CN116104709A - 一种漂浮式风机基础装置及风电机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种漂浮式风机基础装置及风电机组，漂浮式风机基础装置包括：基础组件，用于放置漂浮式风机；锚链，锚链的第一端部可与海底的桩锚连接，锚链的第二端部与基础组件连接；推进器，用于与漂浮式风机连接，推进器可带动漂浮式风机移动以调整锚链的位置。上述漂浮式风机基础装置，通过推进器的设置提供强劲的推动力，单个锚链配合推进器即可满足系泊作业要求，无需其他辅助部件，降低了系泊系统的加工成本和作业成本。

Description

一种漂浮式风机基础装置及风电机组

技术领域

本发明涉及海上系泊技术领域，更具体地说，涉及一种漂浮式风机基础装置。此外，本发明还涉及一种包括上述漂浮式风机基础装置的风电机组。

背景技术

我国近海海域大陆架平缓，水深相对较浅，规划中的海上风电场水深一般不超过60m。浅水海域的浮式风机系泊方式主要有悬链线系泊、张紧式系泊、半张紧式系泊以及单点系泊。其中，单点系泊系统在海上行业由于安全可靠的特点得到了广泛的应用。

现有的单点系泊系统一般采用转塔式单点系泊系统，该系泊系统的特点是在定位浮体的内部或外部设有一砖塔，需要采购与砖塔配合作业的转塔轴承和电滑环等昂贵的关键设备，该转塔上连接有6～9根系泊线组成的锚泊系统，其形式一般为悬链线系泊线或张紧式系泊线，系统整体的作业成本较高。

综上所述，如何降低单点系泊系统的使用成本，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种漂浮式风机基础装置，通过推进器的设置提供强劲的推动力，单个锚链配合推进器即可满足系泊作业要求，无需其他辅助部件，降低了系泊系统的加工成本和作业成本。本发明的另一核心是提供一种包括上述漂浮式风机基础装置的风电机组。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种漂浮式风机基础装置，包括：

基础组件，用于放置漂浮式风机；

锚链，所述锚链的第一端部可与海底的桩锚连接，所述锚链的第二端部与所述基础组件连接；

推进器，用于与所述漂浮式风机连接，所述推进器可带动所述漂浮式风机移动以调整所述锚链的位置。

优选的，所述锚链的第一端部处设有防撞梁，所述锚链可通过所述防撞梁与所述桩锚连接。

优选的，若干个所述推进器等间距设于所述基础组件的底部。

优选的，所述基础组件包括多个呈三角形布置的立柱，多个所述立柱之间通过连接梁连接。

本发明还提供一种风电机组，包括：

漂浮式风机基础装置，为上述任一项所述的漂浮式风机基础装置；

漂浮式风机，设于所述基础组件上；

桩锚；

电缆，所述电缆的两端对应与所述漂浮式风机、所述桩锚连接；

控制机构，所述推进器、所述漂浮式风机均与所述控制机构信号连接。

优选的，若干个所述推进器对称设于所述漂浮式风机的两侧。

优选的，所述电缆的端部套设有防弯器。

优选的，所述桩锚上设有用于与所述锚链的第一端部连接的孔位，所述孔位的两侧设有所述防撞梁。

优选的，所述漂浮式风机上设有可用于检测所述漂浮式风机移动路线的检测元件，所述检测元件与所述控制机构信号连接。

本发明提供的漂浮式风机基础装置，包括锚链、基础组件以及推进器，其中锚链和推进器构成漂浮式风机的系泊系统，漂浮式风机设于基础组件上。锚链的第一端部可与海底的桩锚连接，锚链的第二端部与漂浮式风机基础装置连接，推进器可与漂浮式风机连接，在锚链靠近于桩锚或锚链绕桩锚旋转时，推进器可带动漂浮式风机移动以调整锚链的位置，避免锚链发生缠绕或漂浮式风机距离桩锚过近的情况；通过推进器的设置提供强劲的推动力，单个锚链配合推进器即可满足系泊作业要求，无需其他辅助部件，降低了系泊系统的加工成本和作业成本。

本发明所提供的风电机组包括漂浮式风机基础装置，故具有与漂浮式风机基础装置同样的技术效果。

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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的漂浮式风机基础装置的结构示意图；

图2为本发明所提供的漂浮式风机基础装置的俯视图。

图1-图2中，附图标记包括：

漂浮式风机1、立柱2、推进器3、锚链4、防撞梁5、桩锚6、防弯器7、电缆8、海面9、海底10。

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。

本发明的核心是提供一种漂浮式风机基础装置，该漂浮式风机基础装置具有由锚链4配合推进器3形成的系泊系统，可对漂浮式风机1的移动进行限制，由于推进器3强劲的推动力，仅需单个或极少数个锚链4即可满足系泊作业要求，无需其他辅助部件，降低了系泊系统的加工成本和作业成本。本发明的另一核心是提供一种包括上述漂浮式风机基础装置的风电机组。

本发明所提供的漂浮式风机基础装置包括基础组件、推进器3、锚链4，请参考图1，图1为本发明所提供的漂浮式风机基础装置结构示意图。

其中，漂浮式风机1设于基础组件上，基础组件漂浮于海面9上，基础组件可具有多种形式，可以放置多组漂浮式风机1，基础组件的结构形式需尽可能保证具有较好的稳定性，可使漂浮式风机1放置在固定在其上方时可靠稳定。

锚链4的第一端部可与海底10的桩锚6连接，锚链4的第二端部可与海面9的漂浮式风机1连接。其中，桩锚6固设于海底10不可移动，漂浮式风机1漂浮于海面9上，风力可使风机叶片转动，将动能转换为电能，电能通过水下的电缆8传输至变电站以供使用，实现对风力的资源利用。

漂浮式风机1需要保持稳定，尽量减少偏移情况以确保漂浮式风机1可在最佳条件下运行，以产生尽可能多的电力，实现对风力的充分利用。锚链4为连接桩锚6和漂浮式风机1并传递锚抓力的专用链条，在系泊作业时，锚链4自身的重量可在水中对漂浮式风机1所受到的外力起到一定的缓冲作用，保证漂浮式风机1的稳定性。

进一步地，与漂浮式风机1连接的有推进器3，推进器3可旋转叶片或喷气或喷水以提供推动力，以抵抗使漂浮式风机1产生偏移的外力。在漂浮式风机1靠近于桩锚6时或绕着桩锚6旋转超过一定角度时，推进器3可带动漂浮式风机1移动以调整锚链4的位置，避免锚链4缠绕或折叠，影响其缓冲作用，确保漂浮式风机1可稳定漂浮于海面9上，提高风能利用率和发电效率。

具体的，在风向或水流流向改变时，漂浮式风机1会绕着桩锚6水平转动，导致锚链4缠绕在桩锚6上，一旦旋转超过一定度数时，控制发电机停机并控制推进器3推动漂浮式风机1反方向移动以解开锚链4与桩锚6之间的缠绕；此外，当漂浮式风机1不断靠近桩锚6时，控制发电机停机并控制推进器3推动漂浮式风机1移动以远离桩锚6。

可选的，漂浮式风机1的偏移情况可由传感器或导航系统传递获取。

在本实施例中，不限制推进器3的个数以及设置位置，在满足使用需求的情况下尽可能减少使用成本即可。

由于推进器3可提供强劲的推动力，单个锚链4配合推进器3形成单点系泊系统，无需设置很多个锚链4，无需电滑环和偏航轴承等构件即可实现系泊作业的作业需求，大大降低了作业成本和加工成本。

上述漂浮式风机基础装置，包括锚链4、基础组件以及推进器3，其中锚链4和推进器3构成漂浮式风机的系泊系统，漂浮式风机1设于基础组件上。锚链4的第一端部可与海底的桩锚6连接，锚链4的第二端部可与海面的漂浮式风机1连接，推进器3可与漂浮式风机1连接，在锚链4靠近于桩锚6或锚链4绕桩锚6旋转时，推进器3可带动漂浮式风机1移动以调整锚链4的位置，避免锚链4发生缠绕或漂浮式风机1距离桩锚6过近的情况；通过推进器3的设置提供强劲的推动力，一个锚链4配合推进器3即可满足系泊作业要求，无需其他辅助部件，降低了系泊系统的加工成本和作业成本。

在上述实施例的基础之上，锚链4的第一端部处设有防撞梁5，锚链4可通过防撞梁5与桩锚6连接。

防撞梁5设于锚链4和桩锚6之间，避免锚链4和漂浮式风机1在发生偏移时锚桩6不会受到侧向拉力而破坏，避免锚桩6直接受到锚链4的冲击磨损，提高锚桩6在海底10的稳固性，增加锚桩6的使用寿命。

在上述任一实施例的基础之上，若干个推进器3等间距设于基础组件的底部。

请参考图2，多个推进器3等间距设置于基础组件的底部且与漂浮式风机1连接，以便于为基础组件上设置的漂浮式风机1提供同向的均匀的推动力，保证推动力可以可靠稳定地推动风机，尽快将漂浮式风机1和锚链4从偏航状态调整过来。

在上述任一实施例的基础之上，基础组件包括多个呈三角形布置的立柱2，多个立柱2之间通过连接梁连接。

请参考图2，多个立柱2呈三角形布置，相邻的立柱2之间通过连接梁连接，以保证基础组件整体具备较好的结构稳定性，能够更好地抵抗外界恶劣环境，进一步保证漂浮式风机1的运行稳定性。

本发明还提供一种风电机组，包括漂浮式风机基础装置，为上述任一实施例所述的漂浮式风机基础装置；漂浮式风机1，设于所述基础组件上；桩锚6；电缆8，电缆8的两端对应与漂浮式风机1、桩锚6连接；控制机构，推进器3、漂浮式风机1均与控制机构信号连接。

在本实施例中，漂浮式风机基础装置的设计可保证以较低的加工作业成本减小漂浮式风机1的偏离程度，降低对风电机组运行状态的影响，提高风电机组的稳定性。

立柱2，漂浮式风机1固定于立柱2上，请参考图1和图2，立柱2优选为柱状，保证对风机支撑的可靠稳定性。在特定使用场合下，立柱2也可为其他形状，满足使用需求即可。

电缆8，为海里所设电缆，电缆8的两端对应与漂浮式风机1、桩锚6连接，漂浮式风机1所转换的电能将通过电缆8、桩锚6与海底电缆连接，以实现将漂浮式风机1转换的电能传递并进行使用的目的。

控制机构为整个风电机组的控制器件，推进器3和漂浮式风机1均与控制机构信号连接，漂浮式风机1的偏移情况可由控制机构及时地捕捉获取，并采取相应措施，即控制推进器3动作以使漂浮式风机1移动以避免偏移时离桩锚6过近或锚链4、电缆8发生缠绕情况，保证漂浮式风机1始终远离锚点位置。

在上述实施例的基础之上，若干个推进器3对称设于漂浮式风机1的两侧。

请参考图2，推进器3固设于立柱2的底部，且若干个推进器3对称设于漂浮式风机1的两侧，以配合作业，在漂浮式风机1偏航时，从漂浮式风机1的两侧共同用力，以推动漂浮式风机1移动。在满足推动力的要求下，推进器3的数量不必过多，无需增加不必要的使用成本。

在上述任一实施例的基础之上，电缆8的端部套设有防弯器7。

电缆8的两端均套接有防弯器7，避免在漂浮式风机1移动的过程中，电缆8与漂浮式风机1的连接处、以及电缆8与桩锚6的连接处线路磨损过快导致线路折弯破损，影响电力输送和作业安全性。

在上述任一实施例的基础之上，桩锚6上设有用于与锚链4的第一端部连接的孔位，孔位的两侧设有防撞梁5。

锚链4的第一端部通过卸扣与桩锚6上的孔位连接，在孔位的两侧设有防撞梁5，防撞梁5可用于保护漂浮式风机1在偏航过程中孔位不会受到侧向拉力而破坏，提高桩锚6的耐用性和持久性。

在上述任一实施例的基础之上，漂浮式风机1上设有可用于检测漂浮式风机1移动路线的检测元件，检测元件与控制机构信号连接。

检测元件可以实时监测漂浮式风机1的路线并传递至控制机构，控制机构可依据路线信息判定偏航的程度以及类型，结合实际情况对推进器3发出指令，通过推进器3的推动力改善漂浮式风机1的偏航情况，确保风电机组顺利运行。

除了上述实施例所述，该风电机组的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的一种漂浮式风机基础装置及风电机组进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种漂浮式风机基础装置，其特征在于，包括：

基础组件，用于放置漂浮式风机(1)；

锚链(4)，所述锚链(4)的第一端部可与海底(10)的桩锚(6)连接，所述锚链(4)的第二端部与所述基础组件连接；

推进器(3)，用于与所述漂浮式风机(1)连接，所述推进器(3)可带动所述漂浮式风机(1)移动以调整所述锚链(4)的位置。

2.根据权利要求1所述的漂浮式风机基础装置，其特征在于，所述锚链(4)的第一端部处设有防撞梁(5)，所述锚链(4)可通过所述防撞梁(5)与所述桩锚(6)连接。

3.根据权利要求2所述的漂浮式风机基础装置，其特征在于，若干个所述推进器(3)等间距设于所述基础组件的底部。

4.根据权利要求1至3任一项所述的漂浮式风机基础装置，其特征在于，所述基础组件包括多个呈三角形布置的立柱(2)，多个所述立柱(2)之间通过连接梁连接。

5.一种风电机组，其特征在于，包括：

漂浮式风机基础装置，为权利要求1至4任一项所述的漂浮式风机基础装置；

漂浮式风机(1)，设于所述基础组件上；

桩锚(6)；

电缆(8)，所述电缆(8)的两端对应与所述漂浮式风机(1)、所述桩锚(6)连接；

控制机构，所述推进器(3)、所述漂浮式风机(1)均与所述控制机构信号连接。

6.根据权利要求5所述的风电机组，其特征在于，若干个所述推进器(3)对称设于所述漂浮式风机(1)的两侧。

7.根据权利要求5或6所述的风电机组，其特征在于，所述电缆(8)的端部套设有防弯器(7)。

8.根据权利要求7所述的风电机组，其特征在于，所述桩锚(6)上设有用于与所述锚链(4)的第一端部连接的孔位，所述孔位的两侧设有防撞梁(5)。

9.根据权利要求8所述的风电机组，其特征在于，所述漂浮式风机(1)上设有可用于检测所述漂浮式风机(1)移动路线的检测元件，所述检测元件与所述控制机构信号连接。

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