31；第二安装柱32；

牺牲阳极块4；子牺牲阳极块40。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面根据图1-2描述本发明的实施例的防腐蚀的海上风电基础。

根据本发明实施例的防腐蚀的海上风电基础包括：桩基础1、安装件2和牺牲阳极块4。

桩基础1包括第一部分11，第一部分11位于海床面和海平面之间；安装件2安装于第一部分11的外壁面，安装件2限定出沿水平方向延伸的安装槽21，安装件2的具有在安装槽21的延伸方向上相对的第一端和第二端，第一端和第二端中的至少一者上设有与安装槽21连通的开口，安装件2导电。牺牲阳极块4能够通过开口装入安装槽21中并沿安装槽21的延伸方向可滑动地设置，位于安装槽21中的牺牲阳极块4与安装槽21的槽壁面接触并浸泡在海水中。

为了使本申请的技术方案更加容易被理解，下面以桩基础1的延伸方向与上下方向一致为例，进一步描述本申请的技术方案，其中上下方向如图1所示。

本领域的技术人员可知，目前常用的桩基础1均为中空的筒状结构，海床面是海水和水底砂石的分界面。桩基础1的下端埋入海床面下方的砂石中，桩基础1的第一部分11位于海床面和海平面之间，第一部分11浸泡在海水中，桩基础1的上端位于海平面上方。

在第一部分11的外壁面安装有安装件2，安装件2内设有沿着水平方向延伸的安装槽 21，安装件2的两端或者其中一端上设有开口，开口与安装槽21连通。安装槽21的延伸方向与安装件2的延伸方向一致，且安装件2能够导电。

牺牲阳极阴极保护法，又称牺牲阳极保护法，是一种防止金属腐蚀的方法，即将还原性较强的金属作为保护极，与被保护金属相连构成原电池，还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应而消耗，被保护的金属作为正极就可以避免腐蚀。在本实施例中，牺牲阳极块4与安装槽21的槽壁面接触并浸泡在海水中，牺牲阳极块4作为负极，桩基础1作为正极，经过一段时间后，牺牲阳极块4逐渐被腐蚀，从而保护桩基础1，进而提高桩基础1 的使用寿命。牺牲阳极块4在被腐蚀的过程中，体积逐渐缩小，牺牲阳极块4在重力的作用下逐渐移动至安装槽21的下部，每过一段时间，工作人员将更换新的牺牲阳极块4。

牺牲阳极块4与安装槽21的槽壁面之间可以相对滑动，牺牲阳极块4与安装槽21之间不需要固定连接。在安装时，将牺牲阳极块4通过开口装入安装槽21中，在需要更换牺牲阳极块4时，工作人员将牺牲阳极块4从开口处取出。需要说明的是，当安装件2只有一端设有开口时，安装件2的另一端设有挡板，用于固定牺牲阳极块4，防止牺牲阳极块4 从安装槽21内窜出。

在相关技术中，牺牲阳极块4需要在水下进行焊接固定，技术难度高，作业时间长，作业危险系数大，成本较高。本实施例的方式，牺牲阳极块4的更换过程简单快捷，危险系数小，成本较低。

根据本发明实施例的防腐蚀的海上风电基础利用牺牲阳极块4保护桩基础1，从而避免桩基础1被腐蚀，进而提高桩基础1的寿命，且牺牲阳极块4更换过程简单快捷，危险系数小，成本较低。

在一些实施例，安装件2包括侧板23和底板22，侧板23与第一部分11的外壁面相连，侧板23、底板22和第一部分11的外壁面共同限定出安装槽21。

例如，安装件2与第一部分11之间没有间隔，安装件2包括一个底板和一个侧板，安装件2的底板22位于安装件2下方，底板22用于支撑牺牲阳极块4的重量，安装件2的侧板23与底板22垂直，侧板23、底板22和第一部分11的外壁面共同限定出安装槽21。牺牲阳极块4安装在安装槽21内的时候，牺牲阳极块4可以直接与桩基础1接触。由此，第一部分11的外周面可以直接作为安装槽21的一个槽面，节省材料，且牺牲阳极块4直接与桩基础1接触，加强牺牲阳极块4直接与桩基础1的连接，防腐效果更好。

在一些实施例，防腐蚀的海上风电基础还包括安装支架，安装件2与安装支架相连，安装支架与第一部分11的外壁面相连，安装件2通过安装支架安装于第一部分11，安装件2与第一部分11在第一部分11的径向上具有间隔。

例如，安装支架(未示出)沿桩基础1的外周面延伸，安装件2与第一部分11之间设有间隔，将多个安装件2与安装支架做成一体，然后将安装支架固定在第一部分11的外壁面上。由此，安装支架的长度比桩基础1小，固定安装件2时更加方便，工作效率高。

需要说明的是，安装支架的具体结构可以根据实际的工况进行设计。

在一些实施例，安装件2包括侧板23和底板22，安装支架包括第一安装柱31和第二安装柱32，第一安装柱31的一端与第一部分11的外壁面相连，第一安装柱31的另一端与安装件2的第一端相连，第二安装柱32的一端与第一部分11相连，第二安装柱32的另一端与安装件2的第二端相连。

例如，如图1和图2所示，安装支架包括第一安装柱31和第二安装柱32，第一安装柱31和第二安装柱32在同一水平高度间隔布置，每一个安装件2通过第一安装柱31和第二安装柱32固定在第一部分11的外壁面上。第一安装柱31位于第二安装柱32的下方，第一安装柱31的一端和第二安装柱32的一端均固定在安装支架上，第一安装柱31的另一端和第二安装柱32的另一端分别固定在安装件2的两端。例如，第一安装柱31的另一端和第二安装柱32的另一端分别固定在底板22的两端。由此，第一安装柱31和第二安装柱 32连在底板22上与连在侧板23上相比，支撑效果更好一些。第一安装柱31和第二安装柱32固定在安装件2的两端，安装件2更加稳固。

在一些实施例，安装槽21的槽壁上开设有沿水平方向延伸的视窗230，视窗230与安装槽21贯通，视窗230的宽度小于牺牲阳极块4的宽度。

例如，如图1和图2所示，视窗230位于安装槽21的槽壁上，视窗230沿着水平方向延伸，视窗230在其延伸方向的长度与安装槽21相同。视窗230的宽度为视窗230在上下方向的尺寸，视窗230的宽度比牺牲阳极块4的宽度小，从而可以防止牺牲阳极块4从视窗230中窜出。由此，视窗230不仅可以方便工作人员观察牺牲阳极块4的位置，而且可以便于牺牲阳极块4与海水的反应，从而更好的保护桩基础1。

需要说明的是，如图1和图2所示，视窗230的位置可以设在侧板23上，也可以设在安装件2的顶壁上。

在本发明的实施例中，视窗230的形状是一个矩形，可以理解的是，在其他一些实施例中，视窗230的形状可以是多个间隔布置的矩形，或者是其他简单的几何图形等，例如三角形、圆形等。

在一些实施例，安装件2包括多个，多个安装件2沿桩基础1的延伸方向(上下方向)排布，和/或，多个安装件2沿环绕桩基础1的周向排布。

例如，多个安装件2的排布形式有多种。

第一种，多个安装件2在上下方向依次排布成类似“梯子”的形状。

第二种，多个安装件2在桩基础1的周向排布，大体呈环形。

第三种，多个安装件2不仅在上下方向依次排布成类似“梯子”的形状，而且多个安装件2在桩基础1的周向排布，大体呈环形。

由此，安装件2的设计满足多样化的要求。

在一些实施例，安装件2为一字形。

例如，如图1和图2所示，安装件2设计为直线形，从而便于加工和安装牺牲阳极块4。

在一些实施例，在桩基础1的周向方向，相邻的两个安装件2的延伸方向之间的夹角大于等于5度小于180度。例如，如图1和图2所示，相邻的两个安装件2的延伸方向之间的夹角大于等于5度小于180度。例如，相邻的两个安装件2的延伸方向之间的夹角可以为5度、10度、60度、90度、120度、180度等。

由此，通过设置不同的角度，可以在桩基础1的周向上设置不同数量的安装件2，从而适应不同的防腐要求。

优选的，相邻的两个安装件2的延伸方向均为90度，由此可在桩基础1的周向上布置 4个安装件2，既能达到防腐的要求，又能节省材料。

在一些实施例，第一部分的外径为D，在桩基础1的延伸方向上相邻的两个安装件2的间距为0.01D-5D，桩基础1的周向方向上相邻的两个安装件2的间距为0.1D-1.07D。在上下方向上相邻的两个安装件2的中心位置的间距为0.01D-5D。例如，在上下方向上相邻的两个安装件2的间距可以为0.01D、1.0D、5.0D等。

在桩基础1的周向方向上相邻的两个安装件2的间距为0.1D-1.07D。例如，在桩基础 1的周向方向上相邻的两个安装件2的间距为0.1D、0.2D、0.5D、0.8D、1.05D、1.07D等。如此设置可以增大安装件2的布置的不规则度，能够最大限度的保护第一部分11的外壁面，提高桩基础1的防腐蚀效果。

在一些实施例，牺牲阳极块4包括多个子牺牲阳极块40，多个子牺牲阳极块40在水平方向上依次排列。

牺牲阳极块4的体积与安装槽21的体积相当，牺牲阳极块4包括多个在水平方向上叠放的子牺牲阳极块40。由此，将牺牲阳极块4做成多块体积较小的，方便携带，在安装牺牲阳极块4时操作方便。

牺牲阳极块4的形状与安装槽21限定的空腔的形状大体一致。例如，在一些实施例中，安装槽21限定的空腔为长方体或圆柱体等，牺牲阳极块4的形状是与安装槽21限定的空腔对应的长方体或圆柱体等。

可以理解的是，牺牲阳极块4也可以做成一个整体。

需要说明的是，牺牲阳极块4的材料为锌或铝等。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种防腐蚀的海上风电基础，其特征在于，包括：

桩基础，所述桩基础包括第一部分，所述第一部分位于海床面和海平面之间；安装件，所述安装件安装于所述第一部分的外壁面，所述安装件限定出沿水平方向延伸的安装槽，所述安装件的具有在所述安装槽的延伸方向上相对的第一端和第二端，所述第一端和所述第二端中的至少一者上设有与所述安装槽连通的开口，所述安装件导电；

牺牲阳极块，所述牺牲阳极块能够通过所述开口装入所述安装槽中并沿所述安装槽的延伸方向可滑动地设置，位于所述安装槽中的所述牺牲阳极块与所述安装槽的槽壁面接触并浸泡在海水中。

2.根据权利要求1所述的防腐蚀的海上风电基础，其特征在于，所述安装件包括侧板和底板，所述侧板与所述第一部分的外壁面相连，所述侧板、所述底板和所述第一部分的外壁面共同限定出所述安装槽。

3.根据权利要求1所述的防腐蚀的海上风电基础，其特征在于，还包括安装支架，所述安装件与所述安装支架相连，所述安装支架与所述第一部分的外壁面相连，所述安装件通过所述安装支架安装于所述第一部分，所述安装件与所述第一部分在所述第一部分的径向上具有间隔。

4.根据权利要求3所述的防腐蚀的海上风电基础，其特征在于，所述安装件包括侧板和底板，所述安装支架包括第一安装柱和第二安装柱，所述第一安装柱的一端与所述第一部分的外壁面相连，所述第一安装柱的另一端与所述安装件的第一端相连，所述第二安装柱的一端与所述第一部分相连，所述第二安装柱的另一端与所述安装件的第二端相连。

5.根据权利要求1所述的防腐蚀的海上风电基础，其特征在于，所述安装槽的槽壁上开设有沿水平方向延伸的视窗，所述视窗与所述安装槽贯通，所述视窗的宽度小于所述牺牲阳极块的宽度。

6.根据权利要求1所述的防腐蚀的海上风电基础，其特征在于，所述安装件包括多个，多个所述安装件沿所述桩基础的延伸方向排布，和/或，多个所述安装件沿环绕所述桩基础的周向排布。

7.根据权利要求6所述的防腐蚀的海上风电基础，其特征在于，所述安装件为一字形。

8.根据权利要求7所述的防腐蚀的海上风电基础，其特征在于，在所述桩基础的周向方向相邻的两个所述安装件的延伸方向之间的夹角大于等于5度小于180度。

9.根据权利要求8所述的防腐蚀的海上风电基础，其特征在于，所述第一部分的外径为D，在所述桩基础的延伸方向上相邻的两个所述安装件的间距为0.01D-5D，在所述桩基础的周向方向上相邻的两个所述安装件的间距为0.1D-1.07D。

10.根据权利要求1所述的防腐蚀的海上风电基础，其特征在于，所述牺牲阳极块包括多个子牺牲阳极块，多个所述子牺牲阳极块在水平方向上依次排列。

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