CN114776514B - 海上风电平台半潜平台及其下浮体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种海上风电平台半潜平台及其下浮体，包括浮台，所述浮台两侧固定安装有浪潮发电机组，两侧的所述浪潮发电机组远离浮台一侧活动设置有若干浮力摆臂，若干所述浮力摆臂远离浪潮发电机组一端均固定安装有浮球，所述摆臂槽两侧均开设有与出气道连通的突出式遮挡孔，两侧的所述突出式遮挡孔均与橡胶挡片活动配合，本发明在海洋风浪发生时自动操动升降杆下降，进而防止风机在恶劣环境下发生倾覆风险，同时浮台两侧还设置有浪潮发电机组，该浪潮发电机组不仅作为发电装置，还作为海面风浪的检测机构，通过浮力摆臂的上下震荡自动完成升降杆的升降操作，大大提高了浮台的自动化反应能力，无需人工监控海面状况，提高了浮潜平台的安全性。

Description

海上风电平台半潜平台及其下浮体

技术领域

本发明涉及风电浮潜平台技术领域，具体为一种海上风电平台半潜平台及其下浮体。

背景技术

现有技术中公开号为“CN108750031A”的一种防风浪水上装置及其工作方法（分类号为B63B35/44），该防风浪水上装置包括漂浮机构与预设重块，漂浮机构设有装水腔室，预设重块用于通过牵引件与漂浮机构相连。当遇上风浪天气时，先将预设重块通过牵引件与漂浮机构相连，然后向漂浮机构的装水腔室的进出水口中注入水，从而能使漂浮机构沉入到水下面预设深度，当漂浮机构沉入到水下面预设深度后，由于预设重块相应掉落到水底，漂浮机构不再下沉，悬浮固定在水中，如此便能逃避水面上的风浪袭击，减小损坏程度，待风浪天气过后，可以将漂浮机构的装水腔室内的水向外抽出，漂浮机构在自身浮力作用下慢慢返回到水面上，并在漂浮机构稳定时将预设重块取消掉使漂浮机构恢复以前的承载能力。

但是上述该防风浪水上装置在使用过程中仍然存在较为明显的缺陷：1、上述装置在海上风浪发生时通过将漂浮机构整体沉入海底，从而防止风浪对漂浮机构产生伤害，但该种整体式淹没方式容易造成漂浮装置受到海水侵蚀，且风浪发生时海面以下同样暗流涌动，其对漂浮机构同样会造成剧烈冲击；上述装置及现有技术中的风电半潜平台通常通过人工进行避浪操作，但由于同一海面不同位置波动状态不一致，而人工操作无法对局部波动较大的海面进行针对性调节，进而造成局部半潜平台倾覆等严重影响，且现有海面半潜式风机平台的发电形势较为单一，难以最大化利用能源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海上风电平台半潜平台及其下浮体，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种海上风电平台半潜平台，包括浮台，所述浮台两侧固定安装有浪潮发电机组，两侧的所述浪潮发电机组远离浮台一侧活动设置有若干浮力摆臂，若干所述浮力摆臂远离浪潮发电机组一端均固定安装有浮球，若干所述浮力摆臂升降驱动发电主轴旋转，两侧的所述发电主轴分别接入各自所在浪潮发电机组的变速箱输入端，两侧的所述变速箱输出端与磁感发电线圈连接，两侧的所述磁感发电线圈旋转切割磁感线发电，所述磁感发电线圈活动安装于磁感发电箱内；

所述浮台中部升降式安装有升降杆，所述升降杆顶部固定安装有风机机组，所述升降杆远离风机机组一端固定安装有潜浮箱，所述潜浮箱上开设有进气孔和出气孔，所述进气孔和出气孔均与潜浮箱内设置的排水袋连通，所述进气孔通过中空伸缩连杆与浮台上部设置的泵气机连通，所述出气孔经中空伸缩连杆及浮台与两侧浪潮发电机组内部开设的出气道连通；

两侧的所述浪潮发电机组上开设有与浮力摆臂数量一致的摆臂槽，所述摆臂槽两侧均开设有与出气道连通的突出式遮挡孔，两侧的所述突出式遮挡孔均与橡胶挡片活动配合，所述橡胶挡片固定安装在若干浮力摆臂两侧；

所述突出式遮挡孔上设置有固定式导电片，所述橡胶挡片上设置有与固定式导电片活动配合的活动导电片，若干所述固定式导电片及活动导电片的组合串联式接入泵气机电路中用于活动式导通泵气机工作；

所述排水袋一端还固定安装有推板，所述推板上设置有接触式弹片，所述接触式弹片与潜浮箱一侧设置的通断插销活动配合，所述接触式弹片串联式接入泵气机所在电路，所述通断插销用于断开接触式弹片所在的电路。

优选的，若干所述浮力摆臂通过单向轮爪套活动套装在棘轮盘上，所述棘轮盘均固定安装在发电主轴上。

优选的，所述浮台上还固定安装有支撑套筒，所述支撑套筒活动套设在升降杆外侧，所述风机机组底部的升降杆上还固定安装有支撑环，所述支撑环与支撑套筒活动配合。

优选的，所述浪潮发电机组通过钢索与海底固定设置的定位桩连接。

一种下浮体，包括根据海面波动自动进行升降的风机组件，该风机组件采用上述的海上风电平台半潜平台。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在海洋风浪发生时自动操动升降杆下降，从而降低浮台整体的重心，进而防止风机在恶劣环境下发生倾覆风险，当风浪止息后自动控制升降杆上升，从而使得风机机组能够最大程度利用海面风能；

2、本发明的浮台两侧还设置有浪潮发电机组，在风浪来临时，浮力摆臂在海面起伏风浪的驱动下进行升降，从而带动磁感发电线圈旋转完成发电操作，同时，浮力摆臂还作为海面风浪的检测机构，在风浪发生时，通过浮力摆臂的上下震荡自动完成排水袋的放气操作，且在风浪平息后自动操动泵气机工作向排水袋内部充气，大大提高了浮台的自动化反应能力，无需人工监控海面状况，提高了浮潜平台的安全性。

本发明在海洋风浪发生时自动操动升降杆下降，进而防止风机在恶劣环境下发生倾覆风险，同时

浮台两侧还设置有浪潮发电机组，该浪潮发电机组不仅作为发电装置，还作为海面风浪的检测机构，通过浮力摆臂的上下震荡自动完成升降杆的升降操作，大大提高了浮台的自动化反应能力，无需人工监控海面状况，提高了浮潜平台的安全性。

附图说明

图1为本发明的整体结构立体示意图；

图2为本发明的钢索连接结构示意图；

图3为本发明的浪潮发电机组整体结构立体示意图；

图4为本发明的发电主轴连接结构示意图；

图5为本发明的浪潮发电机组剖视示意图；

图6为本发明的排水袋收缩状态结构示意图；

图7为本发明的排水袋充盈状态结构示意图；

图8为本发明的泵气机电路图；

图9为本发明的A区域放大结构示意图；

图10为本发明的B区域放大结构示意图；

图11为本发明的C区域放大结构示意图。

图中：1浮台、2浪潮发电机组、3浮力摆臂、4浮球、5发电主轴、6变速箱、7磁感发电线圈、8升降杆、9风机机组、10潜浮箱、11进气孔、12出气孔、13排水袋、14泵气机、15中空伸缩连杆、16出气道、17摆臂槽、18突出式遮挡孔、19橡胶挡片、20固定式导电片、21活动导电片、22单向轮爪套、23棘轮盘、24支撑套筒、25支撑环、26推板、27接触式弹片、28通断插销、29定位桩、30钢索、31磁感发电箱。

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，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。

实施例：

请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：

实施例一：

一种海上风电平台半潜平台，包括浮台1，浮台1两侧固定安装有浪潮发电机组2，两侧的浪潮发电机组2远离浮台1一侧活动设置有若干浮力摆臂3，若干浮力摆臂3远离浪潮发电机组2一端均固定安装有浮球4，若干浮力摆臂3升降驱动发电主轴5旋转，两侧的发电主轴5分别接入各自所在浪潮发电机组2的变速箱6输入端，两侧的变速箱6输出端与磁感发电线圈7连接，两侧的磁感发电线圈7旋转切割磁感线发电，所述磁感发电线圈7活动安装于磁感发电箱31内；

浮台1中部升降式安装有升降杆8，升降杆8顶部固定安装有风机机组9，升降杆8远离风机机组9一端固定安装有潜浮箱10，潜浮箱10上开设有进气孔11和出气孔12，进气孔11和出气孔12均与潜浮箱10内设置的排水袋13连通，进气孔11通过中空伸缩连杆15与浮台1上部设置的泵气机14连通，出气孔12经中空伸缩连杆15及浮台1与两侧浪潮发电机组2内部开设的出气道16连通；

两侧的浪潮发电机组2上开设有与浮力摆臂3数量一致的摆臂槽17，摆臂槽17两侧均开设有与出气道16连通的突出式遮挡孔18，两侧的突出式遮挡孔18均与橡胶挡片19活动配合，橡胶挡片19固定安装在若干浮力摆臂3两侧；

突出式遮挡孔18上设置有固定式导电片20，橡胶挡片19上设置有与固定式导电片20活动配合的活动导电片21，若干固定式导电片20及活动导电片21的组合串联式接入泵气机14电路中用于活动式导通泵气机14工作。

在该实施例中，浮台1通过自身浮力漂浮在海面上，浪潮发电机组2固定安装在浮台1两侧，浮力摆臂3在海面起伏波动下进行震荡，通过震荡带动发电主轴5旋转，发电主轴5通过加速式变速箱6将动能传递至磁感发电线圈7内，通过磁感发电线圈7的高速转动在磁感发电箱31内切割磁感线发电，该发电组件采用现有技术中的旋转线圈切割磁感线发电原理，其结构已被现有技术充分公开，本发明在现有发电机原理的基础上，通过合理设计磁感发电线圈7及磁感发电箱31的尺寸，可将其顺利运用于海上，利用海面波动产生的势能带动浮力摆臂3上下摇曳，在摇曳过程中通过单向传递动能从而带动发电主轴5旋转，利用发电主轴旋转实现磁感发电线圈7的单向持续旋转，从而将海面波浪产生的动能转化为电能，该同时该浮台1上还升降式设置有风机机组9，风机机组9利用海上风力进行发电，风机机组9安装在升降杆8上，升降杆8随着潜浮箱10充放气而同步升降，当潜浮箱10内部排水袋13收缩时，海水进入潜浮箱10内部，此时风机机组9及升降杆8随潜浮箱10一起下沉，当排水袋13充气时，潜浮箱10内部气体充盈从而排出海水，此时潜浮箱10向上的浮力克服升降杆8及风机机组9的重力做功，从而将风机机组9向上抬升，当风机机组9处于最低位置时，此时浮台1整体重心下降，进而使得海浪冲击下浮台1处于低重心状态，能够有效防止浮台1及其连接装置倾覆，同理，当风机机组9处于最高点时，由于海面以上的风力高于海面低处，此时能够最大程度利用风能，进而提高风机机组9的风能利用率，同时浪潮发电机组2的浮力摆臂3不仅作为浪潮发电机组2的发电部件，还作为升降杆8系统的海面浪潮检测装置，当海面平静时，浮力摆臂3在浮球4的作用下保持平静，此时橡胶挡片19用以将突出式遮挡孔18进行遮挡，且固定式导电片20与活动导电片21配合，泵气机14所在电路处于连通状态，该泵气机14通过设置在浮台1内部的储能装置进行供电，本实施例的泵气机14采用上海豪冠机电设备有限公司生产的RHG610-7H2型高压鼓风机作为泵气装置，通过该鼓风机能够快速向排水袋13内部供气，在该过程中，泵气机14通过中空伸缩连杆15向排水袋13内泵气，使得升降杆8处于上浮状态，且排水袋13内的气体无法排除，当海面产生小范围的波动时，橡胶挡片19的活动不足以离开突出式遮挡孔18，此时仍然能够保持排水袋13处于充盈状态，当海面波动较大时，海面起伏带动浮力摆臂3产生上下大幅震荡，此时随着浮力摆臂3的上下震动，橡胶挡片19间歇式脱离突出式遮挡孔18，由于两侧的浪潮发电机组2上设置有多组摆臂槽17，因此在海水的压力下，迫使排水袋13内的气体通过突出式遮挡孔18排出，此时固定式导电片20与活动导电片21间歇脱离，致使泵气机14停止工作，进而导致排水袋13内的气体在海水压力作用下通过突出式遮挡孔18排空，此时受到风机机组9以及升降杆8自身重力作用，升降杆8下降直至风机机组9到达最低点，通过该种方式，致使浮台1整体重心下降，从而躲避风浪冲击发生倾覆的风险，在该过程中，风机机组9可通过锁止机构停止工作，而在该过程中，浪潮发电机组2处于持续发电状态，当海面风浪变小或者回归平静时，此时橡胶挡片19恢复与突出式遮挡孔18配合，固定式导电片20与活动导电片21再次配合，此时泵气机14重新工作向排水袋13内泵气，使得升降杆8处于上浮状态，此外，浪潮发电机组2的设置还能够将浮台1周围的海水起伏势能转化为动能，进而降低浮台1周围海面的起伏高度，结合说明书附图1、4和5可知，浪潮发电机组2上设置的若干组浮力摆臂3，其中一个浮力摆臂3发生较大范围的起伏波动，该泵气机14均停止工作且发生排气现象，进而通过多组浮力摆臂3的设置更加全面进行海面起伏检测，最大程度保证浮台1及其连接结构的稳定性。

排水袋13一端还固定安装有推板26，推板26上设置有接触式弹片27，接触式弹片27与潜浮箱10一侧设置的通断插销28活动配合，接触式弹片27串联式接入泵气机14所在电路，通断插销28用于断开接触式弹片27所在的电路，通过通断插销28插入接触式弹片27时，迫使接触式弹片27两侧的金属弹片分离，进而致使接触式弹片27所在的电路发生断路，同时将接触式弹片27串联式设置于泵气机14所在电路，当排水袋13充气完毕后，接触式弹片27接触通断插销28使得电路断路，进而智能控制泵气机14的工作。

实施例二：

在该实施例中，若干浮力摆臂3通过单向轮爪套22活动套装在棘轮盘23上，棘轮盘23均固定安装在发电主轴5上，通过棘轮盘23与单向轮爪套22的设置，使得浮力摆臂3在上下摆动过程中，发电主轴5仅进行单向旋转，从而致使浪潮发电机组2正常工作。

实施例三：

在该实施例中，浮台1上还固定安装有支撑套筒24，支撑套筒24活动套设在升降杆8外侧，风机机组9底部的升降杆8上还固定安装有支撑环25，支撑环25与支撑套筒24活动配合，通过支撑环25与支撑套筒24的配合，使得风机机组9下降到支撑套筒24高度后保持静止，通过支撑套筒24对上方的风机机组9进行支撑，防止其风叶触碰到浮台1而发生损坏。

实施例四：

在该实施例中，海底固定设置有定位桩29，定位桩29通过钢索30与浪潮发电机组2连接，通过钢索30与定位桩29将浮台1进行牵引固定，防止其自由漂浮而发生相互碰撞现象。

一种下浮体，包括根据海面波动自动进行升降的风机组件，该风机组件采用上述的海上风电平台半潜平台。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种海上风电平台半潜平台，包括浮台（1），其特征在于：所述浮台（1）两侧固定安装有浪潮发电机组（2），两侧的所述浪潮发电机组（2）远离浮台（1）一侧活动设置有若干浮力摆臂（3），若干所述浮力摆臂（3）远离浪潮发电机组（2）一端均固定安装有浮球（4），若干所述浮力摆臂（3）升降驱动发电主轴（5）旋转，两侧的所述发电主轴（5）分别接入各自所在浪潮发电机组（2）的变速箱（6）输入端，两侧的所述变速箱（6）输出端与磁感发电线圈（7）连接，两侧的所述磁感发电线圈（7）旋转切割磁感线发电，所述磁感发电线圈（7）活动安装于磁感发电箱（31）内；

所述浮台（1）中部升降式安装有升降杆（8），所述升降杆（8）顶部固定安装有风机机组（9），所述升降杆（8）远离风机机组（9）一端固定安装有潜浮箱（10），所述潜浮箱（10）上开设有进气孔（11）和出气孔（12），所述进气孔（11）和出气孔（12）均与潜浮箱（10）内设置的排水袋（13）连通，所述进气孔（11）通过中空伸缩连杆（15）与浮台（1）上部设置的泵气机（14）连通，所述出气孔（12）经中空伸缩连杆（15）及浮台（1）与两侧浪潮发电机组（2）内部开设的出气道（16）连通；

两侧的所述浪潮发电机组（2）上开设有与浮力摆臂（3）数量一致的摆臂槽（17），所述摆臂槽（17）两侧均开设有与出气道（16）连通的突出式遮挡孔（18），两侧的所述突出式遮挡孔（18）均与橡胶挡片（19）活动配合，所述橡胶挡片（19）固定安装在若干浮力摆臂（3）两侧；

所述突出式遮挡孔（18）上设置有固定式导电片（20），所述橡胶挡片（19）上设置有与固定式导电片（20）活动配合的活动导电片（21），若干所述固定式导电片（20）及活动导电片（21）的组合串联式接入泵气机（14）电路中用于活动式导通泵气机（14）工作；

所述排水袋（13）一端还固定安装有推板（26），所述推板（26）上设置有接触式弹片（27），所述接触式弹片（27）与潜浮箱（10）一侧设置的通断插销（28）活动配合，所述接触式弹片（27）串联式接入泵气机（14）所在电路，所述通断插销（28）用于断开接触式弹片（27）所在的电路。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电平台半潜平台，其特征在于：若干所述浮力摆臂（3）通过单向轮爪套（22）活动套装在棘轮盘（23）上，所述棘轮盘（23）均固定安装在发电主轴（5）上。

3.根据权利要求1或2所述的一种海上风电平台半潜平台，其特征在于：所述浮台（1）上还固定安装有支撑套筒（24），所述支撑套筒（24）活动套设在升降杆（8）外侧，所述风机机组（9）底部的升降杆（8）上还固定安装有支撑环（25），所述支撑环（25）与支撑套筒（24）活动配合。

4.根据权利要求1或2所述的一种海上风电平台半潜平台，其特征在于：所述浪潮发电机组（2）通过钢索（30）与海底固定设置的定位桩（29）连接。

5.一种下浮体，包括根据海面波动自动进行升降的风机组件，其特征在于：该风机组件采用权利要求1-4任意一项所述的海上风电平台半潜平台。

Images