CN115465418A - 一种集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，包括：压载系统，包括环状压载舱，中部为中空通孔；第一中心立柱，位于中空通孔中；风机系统，包括风电机组、支撑机构、顶部支撑杆和水面压载浮箱，风电机组通过支撑机构安装在环状压载舱上，支撑机构上设有风机塔筒基座，相邻两个风机塔筒基座间连接水面压载浮箱，风机塔筒基座通过顶部支撑杆与第一中心立柱相连；网箱结构，包括网箱折叠机构和第二中心立柱，第二中心立柱底部安装在网箱折叠机构上，上部套设在第一中心立柱外，网箱折叠机构固定在环状压载舱底部。本发明稳定性好，运动性能好，可有效抵抗海上复杂风浪流作用，满足了空间融合、功能融合、结构融合。

Description

一种集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台

技术领域

本发明涉及清洁能源开发与利用及深海养殖技术领域，具体而言，尤其涉及一种集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台。

背景技术

中国在可再生能源方面的产业布局加快了脚步，推动新能源风力快速发展。相比如煤、石油、天然气等化石燃料，风能可再生能源无污染，因此加大风能资源的开发和利用迫在眉睫。相比于陆上及浅海，深海海域有着更为丰富的风力资源，因此风电行业的研究重点逐步由浅海移向深海领域。海上风电场与陆地风电场相比，具有的优势更多，例如：(1)受环境制约少，能够应对复杂的地形地貌。(2)海上风况较为稳定、远离居民区，不会影响人们的日常生活。(3)风电机组容量更大，年利用率更高等。

目前使用广泛的海上风机浮式基础包括单立柱式、张力腿式、半潜式、驳船式4种。半潜式浮式基础较其它风机基础具有适用水深范围广、安装难度小等优点。经过本发明的改良结构使半潜式浮式基础能在极端海况下有更好的抗倾稳定性，能承受更大得倾覆弯矩、水平风力等优良特点。

在海洋养殖方面，网箱养殖在养殖海洋行业里占主导地位。网箱养殖具有机动灵活、管理方便、操作简便等优点。随着近海海域资源消耗、养殖空间的萎缩，深远海网箱逐渐成为了未来发展的趋势。由于目前海上风电场离岸距离的增加，导致电力在输送过程中普遍存在电网运维成本高、损耗大的现状。在深海海洋牧场方面存在“供电难、供电不足”的现状，导致大型现代化海洋牧场养殖设备、资源环境监测设施等无法正常使用、维持。另一方面也就导致深海海洋牧场内海洋空间开发不够充分。因此本发明在深海领域占主要优势的半潜式风机基础与可折叠式深海网箱的二者融合互惠互补，有效利用海洋空间，提高发电功率，降低建设成本，推动我国海洋能的产业化进程。也进一步解决上诉所存在的问题。

发明内容

根据上述提出的由于目前海上风电场离岸距离的增加，导致电力在输送过程中普遍存在电网运维成本高、损耗大的现状；在深海海洋牧场方面存在“供电难、供电不足”的现状，导致大型现代化海洋牧场养殖设备、资源环境监测设施等无法正常使用、维持；另一方面也就导致深海海洋牧场内海洋空间开发不够充分的技术问题，而提供一种集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台。本发明主要利用设计的四浮体半潜式风机基础和可折叠式深海网箱，从而解决运维成本高、风机基础水下空间得不到有效利用的难题。

本发明采用的技术手段如下：

一种集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，包括：

压载系统，包括环状压载舱，其中部为中空通孔；

第一中心立柱，位于中空通孔的中部；

风机系统，包括多组风电机组、多个支撑机构、多个顶部支撑杆和水面压载浮箱，每组风电机组通过支撑机构安装在环状压载舱上，每个支撑机构上设有风机塔筒基座，相邻两个风机塔筒基座之间连接有水面压载浮箱，风机塔筒基座通过顶部支撑杆与第一中心立柱相连；风机塔筒基座、水面压载浮箱和环状压载舱内部分别具有相连通的第一腔室、第二腔室和第三腔室，三个腔室内部并入压载水来调节浮心高度；

网箱结构，包括网箱折叠机构和第二中心立柱，第二中心立柱底部安装在网箱折叠机构上，上部套设在第一中心立柱外并与第一中心立柱滑动连接，网箱折叠机构固定在环状压载舱的底部，随第一中心立柱和第一中心立柱间的相对移动进行折叠和释放。

进一步地，所述多组风电机组、多个支撑机构、顶部支撑杆和水面压载浮箱关于第一中心立柱的中轴线呈周向均匀分布；顶部支撑杆呈水平方向布置，内置为中空结构。

进一步地，所述风电机组包括风机塔筒以及安装在风机塔筒顶部的叶片；

所述支撑机构包括密封罩、风机塔筒基座、钢承台和斜桩基桩，密封罩呈半圆壳状，顶端由风机塔筒穿过，底端与风机塔筒基座连接，风机塔筒基座下端与环状压载舱连接，内部为中空构造；风机塔筒依次贯穿密封罩、风机塔筒基座内部并直抵环状压载舱上端；钢承台呈圆周状并与风机塔筒基座外部连接；斜桩基桩设有多个，上下端分别与钢承台底端和环状压载舱上端连接，多个；斜桩基桩以风机塔筒中心轴为轴呈周向均匀分布，且在相对风机塔筒轴向方向呈现一定的倾斜角度。

进一步地，所述水面压载浮箱内部设置有多个第一舱内隔壁，第一舱内隔壁与水面压载浮箱截面形状一致；第一舱内隔壁靠下方开设有非水密圆形孔，用于舱内压载水流通。

进一步地，所述环状压载舱上缘外侧设置有环状减荡舱，减荡舱以第一中心立柱的中心轴为轴心，截面呈圆弧状；环状压载舱与减荡舱同轴，外形呈圆环饼状，具有圆弧形的外部。

进一步地，所述环状压载舱的内部设置有多个长方形第二舱内隔壁，在圆周方向上均匀分布，第二舱内隔壁的底端中心开有半圆孔。

进一步地，所述网箱折叠机构包括多个法兰垫片、肘板、多组套管、多组套杆、底部支撑结构和网箱下弦环状通管，第二中心立柱通过底部支撑结构连接在网箱下弦环状通管上，网箱下弦环状通管与套管底部相连；

套管采用上细下粗不同直径的管件，包括同轴连接的网箱外围第一竖筒和网箱外围第二竖筒，网箱外围第二竖筒套设在网箱外围第一竖筒外部，进行伸缩连接；网箱外围第二竖筒的下端与网箱下弦环状通管连接，网箱下弦环状通管截面直径大于网箱外围第二竖筒截面直径；

套杆包括同轴连接的网箱外围第一斜杆和网箱外围第二斜杆，为不同直径的杆件，网箱外围第二斜杆套设在网箱外围第一斜杆外部，进行伸缩连接；

每组套管匹配一个法兰垫片，其中，法兰垫片的顶部与环状压载舱的底部连接，底部与该组套管中的网箱外围第一竖筒顶部连接；多个法兰垫片关于第一中心立柱的中心轴在圆周方向上呈均匀分布；法兰垫片与网箱外围第一竖筒顶部的连接处还设置有多个肘板，多个肘板关于网箱外围第一竖筒的中心轴在圆周方向上呈均匀分布；

相邻两组套管之间通过四组套杆连接，四组套杆倾斜设置，呈X字形，四组套杆的网箱外围第一斜杆通过中间的第一连接件相连，四组套杆的四个网箱外围第二斜杆的外侧一端分别与相邻两组套管上的四个竖筒相连接，其中，一侧上下两个网箱外围第二斜杆分别与一侧套管上的网箱外围第一竖筒和网箱外围第二竖筒相连，另一侧上下两个网箱外围第二斜杆分别与另一侧套管上的网箱外围第一竖筒和网箱外围第二竖筒相连；网箱外围第二斜杆与套管通过第二连接件相连；

网箱下弦环状通管截面上还开设有网箱底部通孔，网箱底部通孔与网箱外围第二竖筒同轴，用于在竖筒和斜杆做伸缩运动时排出内部海水和杂物。

进一步地，所述第一连接件包括转接球、第一限位固定销和限位耳，转接球为实心球，直径小于或等于网箱外围第一斜杆；网箱外围第一斜杆一侧端口切割成与转接球直径相匹的弧状，端口两侧设置限位耳，转接球的直径方向上开有一个通孔，用于第一限位固定销穿插；第一限位固定销先穿过每根网箱外围第一斜杆上的一侧限位耳，再穿过转接球，最后穿过每根网箱外围第一斜杆上另一侧的限位耳；

所述第二连接件包括设置在网箱外围第二斜杆上的半球状凹头，网箱外围第一竖筒和网箱外围第二竖筒上设置有半球状凸头，半球状凸头与半球状凹头的直径相同，半球状凸头小于或等于网箱外围第二斜杆的直径；半球状凸头和半球状凹头上均开设有通孔Ⅰ，半球状凸头与半球状凹头契合后，第二限位固定销穿过两个通孔Ⅰ，用于位置锁定。

进一步地，所述底部支撑结构设置有多组，每组底部支撑结构包括网箱底端钢构连杆、网箱底端支撑杆套筒和网箱底端支撑杆，网箱底端钢构连杆倾斜设置，其一端与第二中心立柱连接，另一端连接在网箱底端支撑杆套筒上靠近轴向中点位置，网箱底端支撑杆套筒的向心端连接第二中心立柱底部并位于网箱底端钢构连杆下方；网箱底端支撑杆套筒大于网箱底端支撑杆的直径，网箱底端支撑杆套筒的另一端套设在网箱底端支撑杆一端外，且其内壁紧贴网箱底端支撑杆的外壁，网箱底端支撑杆的另一端与网箱下弦环状通管连接；多个网箱底端支撑杆关于第二中心立柱的中轴线呈圆周均匀分布，多个网箱底端支撑杆外端形成的直径小于环状压载舱的外直径。

进一步地，所述第一中心立柱与第二中心立柱为高强度钢管件，第一中心立柱的直径小于第二中心立柱；第二中心立柱套设在第一中心立柱上形成套筒做活塞相对位移，第一中心立柱的底端设置有限位块，第二中心立柱的顶端设置有限位卡槽，限位块和限位卡槽用于限制两个中心立柱轴向运动的最大位移；网箱外围第一竖筒和网箱外围第二竖筒的连接处以及网箱外围第一斜杆和网箱外围第二斜杆的连接处结构，均与第一中心立柱和第二中心立柱的连接处结构相同；

第一中心立柱顶端的设置有动力机舱，动力机舱内部布置有蓄电箱和绞缆机；第一中心立柱的内部顶端设置有与动力机舱相连的上滑轮，第二中心立柱的内部底端设置有下滑轮，上滑轮与下滑轮通过柔性钢缆连接。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，满足在深海领域布置海上风电装备的布置同时，稳定性好，运动性能好，可有效抵抗海上复杂风浪流作用，也满足了空间融合、功能融合、结构融合，二者结合后也解决了运维成本高、风机基础水下空间得不到有效利用的难题。

2、本发明提供的集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，新型四浮体塔筒基座顶部采用半球状密封罩结构有着更好的过渡形式，不仅能很好地衔接塔筒，也能更好地将上部风机荷载传递到下部结构。塔筒基座处的圆周式的多桩式承台，对结构受力和抵抗水平位移较为有利。

3、本发明提供的集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，圆环饼状的压载舱，圆弧形的外表面受力面积会较小，结构不会产生应力集中，从经济实用性来讲也有一定优势。(2)圆弧截面的减荡舱增大海水的沾湿面积，可提供大量额外的垂荡阻尼，有效降低风基础垂荡方向的运动响应，确保风电机组高效发电。(3)中空的塔筒基座、水面压载浮箱围合形成的四边形阻尼池，可提供额外的水平向阻尼，有效降低风电平台水平方向的运动响应。此外对平台浮心高度也能方便调节。(4)内舱隔壁的设置有效降低压载水自由液面在发生倾斜时产生的倾斜力矩对平台稳性的影响。

4、本发明提供的集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，在网箱外围第一斜杆、网箱外围第一、二竖筒转接处采用球状结构，容易消除结构连接处疲劳损伤和应力集中，此外网箱还采用套杆的原理，实现网箱的折叠功能，也轻松实现对不同的养殖类别，网箱养殖容量的改变，让养殖环境更接近自然。

5、本发明提供的集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，网箱底部的钢构连杆、网箱底端支撑杆、支撑杆套筒的三者组合连接取代了传统肘板的稳固形式，此发明结构形式简单易造，使结构更加稳定，强度也得到保证。

6、本发明提供的集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，网箱结构采用八立柱-圆环框架形式，相较传统近海网箱具有较强的抗风，抗浪，抗海流能力不但在结构强度有效提高，海水流通性也较好，使网箱内环境稳定，水体大。同时采取焊接的方式来提高结构连接的连贯性，保持传力的可靠性。

综上，应用本发明的技术方案能够解决现有技术中的由于目前海上风电场离岸距离的增加，导致电力在输送过程中普遍存在电网运维成本高、损耗大的现状；在深海海洋牧场方面存在“供电难、供电不足”的现状，导致大型现代化海洋牧场养殖设备、资源环境监测设施等无法正常使用、维持；另一方面也就导致深海海洋牧场内海洋空间开发不够充分的问题。

基于上述理由本发明可在海上风力发电等领域广泛推广。

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明集新型四浮体半潜式风机基础与可折叠式深海网箱综合一体的基础结构示意图。

图2为本发明水面压载浮箱内部结构示意图。

图3为本发明图1中的Ⅰ处结构示意图。

图4为本发明平台网箱侧视结构示意图。

图5为本发明图4中环状压载舱内部结构示意图。

图6为本发明网箱外围侧视结构示意图。

图7为本发明网箱外围视结构示意图。

图8为本发明图7中Ⅲ处结构示意图。

图9为本发明图7中Ⅳ处结构示意图。

图10为本发明网箱底部结构示意图。

图11为本发明网箱两中立柱连接形式结构示意图。

图12为本发明网箱中心结构示意图。

图13为本发明网箱底部通孔结构示意图。

图中：1、风电机组；2、顶部支撑杆；3、水面压载浮箱；4、第一舱内隔壁；5、非水密圆形孔；6、密封罩；7、风机塔筒基座；8、钢承台；9、斜桩基桩；10、减荡舱；11、环状压载舱；13、第二舱内隔壁；14、半圆孔；15、法兰垫片；16、肘板；17、网箱外围第一竖筒；18、网箱外围第二竖筒；19、网箱外围第一斜杆；20、网箱外围第二斜杆；21、转接球；22、第一限位固定销；23、限位耳；24、半球状凸头；25、第二限位固定销； 26、半球状凹头；27、网箱底端钢构连杆；28、网箱底端支撑杆套筒；29、网箱底端支撑杆；30、第一中心立柱；31、第二中心立柱；32、限位块； 33、限位卡槽；34、下滑轮；35、动力机舱；36、上滑轮；37、网箱下弦环状通管；38、网箱底部通孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

本发明提供了一种集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，即一种集新型四浮体半潜式风机基础与可折叠式深海网箱综合一体的基础结构，具体为海上风电产业与海洋水产养殖业结合一体的平台结构，对今后海洋空间合理利用，协同发展有重要意义。主要由风机系统、压载系统、网箱结构三大部分所构成。一、风机系统由叶片、塔筒、机舱、塔筒基座等构成。二、压载系统由环状压载舱、减荡舱、内舱壁等构成。三、网箱结构由网箱折叠动力系统、钢构连杆等构成。

本发明具体包含的结构有：风电机组1、顶部支撑杆2、水面压载浮箱 3、第一舱内隔壁4、非水密圆形孔5、密封罩6、风机塔筒基座7、钢承台 8、斜桩基桩9、减荡舱10、环状压载舱11、第二舱内隔壁13、半圆孔14、法兰垫片15、肘板16、网箱外围第一竖筒17、网箱外围第二竖筒18、网箱外围第一斜杆19、网箱外围第二斜杆20、转接球21、第一限位固定销22、限位耳23、半球状凸头24、第二限位固定销25、半球状凹头26、网箱底端钢构连杆27、网箱底端支撑杆套筒28、网箱底端支撑杆29、第一中心立柱 30、第二中心立柱31、限位块32、限位卡槽33、下滑轮34、动力机舱35、上滑轮36、网箱下弦环状通管37、网箱底部通孔38。

如图1所示，本发明的风机系统中的风电机组与顶部支撑杆2、水面压载浮箱3是关于第一中心立柱30中轴呈90°分布，数量都为四个。顶部支撑杆2向心端连接第一中心立柱30，另一端连接风机塔筒基座7，呈水平方向布置。由于顶部支撑杆2的一端连接第一中心立柱30，所以当网箱受到暗流扰动，引起第一中心立柱30震荡时起到阻挠作用。其次为风机系统起到水平向心侧支撑作用。另外顶部支撑杆2内置为中空结构，用于向动力机舱传输电缆以提供电力。水面压载浮箱3与风机塔筒基座7、环状压载舱11三者内部连通，并入压载水来调节风机基础浮心高度。

如图2所示，第一舱内隔壁4使用焊接方式置于水面压载浮箱3内部，尺寸与水面压载浮箱3截面形状一致，数量共五个。由于压载水在舱内存在自由液面，舱体发生倾斜时自由液面会产生额外的倾覆力矩，第一舱内隔壁 4可减少此影响，提供基础整体的稳定性，第一舱内隔壁4靠下方的非水密圆形孔5用于舱内压载水流通，数量共五个。

如图3所示，密封罩6呈半圆壳状，顶端由风机塔筒穿过，底端与风机塔筒基座7连接。密封罩6上下两接端均使用焊接方式，数量共四个。作用是当满压载水的时，能够起到限制液舱中自由液面对风机基础稳定性的影响。风机塔筒基座7下端与环状压载舱11连接，内部为中空构造，与水面压载浮箱3、环状压载舱11两者互通，数量共四个。风机塔筒贯穿密封罩6、风机塔筒基座7内部并直抵环状压载舱11上端。钢承台8呈圆周状并与风机塔筒基座7连接，对结构受力和抵抗水平位移较为有利，数量共四个。斜桩基桩9以风机塔筒中心轴为轴呈90°分布，且在相对风机塔筒轴向方向呈现一定的倾斜角度，上、下端分别与钢承台8底端、环状压载舱11上端连接，每四个为一组，共计十六个。因波浪对风机塔筒产生较大的顶推力作用，需对基桩与承台的连接采取加固措施，故发明了钢承台8、斜桩基桩9共同解决这一问题。

如图4所示，减荡舱10位于环状压载舱11上缘呈环状，以第一中心立柱30的中心轴为轴心，截面呈圆弧状，与面板形成一定的空腔。厚度同其他构件相比，厚度偏大2～4mm，一是为了将整个平台结构的重心往下，二来是增加横向稳定性，减少横摇，防止侧翻。环状压载舱11与减荡舱10同一轴心，外形呈圆环饼状，圆弧形的外部，受力面积会较小，环境载荷也就容易分散，从经济实用性来讲也有一定优势内部，内部充裕的空舱，为风机整体结构提供浮力。

如图5所示，为环状压载舱内部结构示意图，其内部设置的第二舱内隔壁13呈长方形，底端中心开半圆孔14，数量共八个，呈圆周均匀分布。连接方式和作用同第一舱内隔壁一致。

如图6所示，法兰垫片15位于网箱外围第一竖筒17顶部，此连接处是网箱和风机平台连接的重要部位。法兰垫片15是关于第一中心立柱30的中心轴为轴心，相邻两个法兰垫片15相隔45°，共八个。肘板16以网箱外围第一竖筒17中心轴为轴心，相邻两个肘板16相隔45°分布，每八个肘板为一组，共六十四个，每个网箱外围第一竖筒17匹配一组。由于网箱在水面下受风浪流的作用下，网箱与压载舱连接部位需要具备足够的结构的强度，所以法兰垫片15和肘板16二者组合并采用焊接方式来共同加强连接处的强度和减少连检处的疲劳损伤。网箱外围第一竖筒17和网箱外围第二竖筒 18，采用上细下粗不同直径的管件，以第一竖筒中心轴为轴心，两者形成一组套管，共八组。网箱外围第一斜杆19与网箱外围第二斜杆20采用不同直径的杆件，两者组成一组套杆，每两组竖筒套管之间共有四组斜杆的套杆，每组网箱外围第二斜杆20外侧一端和网箱两个竖筒相连接，这四组的连接处形成一个正方形，再以此正方形的中心点为轴心，垂直于第一竖筒中心轴的地方是四根网箱外围第一斜杆19连接点。第一斜杆与第二斜杆，数量都是三十二个。

如图7～9所示，图7的Ⅲ处是四根网箱外围第一斜杆19结构连接方式，由转接球21、第一限位固定销22、限位耳23共同组成。由于转接处磨损较多，受力较大，所以转接球21是一个实心球，直径和第一斜杆直径相同或者略小，共八个。第一斜杆一侧端口切割成与转接球21直径相匹的弧状。沿着球体的直径方向开一个通孔，用于第一限位固定销22穿插。第一限位固定销22先穿过每根斜杆上的一侧限位耳23，再穿过转接球21，最后穿过另一侧的限位耳23。本发明这样组合的转接方式使结构更加灵活，海水还可充当润滑作用减少磨损。图7的Ⅳ处是网箱外围第二斜杆20和网箱外围第一、二竖筒结构连接形式，位于竖筒上的半球状凸头24与第二斜杆半球状凹头26直径相同，等于或者略小与第二斜杆直径，每组网箱外围第一、二竖筒布置四个，数量共三十二个。当凸头与凹头契合后，第二限位固定销25 穿过两者用于位置锁定。本发明中球状与半球状的连接方式，使结构在某特定方向移动灵活，连接强度也得到充分保证。

如图10所示，网箱底端钢构连杆27上端连接第二中心立柱31，另一端连接在网箱底端支撑杆套筒28靠近轴向中点位置。网箱底端支撑杆29是关于第二中心立柱31中轴为圆心，直径略小于环状压载舱11外直径，相邻两根相隔45°，数量共八个，向心端连接第二中心立柱31底部。网箱底端支撑杆套筒28是直径略大于网箱底端支撑杆29的管件，套筒内壁需紧贴支撑杆外壁。钢构连杆、支撑杆、支撑杆套筒三者形成一个等腰直角三角形，具有良好的结构稳定性。第一中心立柱30与第二中心立柱31是风机平台整体的中心主要构件，直径采用上细下粗不同直径的高强度钢管件。

如图11所示，是两中心立柱的连接形式，实际上二者并不发生直接连接，而是形成套筒做活塞相对位移。限位块32和限位卡槽33起到限制两个中心立柱轴向运动的最大位移。此外，网箱外围第一竖筒17和网箱外围第二竖筒18，网箱外围第一斜杆19与网箱外围第二斜杆20三者连接处也布置此结构。

如图12所示，动力机舱35位于第一中心立柱30顶端，内部布置有蓄电箱、绞缆机等。网箱下弦环状通管37向心侧与网箱底端支撑杆29连接，顶端与网箱外围第二竖筒18下端连接，通管截面直径要大于第二竖筒截面直径，并且三者是网箱结构的重要部件，所以强度要够高。上滑轮36和位于第二竖筒底端部的下滑轮34通过柔性钢缆的带动，实现第二竖筒轴、网箱底端支撑杆29、网箱下弦环状通管37沿轴向做升降运动。

如图13所示，网箱底部通孔38与网箱竖筒同一轴心，数量共八个。作用是在竖筒和斜杆做伸缩运动时排出内部海水和杂物。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，其特征在于，包括：

压载系统，包括环状压载舱，其中部为中空通孔；

第一中心立柱，位于中空通孔的中部；

风机系统，包括多组风电机组、多个支撑机构、多个顶部支撑杆和水面压载浮箱，每组风电机组通过支撑机构安装在环状压载舱上，每个支撑机构上设有风机塔筒基座，相邻两个风机塔筒基座之间连接有水面压载浮箱，风机塔筒基座通过顶部支撑杆与第一中心立柱相连；风机塔筒基座、水面压载浮箱和环状压载舱内部分别具有相连通的第一腔室、第二腔室和第三腔室，三个腔室内部并入压载水来调节浮心高度；

网箱结构，包括网箱折叠机构和第二中心立柱，第二中心立柱底部安装在网箱折叠机构上，上部套设在第一中心立柱外并与第一中心立柱滑动连接，网箱折叠机构固定在环状压载舱的底部，随第一中心立柱和第一中心立柱间的相对移动进行折叠和释放。

2.根据权利要求1所述的集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，其特征在于，所述多组风电机组、多个支撑机构、顶部支撑杆和水面压载浮箱关于第一中心立柱的中轴线呈周向均匀分布；顶部支撑杆呈水平方向布置，内置为中空结构。

3.根据权利要求1或2所述的集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，其特征在于，所述风电机组包括风机塔筒以及安装在风机塔筒顶部的叶片；

所述支撑机构包括密封罩、风机塔筒基座、钢承台和斜桩基桩，密封罩呈半圆壳状，顶端由风机塔筒穿过，底端与风机塔筒基座连接，风机塔筒基座下端与环状压载舱连接，内部为中空构造；风机塔筒依次贯穿密封罩、风机塔筒基座内部并直抵环状压载舱上端；钢承台呈圆周状并与风机塔筒基座外部连接；斜桩基桩设有多个，上下端分别与钢承台底端和环状压载舱上端连接，多个；斜桩基桩以风机塔筒中心轴为轴呈周向均匀分布，且在相对风机塔筒轴向方向呈现一定的倾斜角度。

4.根据权利要求1或2所述的集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，其特征在于，所述水面压载浮箱内部设置有多个第一舱内隔壁，第一舱内隔壁与水面压载浮箱截面形状一致；第一舱内隔壁靠下方开设有非水密圆形孔，用于舱内压载水流通。

5.根据权利要求1所述的集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，其特征在于，所述环状压载舱上缘外侧设置有环状减荡舱，减荡舱以第一中心立柱的中心轴为轴心，截面呈圆弧状；环状压载舱与减荡舱同轴，外形呈圆环饼状，具有圆弧形的外部。

6.根据权利要求5所述的集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，其特征在于，所述环状压载舱的内部设置有多个长方形第二舱内隔壁，在圆周方向上均匀分布，第二舱内隔壁的底端中心开有半圆孔。

7.根据权利要求1所述的集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，其特征在于，所述网箱折叠机构包括多个法兰垫片、肘板、多组套管、多组套杆、底部支撑结构和网箱下弦环状通管，第二中心立柱通过底部支撑结构连接在网箱下弦环状通管上，网箱下弦环状通管与套管底部相连；

套管采用上细下粗不同直径的管件，包括同轴连接的网箱外围第一竖筒和网箱外围第二竖筒，网箱外围第二竖筒套设在网箱外围第一竖筒外部，进行伸缩连接；网箱外围第二竖筒的下端与网箱下弦环状通管连接，网箱下弦环状通管截面直径大于网箱外围第二竖筒截面直径；

套杆包括同轴连接的网箱外围第一斜杆和网箱外围第二斜杆，为不同直径的杆件，网箱外围第二斜杆套设在网箱外围第一斜杆外部，进行伸缩连接；

每组套管匹配一个法兰垫片，其中，法兰垫片的顶部与环状压载舱的底部连接，底部与该组套管中的网箱外围第一竖筒顶部连接；多个法兰垫片关于第一中心立柱的中心轴在圆周方向上呈均匀分布；法兰垫片与网箱外围第一竖筒顶部的连接处还设置有多个肘板，多个肘板关于网箱外围第一竖筒的中心轴在圆周方向上呈均匀分布；

相邻两组套管之间通过四组套杆连接，四组套杆倾斜设置，呈X字形，四组套杆的网箱外围第一斜杆通过中间的第一连接件相连，四组套杆的四个网箱外围第二斜杆的外侧一端分别与相邻两组套管上的四个竖筒相连接，其中，一侧上下两个网箱外围第二斜杆分别与一侧套管上的网箱外围第一竖筒和网箱外围第二竖筒相连，另一侧上下两个网箱外围第二斜杆分别与另一侧套管上的网箱外围第一竖筒和网箱外围第二竖筒相连；网箱外围第二斜杆与套管通过第二连接件相连；

网箱下弦环状通管截面上还开设有网箱底部通孔，网箱底部通孔与网箱外围第二竖筒同轴，用于在竖筒和斜杆做伸缩运动时排出内部海水和杂物。

8.根据权利要求7所述的集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，其特征在于，所述第一连接件包括转接球、第一限位固定销和限位耳，转接球为实心球，直径小于或等于网箱外围第一斜杆；网箱外围第一斜杆一侧端口切割成与转接球直径相匹的弧状，端口两侧设置限位耳，转接球的直径方向上开有一个通孔，用于第一限位固定销穿插；第一限位固定销先穿过每根网箱外围第一斜杆上的一侧限位耳，再穿过转接球，最后穿过每根网箱外围第一斜杆上另一侧的限位耳；

所述第二连接件包括设置在网箱外围第二斜杆上的半球状凹头，网箱外围第一竖筒和网箱外围第二竖筒上设置有半球状凸头，半球状凸头与半球状凹头的直径相同，半球状凸头小于或等于网箱外围第二斜杆的直径；半球状凸头和半球状凹头上均开设有通孔Ⅰ，半球状凸头与半球状凹头契合后，第二限位固定销穿过两个通孔Ⅰ，用于位置锁定。

9.根据权利要求7所述的集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，其特征在于，所述底部支撑结构设置有多组，每组底部支撑结构包括网箱底端钢构连杆、网箱底端支撑杆套筒和网箱底端支撑杆，网箱底端钢构连杆倾斜设置，其一端与第二中心立柱连接，另一端连接在网箱底端支撑杆套筒上靠近轴向中点位置，网箱底端支撑杆套筒的向心端连接第二中心立柱底部并位于网箱底端钢构连杆下方；网箱底端支撑杆套筒大于网箱底端支撑杆的直径，网箱底端支撑杆套筒的另一端套设在网箱底端支撑杆一端外，且其内壁紧贴网箱底端支撑杆的外壁，网箱底端支撑杆的另一端与网箱下弦环状通管连接；多个网箱底端支撑杆关于第二中心立柱的中轴线呈圆周均匀分布，多个网箱底端支撑杆外端形成的直径小于环状压载舱的外直径。

10.根据权利要求7所述的集四浮体半潜式风机基础与可折叠式网箱一体的平台，其特征在于，所述第一中心立柱与第二中心立柱为高强度钢管件，第一中心立柱的直径小于第二中心立柱；第二中心立柱套设在第一中心立柱上形成套筒做活塞相对位移，第一中心立柱的底端设置有限位块，第二中心立柱的顶端设置有限位卡槽，限位块和限位卡槽用于限制两个中心立柱轴向运动的最大位移；网箱外围第一竖筒和网箱外围第二竖筒的连接处以及网箱外围第一斜杆和网箱外围第二斜杆的连接处结构，均与第一中心立柱和第二中心立柱的连接处结构相同；

第一中心立柱顶端的设置有动力机舱，动力机舱内部布置有蓄电箱和绞缆机；第一中心立柱的内部顶端设置有与动力机舱相连的上滑轮，第二中心立柱的内部底端设置有下滑轮，上滑轮与下滑轮通过柔性钢缆连接。

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