CN117561198A - 锚定系统以及使用所述锚定系统安装浮动平台的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于浮动平台的锚定系统，其使用附接至海床(5)的锚线(200)消除所述浮动平台的俯仰和滚动运动，所述锚线由所述浮动平台(100)的多个滑轮或旋转固定装置(2、3)支撑并且全部连接于悬挂在所述浮动平台(100)上的公共配重(1)中。每条锚线(200)包括直接子线(200d)和交叉子线(200c)，这些子线保持所述配重(1)始终与所述浮动平台(100)的中心轴线(300)相对应地定位。本发明还描述一种无需特殊船舶帮助将所述浮动平台安装在其目的地的新颖方法。

Description

锚定系统以及使用所述锚定系统安装浮动平台的方法

发明目标

本发明涉及一种锚定系统，所述锚定系统特别适合于用作位于海上的风力涡轮机的基座的浮动平台。本发明的锚定系统对象包括一组锚索或锚链(锚线)，所述锚索或锚链紧固至埋在海床中的桩或紧固至位于或沉积在海床上的重物。

本发明的锚定系统对象具有独特的特性，使其适合在用作海上结构的基座且力求避免俯仰或滚动运动的浮动平台上使用，并且解决了现有技术的用于浮动平台的其他锚定系统的一些缺点。

本发明还涉及一种使用所述锚定系统安装浮动平台的方法。

本发明的锚定系统对象适用于旨在漂浮在海面上并且需要在海床上具有多个锚定点以紧固浮动平台的缆线或锚链的任何类型的结构。

发明背景以及要解决的技术问题

浮动平台，特别是专门用于支持风力涡轮机以从海上风能发电的那些浮动平台需要锚定系统来将其保持在适当的位置并有助于其稳定性。

在现有技术中，张力腿平台(TLP)类型的平台是已知的。这些平台包括三条或更多条锚线(通常是将平台与锚定至海床的桩连接的链条或缆线)。TLP平台的锚线被设计成设置在张力下，从而将直立位置的平台连接至锚定在海床上的每个桩。TLP平台由一组浮子组成，所述一组浮子被设计成产生平台的过量浮力(考虑到位于平台上的结构的重量)。这种过量浮力确保缆线的高张力水平，从而确保它们始终直立。以此方式，避免平台和位于平台上的结构的俯仰和滚动运动。

EP 2743170 A1描述如前一段所述的TLP平台。

TLP平台的缺点是将其保持在垂直位置并因此避免俯仰和/或滚动运动所需的缆线的高张力也会导致平台的垂直方向上的运动受阻。因此，当潮水上涨时，平台不能向上移动(由于锚线的延展性降低或没有延展性的事实)，因此锚线中的张力显著地增加。这导致锚线断裂的风险高并且需要具有高断面锚线或增加锚线的数量。此外，在TLP平台中，在非常低潮的情况下，平台也会下降并且锚线可能会失去大部分张力，从而增加平台以不受控制的方式竖直地和横向地移动的风险，并且还增加发生俯仰和/或滚动运动的风险(由于风和/或波浪对平台以及位于其上的结构的推力)，这可能导致平台倾覆。

为了避免上述缺点，已知其他类型的浮动平台，其中锚线通过位于平台上的滑轮连接至配重。这些类型的平台允许平台在潮汐、波浪和风的作用下竖直和横向位移，从而不需要大量锚线或高断面锚线。

文档ES2629867 A2描述如前一段所述的平台。

前一段中提到的文档中描述的锚定系统的现有问题是，使用所述锚定系统的浮动平台会遭受可能变得重要的俯仰和/或滚动运动，这使得所述文档中描述的锚定系统并非最适合于：

-有人可能因平台运动而晕船(即，海洋专业人员除外)，例如幼儿、游客、科学家、宾客和一般访客的应用；

-其上安装海上风力涡轮机的浮动平台，其中避免平台滚动和/或过度俯仰非常重要；

-安装的设备及其专用活动(实验室、研究中心、工厂)要求平台的运动和加速度很小的应用；

-可能遭受(在某些时候)极其严重的风暴的浮动平台，这可能危及所述结构的安全或可能使浮动平台倾覆(如果俯仰运动非常大)。

发明内容

为了弥补上述缺陷，本发明涉及一种锚定系统。

本发明的锚定系统对象包括浮动平台(例如，支撑风力涡轮机)和至少一对锚线(例如，锚索或锚链)，所述锚线被配置成通过每条锚线的至少一个底部区段将浮动平台固定或锚定至海床(例如打入海床的桩，或沉积在海床上的底部重物或锚环)。

每条锚线还包括附接至配重的中心区段。

每一对锚线包括布置在穿过浮动平台的中心轴线的平面中的两条锚线。布置在同一平面内的这些锚线分别位于浮动平台的中心轴线的两侧。

浮动平台的中心轴线优选地限定浮动平台的径向对称性。

锚定系统针对每条锚线包括至少一个第一旋转固定装置(例如，滑轮)，其中每个第一旋转固定装置固定至浮动平台的第一点并且被配置成在浮动平台的所述第一点处将每条锚线固定至浮动平台，从而允许锚线在所述第一旋转固定装置上滑动。

作为一个新颖的特征，在本发明的锚定系统对象中：

-每条锚线包括至少一条直接子线和一条交叉子线。这些子线是至少在其底部区段平行延伸的链条或缆线。每条直接子线从第一旋转紧固装置延伸至配重，而不穿过浮动平台的中心轴线。每条交叉子线从第一旋转紧固装置穿过浮动平台的中心轴线延伸至配重。第一旋转紧固装置可以例如由具有两个滑车轮的滑轮(用于两个锚定子线的通过/滑动)形成，或由一组两个滑轮形成。

-所述系统针对每条锚线包括至少一个第二旋转固定装置(例如，滑轮)，其中每个第二旋转固定装置固定至浮动平台的第二点并且被配置成在浮动平台的所述第二点处将每条锚线的每条交叉子线固定至浮动平台，从而允许交叉子线在所述第二旋转固定装置上滑动，使得每条交叉子线首先穿过浮动平台的中心轴线从第一旋转固定装置延伸至配重，然后在第二旋转固定装置上滑动。

通过上述锚定系统，相对于例如文档ES2629867 A2中描述的其他锚定系统消除或显著地减小浮动平台的俯仰和/或滚动，同时使浮动平台自由竖直移动，还允许受限的水平运动。

通过上述锚定系统，机械地简化在现有技术中借助于滑轮和缆线在其他锚定系统中使用的滑轮系统。由于没有与浮动平台的中心轴线对应地定位的中心滑轮，因此锚定系统更简单，此外构成所述系统的所有臂的所有中心滑轮几乎不在同一点重合。

另外，通过上述锚定系统，消除了由于波浪导致平台水平运动而引起的中心配重的摆动运动特性。

同样，通过上述锚定系统，在平台的船体(主结构或中心结构)中不需要中心井，中心井在现有技术中对于通过锚线的中心区段(保持中心配重的那些部分)是必要的。

优选地，浮动平台针对每一对锚线包括一对突出结构臂。因此，每一对突出结构臂包括相对于浮动平台的中心轴线对称定位的第一臂和第二臂。每个突出结构臂附接至浮动平台的主结构(或船体)。每个突出结构臂从附接至浮动平台的主结构的第一端径向地延伸至突出到浮动平台外部的第二端。因此，至少一个第一旋转固定装置与第一臂的第二端相对应地固定至浮动平台，并且至少一个第二旋转固定装置在与第二臂对应地定位的点处固定至浮动平台。

浮动平台的主结构(或船体)可以具有圆柱形、圆锥形或锥形轴形式的形状。另外，锚定系统可以包括连接至此主结构的多个辐条，其中在每个辐条的每个自由端处存在漂浮元件。这些漂浮元件可以包括至少一个浸没室。

浮动平台的主结构(或船体)可能缺少在其端部具有浮动元件的前述辐条。然而，具有轴形几何形状的主结构或船体可以包括至少一个漂浮元件。此至少一个漂浮元件可以包括至少一个可浸没室。

浮动元件提供浮力，并且当浮动元件可浸没时允许浮动平台被移动或拖曳至其安装位置或地点，同时重量减轻，随后浸没对应浮动元件以向锚索提供张力，从而增加其稳定性。

当漂浮元件位于附接至轴的辐条的端部时，结构特别稳定，并且适当地保证漂浮平台在安装操作中的稳定性。

作为轴形几何形状的替代，浮动平台的主结构(或船体)可以包括环形几何形状，所述环通过辐条附接至圆柱形、圆锥形或锥形轴。此主结构可以构成浮环(浮子或环形漂浮元件)。此浮环可以包括至少一个浸没室。

这种浮环形式的结构也为浮动平台提供了极大的稳定性。

锚定系统针对每条锚线可以包括至少一个第三旋转紧固装置(例如，滑轮)。每个第三旋转固定装置固定至浮动平台的第三点，并且被配置成在浮动平台的所述第三点处将每条锚线的每条直接子线固定至浮动平台，从而允许直接子线通过所述第三旋转固定装置滑动，使得每条直接子线从第一旋转固定装置延伸至配重，从而穿过第三旋转固定装置并通过第三旋转固定装置滑动。

此第三旋转固定装置允许直接子线在平行于突出结构臂之一的中间区段中延伸，使得中心区段(从第三旋转固定装置引导至配重)更接近于浮动平台的配重的中心轴线延伸。

另外，锚定系统针对每条锚线可以包括至少一个旋转引导装置(例如，滑轮或有凹槽轮)，其中每个旋转引导装置固定至浮动平台的第四点并且被配置成引导每条锚线的交叉子线的路线，允许交叉子线通过所述旋转引导装置滑动，使得每条交叉子线在第一旋转固定装置与第二旋转固定装置之间延伸，穿过旋转引导装置并通过旋转引导装置滑动。

此旋转引导装置允许交叉子线在其从第一旋转固定装置通过中心轴线到第二旋转固定装置的路径中避开障碍物。通过此旋转引导装置，可以防止所有锚线的交叉子线相互碰撞，或交叉子线与浮动平台的主结构碰撞。

优选地，每条锚线的每个底部区段包括浮标，所述浮标将底部区段分为在海床与浮标之间延伸的第一部分以及在浮标与至少一个第一旋转固定装置之间延伸的第二部分。

上述特征有利于浮动平台的安装，因为附接至底部区段的第一部分(具有浮标)的底部重物、桩或锚环可以在预安装操作中布置(一旦已经选择浮动平台的位置)，随后当浮动平台和配重已经移动到安装地点时，将底部区段的第二部分直接连接至浮标。

还优选地，锚定系统的配重包括至少一个可浸没的漂浮室。此特征还有利于配重的运输(可以在不浸没的情况下以更轻的重量运输)，并且还有利于当填充至少一个可浸没的漂浮室时对锚线逐渐施加张力。

本发明还涉及一种采用如上所述的锚定系统安装浮动平台的方法。

因此，本发明的安装浮动平台对象的方法包括：

-将至少一个锚和/或至少一个底部重物，和/或至少一个锚环和/或一组桩在浮动平台的位置或安装地点下方定位和/或锚定至海床；

-将浮动平台和配重移动至其安装位置，其中在不浸没的情况下定位至少一个浸没室；

-将每条锚线的底部区段的自由端：

o固定到至少一个锚和/或至少一个底部重物，和/或至少一个锚环和/或一组桩，或

o固定至浮标，所述浮标先前通过锚线的底部腿的第一部分附接到至少一个锚和/或至少一个底部重物，和/或至少一个锚环和/或一组桩；

-将每条锚线的中心区段的自由端固定至配重；

-向侧面拖动浮动平台，直到张紧锚线，并且；

-浸没至少一个漂浮室。

在本发明的锚定系统中，浮动平台不需要搁置在底部，因此适用于任何海水深度的区域，既可以靠近海岸(例如80m深)，也可以远离海岸(深度达1000m或以上)并且处于任何中间距离，因为它能够承受非常严重的风暴。

在本发明的锚定系统的优选实施方案中，提出了几个平台(用于海上风力涡轮机)，通过运输到风电场以及系统布线、配重浸没和最终调整的组装阶段，这些平台从港口制造到它们的最终操作条件的所有其可能状态下本质上是稳定的。因此，安装过程更简单且快速。不需要特殊的船只，只需一艘小型传统拖船。

本发明的锚定系统可以通过比ES2629867 A2中提出的过程更简单且更快速的新颖过程来卸载浮动平台并将浮动平台移动到另一个位置。

本发明的锚定系统的主要特点和优点是：

-可以适用于任何类型的平台，特别适用于风车和专门用于海上休闲活动的平台；

-完全防止平台的俯仰和滚动运动，但允许水平或竖直运动；

-所述锚定系统不需要地基，也不需要对海底进行特殊准备(但是可以使用比平常更简单的常规地基)；

-最佳吃水深度在50m与400m之间，但最佳吃水深度可以达到更深的深度；

-所述锚定系统可以进行安装或重定位(根据需要多次)，而不需要特殊的船只，只需使用拖船即可移动；

-所述锚定系统适于通过简单地包括一台或多台传统发电机来捕获波浪能；

-锚线中出现的力远低于TLP平台上的力；如果一条锚线断裂，它仍然可以与其他锚线一起工作。另外，还可以现场维修/更换所述锚定系统；

-所述锚定系统允许设计更轻(因此更便宜)和支柱减少(从而减少视觉影响)的平台；

本发明的锚定系统适用于任何浮动海上设施，其中运动要求是设计的重要条件，特别是在以下情况下：

-旅游、海上休闲和航海运动：采用这种类型的锚定设计的平台非常适合酒店和娱乐业，因为这种类型的设施的大多数潜在客户都不是专业水手，而且移动量很少的事实极具吸引力；酒店可以安装在距离海岸超过10海里的域外水域，因此酒店可以拥有休息设施、娱乐、赌场和游戏室、主题公园或任何类型的设施，而陆地上的同等设施可能会存在城市障碍，或难以获得开业许可，或在现行市政法规上存在问题；由于远离海岸，海水深度更大，无法在海底支撑酒店；此外，波浪更大，因此传统平台对于这种应用来说移动太多。

-风电场。风车需要一个尽可能少移动的基座，事实上，一旦超过一定程度的倾斜(俯仰)或一定程度的加速度，出于安全原因，风力涡轮机必须停止。事实上，它的移动量比现有的移动量少，每年有更多的净发电时间，从而提高了设施的盈利能力。事实上，本专利申请中提出的所有优选实施方案涉及专门设计为海上风力涡轮机的支架的平台。

-替代能源。就其本质而言，所提出的系统通过从主浮子(漂浮元件)的平移运动中汲取能量来减小平台的俯仰角。这通过将发电机并入减震器线的滑轮之一(2或3)来完成。产生的电能可用于设施的自身消耗或通过对应电缆发送到地面。事实上，本发明可以从两个视角来实现：

o作为可再生能量的收集器：它是从波浪引起的平台运动中提取能量的系统，同时消除了平台的带来不便的俯仰和滚动运动；

o作为舒适装置：它是超越平台的俯仰运动的系统，也可以从波浪中产生能量。

从第二个角度来看，从阻尼线提取的能量可以直接以热量的形式耗散，或者可以转换成电能。如果能量消散，则必要的设备更便宜且更简单，平台的运动将相同，但系统的全部潜力没有得到充分利用。如果决定使用可用能量，可以将其储存在电池中或在船上的设施中消耗。

因此，锚定时可以包括具有或不具有能量收集器的一条或多条阻尼线。这些线的基本任务是减少在概念上相当刚性的系统(通常是超静定系统)中由于锚索的弹性而可能发生的振动(振荡)。这些低/中频率振动可能显著地增加平台上的加速度并使其变得不可接受。减震器线的结合几乎完全抵消这些振动(振荡)。

这些阻尼线与锁定锚线(附接至海底上的锚定元件或桩的锚线)非常相似，不同之处在于它们的滑轮之一(内部或外部)驱动发电机(如果将使用能量)或液压或电气耗散器(如果它们仅用作阻尼器)。

附图说明

作为本发明的至少一个实施方案的解释的一部分，通过图式且以非限制性的方式包括以下附图。

图1：示出根据本发明的锚定系统对象的可能实施方案的两条锚线(布置在同一平面中)处于静止位置的示意性前视图。

图2：示出根据现有技术的平衡锚定系统中的两条中心锚线的理论位移的示意图。

图3：示出作用在采用本发明的锚定系统对象的结构上的力的图。

图4：示出与图1类似的示意图，其中已经抑制锚线的底部区段的浮标。

图5：示出图4的锚定系统的示意图，其中所述锚定系统已经由于波浪和风的作用而水平地和竖直地移位。

图6：显示锚定系统的位移的示意图，其中直径相对的锚线的底部区段平行。

图7：显示锚定系统的位移的示意图，其中直径相对的锚线的底部区段发散。

图8：示出根据本发明的锚定系统的示意性透视图，其中观察到布置在两个垂直平面中的两对锚线(即，四条锚线)。

图9：示出图8的锚定系统的俯视图。

图10：示出根据本发明的锚定系统的第一安装阶段的示意性前视图，其中观察到浮动平台的四个突出结构臂(其中两个在垂直于图的视图的平面中)，所述突出结构臂支撑两对锚线中的四条锚线，并且其中锚线的底部区段的第二部分(上部部分)尚未连接至锚线的底部区段的第一部分(下部部分)的浮标。

图11：示出图10的锚定系统的示意图，其中锚线的底部区段的第二部分已经连接至浮标。

图12：示出图11的锚定系统的示意图，其中漂浮元件和配重的可浸没室已经被浸没。

图13：显示根据本发明的锚定系统的第一实施方案的示意性侧视图，其中观察到包括圆柱-圆锥轴形主结构的浮动平台，所述主结构具有支撑四条锚线的四个突出结构臂，并且其中浮动平台的主结构包括与所述主结构连接的四个辐条，每个辐条的端部包括浮动元件。

图14：显示图13的锚定系统的透视图。

图15：显示图13和图14的锚定系统的示意性前视图。

图16：示出根据本发明的锚定系统的第二实施方案的示意性侧视图，其中观察到包括圆柱-圆锥轴形主结构的浮动平台，所述主结构具有支撑四条锚线的四个突出结构臂，并且其中浮动平台的主结构包括三个浮动元件。

图17：显示图16的锚定系统的透视图。

图18：显示图15和图16的锚定系统的示意性前视图。

图19：示出根据本发明的锚定系统的第三实施方案的示意性前视图，其中观察到包括浮动环形主结构的浮动平台，所述主结构具有支撑四条锚线的四个突出结构臂。

图20：显示图19的锚定系统的透视图。

图21：显示图19和图20的锚定系统的示意性侧视图。

具体实施方式

如上所述，本发明涉及一种包括浮动平台(100)的锚定系统。

本说明书中引用的一些元件定义如下。

浮子或漂浮元件(500)：封闭且不透水的包装物，完全或部分浸没在水中，其可承受由于波浪或海流造成的静水力或水动力。如果浮子或漂浮元件被部分地浸没，它也可能遭受源自其侧面或上部结构的风的力。

船体或主结构(400)：包括形成刚性和耐久的组件的一个或多个水密浮子或漂浮元件(500)的结构，其中至少一个浮子或漂浮元件被部分地浸没。

浮动平台(100)：任何形状或配置的船体或主结构(400)，所述浮动平台另外包括其他元件或结构(辐条(600)、突出结构臂(12)、浮动元件(500)等)，专用于任何功能(住宿、工业或娱乐设施、风车支架等)，配备有本文提出的锚定系统。

外部因素：风、海流、波浪、内部负载运动或浮动平台(100)外部的试图将其移离其设计位置或试图传输俯仰或滚动运动的任何元件。

缆线或锚线(200)的张力：缆线或锚线(200)所承受的拉力(由于其柔性性质，缆线无法承受压缩力)。

中心配重(1)：完全浸没的船体，平均密度大于1.2kg/dm³，使与其连接的锚线(200)保持拉紧。在简单的设施中，仅一个配重(1)位于浮动平台(100)的中心轴线(300)上，但是可以有多个配重(1)或者位于浮动平台(100)的其他点下方。

锚块或底部重物(4)：支撑在海床(5)上的(大)重物，锚定系统的缆线或锚线(200)附接至所述重物。在其他传统设施中，它相当于锚、将浮标或其他海上元件保持在其位置的‘自重’，或借助于桩的任何其他类型的锚地。

锚索或锚线(200)：任何类型的缆线、链条或系带，其将浮动平台(100)保持附接至底部重物(4)，防止浮动平台(100)被外部作用力拖动。每条锚定线(200)由以下元件组成：

-底部区段(8)：锚线(200)的将底部重物(4)与锚线(200)的第一旋转固定装置(3)(或外部滑轮)连接的部分。在大多数应用中，在投影条件下，底部区段(8)完全垂直，但在特殊情况下可能会稍微发散。在一些情况下，它可以以单块形式到达海底(5)；在其他情况下，底部腿(8)拆分或划分成第一部分(底部部分)和第二部分(顶部部分)，并且这两个部分(顶部和底部)通过中间浮标(9)连接在一起。

-中间区段(7)：锚线(200)的将外滑轮(第一旋转固定装置(3))与固持缆线的一个或多个内滑轮(第二旋转固定装置(2c)以及最终第三旋转固定装置(2d))接合的部分；它可以是水平的，也可以具有轻微的倾斜(如果滑轮不在同一高度)。

更具体地，如下面将看到，锚线200包括交叉子线(200c)和直接子线(200d)。中间区段(7)是锚线(200)的交叉子线(200c)的一部分，其将第一旋转固定装置(3)(或外滑轮)与第二旋转固定装置(2c)(或内滑轮)连接。

另外，在第三旋转固定装置(2d)(或内滑轮)的情况下，中间区段(7)还指锚线(200)的直接子线(200d)的将第一旋转固定装置(3)与第三旋转固定装置(2d)连接的部分。

-中心区段(6)：锚线(200)的将内滑轮(或每个内滑轮)与中心配重(1)连接的部分。

-中间浮标(9)：可以插入每个锚线(200)的底部区段(8)中的可选元件。浮标(9)通过缆线(锚线(200)的底部腿(8)的第一部分)附接至海床(5)。底部腿(8)的第一部分可包括一条或多条平行的缆线或链条。使用此浮标(9)的优点在于，浮标可以在地面条件良好并且底部重物(4)就位时进行预安装，从而将其调平在正确的高度，以便在安装浮动平台时(100)，只需将锚线(200)(每条锚线(200)的底部区段(8)的第二部分)连接至浮标(9)，所述浮标已准备好正确的长度，从而显著地加速浮动平台(100)的安装过程。

-锚线系统的中心轴线(300)：穿过处于其静止(或突出)位置的配重(1)的重心的竖直轴线。优选地，此中心轴线(300)构成浮动平台(100)的对称中心轴线(300)。

-锚定子线(通用)：锚定系统的基本单元，由以下元件组成：

o支撑在海床(5)上的系泊重物(或底部重物(4))(可由多个系泊子线共享)；

o第一旋转紧固装置(3)(或外部或外滑轮)：靠近底部重物(4)的垂直线固定地或部分柔性地(或旋转/倾斜)紧固至浮动平台(100)；

o一个或两个内部或内滑轮(2)(第二旋转固定装置(2c)和可选地第三旋转固定装置(2d))：在浮动平台结构(100)的某个点处固定地或部分柔性地(或旋转/倾斜)紧固至浮动平台(100)。不管它们的名称如何，但它们与浮动平台(100)的中心轴线(300)有一定的距离；

o中心配重(1)的对应部分(多条缆线必须共享同一个配重(1))；

o连接所有这些元件的缆线，由上面定义的区段(中心区段(6)、中间区段(7)和底部区段(8))组成；

o可选地，可以存在夹在底部区段(8)内的中间浮标(9)；

o可选地，可以存在一些中间滑轮(旋转引导装置(11))，其用于支撑锚定子线的缆线的中间区段(7)，或有助于通过最合适的路径定向缆线。

上述滑轮中的一些可以是自调节的，以适应由于浮动平台(100)的运动而导致中心区段(6)和底部区段(8)遭受的方向变化。

-突出结构臂(12)：在浮动平台(100)上，其中外滑轮(第一旋转固定装置(3))比浮动平台(100)的主结构(400)的周边距离中心配重(1)更远，这些突出结构臂(12)是支架形头盔(或任何其他类型的结构)的延伸部，其用于夹持外滑轮(第一旋转固定装置(3))、内滑轮(2)(第二旋转固定装置(2c)和可选地第三旋转固定装置(2d))或中间滑轮(旋转引导装置(11))。

-交叉子线(200c)：其中内滑轮(第二旋转固定装置(2c))超出浮动平台(100)的中心轴线(300)，几乎与对应的外滑轮在直径上相对的锚定子线。

-直接子线(200d)：其中内滑轮(第三旋转固定装置(2d))与外滑轮(第一旋转固定装置(3))非常接近的锚定子线。然而，直接子线(200d)也可以不具有内滑轮(第三旋转固定装置(2d))；在这种情况下，将缆线从外滑轮(第一旋转固定装置(3))直接引导至配重(1)。

完整的锚线(200)是一组两个锚定子线(直接子线(200d)和交叉子线(200c))，它们共享相同的底部重物(4)、锚索的底部区段(8)的一部分和中心配重(1)的对应部分。锚线的外部或外滑轮(第一旋转固定装置(3))彼此非常靠近；一般来说，它们与同一旋转轴平行。在使用突出结构臂(12)的平台上，这些外滑车轮悬挂在同一突出结构臂(12)的端部。代替两个外滑车轮，所述锚线可以包括具有至少两个滑车轮的单个外滑车轮(一个滑车轮用于直接子线200d，而另一个滑车轮用于交叉子线200c)。

-锁定线：负责维持浮动平台(100)的垂直度的通用锚线(200)(如上所述)。其元件很大，因为它们在锚索中会承受很大的应力，尤其在用作风力涡轮机的支架的浮动平台(100)中。

-减震器线：具有一些变化的锚线(200)：

o其滑轮中的一个(内滑轮或外滑轮可互换)通过齿轮箱与发电机连接(或连接至移动发电机的液压马达)，这允许捕获浮动平台(100)的运动能量；

o锚索的中心区段(6)具有更具弹性的部分(用作弹簧)，从而吸收相对于锁定线的长度变化；

o缆线的电压受发电机的电气特性限制，并且远低于锁定线的电压；

o由于缆线承受的应力较小，其元件(缆线直径、滑轮、支架......)的尺寸也较小。事实上，它们可以由比锁定线阻力更小的其他材料制成。

-平行锚线(200)：其中其底部区段(8)竖直(处于其静止位置)的锚线(200)，如图1至图6所示；即使平台移动，所有底部区段(8)仍保持平行。

-发散锚线(200)：在其底部区段(8)(紧固在海床(5)上的底部区段)中不竖直，但替代地向外倾斜(与垂直线形成角度(A))的锚线(200)，也就是说，锚线(200)的下端比外滑轮更远离中心配重(1)(图7)。

-锚索组(200)：它是共享公共中心配重(1)的多条锚线(200)(锁定或阻尼)的集合。所得到的布置必然是径向的，但每个分支可以具有不同的尺寸(中心轴线与外滑轮之间的距离)。所述组的所有内滑轮必须与浮动平台(100)的中心轴线(300)(与配重(1)的垂直线重合)相距相同的距离。

具有非常细长的几何形状的浮动平台(100)可以安装有作用在同一配重(1)上的多组锚线200(每组锚线200的中心线紧固至也为细长的配重(1)的不同点)。

在特别大的浮动平台(100)上，可能存在多组锚线(200)，每组具有其对应配重(1)。

在图中所示的所有优选实施方案中，锚定系统仅具有一组锚线(并且因此具有单个配重(1))。

-SLP(软腿平台)：其上安装有本专利申请中提出的锚定系统的浮动平台(100)。在每个完整的锚线(200)中，有两个锚定子线(200d、200c)，其内滑轮(第二旋转紧固装置(2c)和第三旋转紧固装置(2d))与浮动平台(100)的中心轴线(300)相距相同的距离。每个锚线(200)由直接子线(200d)和交叉子线(200c)组成，其内滑轮(第二旋转固定装置(2c)和第三旋转固定装置(2d))相对于穿过中心配重(1)的竖直中心轴线(300)对称地定位，如可以在图8和图9中看到。

-中心井(可选，图中未示出)：竖直地穿过整个浮动平台(100)，刚好在内滑轮下方以使摆锤(中心区段(6)的缆线和配重(1))通过的孔；如果内滑轮与中心配重(1)的垂直线距离很远，则不需要中心井。

上面已经描述构成所提出系统的大部分元件。存在可以有助于主要元件的正常运行的其他可选元件，以及可以有助于在给定平台中实际实施的其他元件。

最简单的配置由四条锁定锚线(200)组成，每条锁定锚线由两条子线(一条直接子线(200d)以及一条交叉子线(200c))组成，每条子线包括：

-支撑在海床(5)上的底部重物(4)；

-两个旋转滑轮或固定装置(2、3)：外滑轮(或第一旋转固定装置(3))和另一个内滑轮(第二旋转固定装置(2c))；可选地，针对每条锚线(200)的直接子线(200d)，可以存在第二内滑轮(或第三旋转固定装置(2d))；

-四条锚线(200)共用的中心配重(1)；

-将底部重物(4)与中心配重(1)连接的缆线(在每条子线中)，其穿过外滑轮(第一旋转紧固装置(3))和内滑轮(第二旋转紧固装置(2c)或第三旋转紧固装置(2d))，限定具有内滑轮的子线(200c、200d)中的三个区段(6、7、8)：

o锚索的中心区段(6)，其将内滑轮(第二旋转紧固装置(2c)或第三旋转紧固装置(2d))与中心配重(1)连接。其长度取决于中心配重(1)的竖直位置。可选地，缆线的最靠近中心配重(1)的部分已经被称为锚索调整腿，并且可以用于调整缆线的总长度以适应浮动平台(100)将放置的点处的床或海床(5)的不规则性；

o锚索的中间区段(7)，其将内滑轮(第二旋转紧固装置(2c)或第三旋转紧固装置(2d))与外滑轮(第一旋转紧固装置(3))连接，并且具有由于其性质而具有恒定的长度；

o锚索的底部区段(8)，其将外滑轮(第一旋转固定装置(3))与底部重物(4)连接。其长度取决于平台的地理位置(即，海床的深度(5))。可选地，此底部区段(8)可以分成附接至中间浮标(9)的两个部分或区域。以此方式，有利于缆线的安装和维护操作。

由于三个区段(6、7、8)是同一缆线的一部分，因此它们的长度之和是恒定的。这些元件的任务是防止浮动平台100的滚动和俯仰运动，从而允许其水平地或垂直地移动。

如果浮动平台(100)垂直地移动高度V，则配重垂直地移动高度2V，但浮动平台(100)上的力几乎没有变化。

如果浮动平台(100)水平地移动量H，则锚线(200)产生相反的水平力，所述水平力倾向于将浮动平台(100)返回到其原始位置。浮动平台(100)上的竖直力几乎没有变化。配重(1)稍微向上移动。

如果施加试图使浮动平台100在俯仰方向上旋转的弯矩，则锚线200的缆线的张力发生变化以对其进行补偿并防止旋转；如果弯矩充分地增加，则锚线200中的一个将失去其张力，并且浮动平台100将仅由其他锚线200固持。一般来说，浮动平台(100)的船体或中心结构(400)将开始稍微浸没。

当除了一条锚线(200)之外的所有锚线都已松开时，浮动平台(100)可以开始翻转。这种翻转将是可逆的或不可逆的，具体取决于整个组件的特定几何形状。

本发明的理论基础基于几何构造，如图2中可见。

每条锚索都可以被认为几乎不可延伸。如果我们假设它由以下长度的三个区段组成：T6(中心区段的长度)、T7(中间部分的长度)和T8(底部区段的长度)，则三个区段(6、7、8)的长度之和(T6、T7、T8)恒定：T6+T7+T8＝常数。

由于中间区段(7)的长度不变，因此还满足：T6+T8＝常数。

浮动平台(100)有两条锚线(200)(如果假设平面运动，如果考虑三维运动，则至少有四条锚线(200)，二对二交叉，但结果是一样)。如果我们比较平台的两个不同位置中的区段的长度：

-投影情况：有两条线(P和Q)，每条线具有上述三个区段；

-任何其他位置：将线变换为(R和S)。

由于每条线(P,Q,R,S)保持其长度：

T6(P)+T8(P)＝T6(R)+T8(R)和T6(Q)+T8(Q)＝T6(S)+T8(S)

由于T6(P)＝T6(Q)和T6(R)＝T6(S)(它们代表相同的度量)。

如果我们从两条对称线开始，即T8(P)＝T8(Q)，则T8(R)＝T8(S)

也就是说，两个外滑轮(第一旋转固定装置(3))和两个底部重物(4)形成“铰接”四边形，其中它们的相对边相等，因此上边始终保持与下边平行，无论浮动平台(100)的中心位置如何。

为了阻止浮动平台(100)在平面内旋转，两条锚线(200)就足够了，如图1或图2中所见。例如，如果要避免俯仰角，则在纵向平面中需要两条锚线(200)，其中一个外滑轮在船头且一个外滚轮在船尾，其中两个内滑轮在它们之间(锚索的中间区段不需要相同)。如果要避免滚动角，则两条锚线(200)必须在横向于波浪的平面内。

图4和图5示出由前向子线(200d)和交叉子线(200c)形成的完整锚线(200)的示意图，表示浮动平台(100)在其设计条件下(图4)和任何其他位置(图5)中的位置。

两个内滑轮(2d：直接和2c：交叉)与浮动平台(100)的中心轴线(300)相距相同的距离(实际上滑轮轴线处于不同距离，但是使得中心部分(7)似乎来自对称点：缆线与滑轮的接触点)。在所述设计情况下(图4)，两条子线(200c、200d)的长度不同，但使得中心区段(6d、6d)相等，因此中心配重(1)与浮动平台(100)的中心轴线(300)对应地定位。

当浮动平台(100)移动时(图5)，底部区段8d和8c的长度改变，但保持彼此相等。中间区段(7d和7c)的长度不变(滑轮随平台刚性地移动)。由于每条子线(200c、200d)的总长度不变，因此中心区段(6d和6c)的长度也变化，但保持彼此相等，即中心配重(1)垂直地移动，但保持与浮动平台(100)的中心轴线(300)对应地定位。以此方式，完全消除配重(1)在锚定系统的原始版本中可能具有的摆动运动。

当组合两条完整的锚线(200)时(每条具有直接子线(200d)和交叉线(200c))，应用与线位于中心时相同的推理(在具有中心线穿过的中心井的最先进平台)，即无论浮动平台(100)的位置如何，每个完整的锚线(200)的底部区段(8)保持彼此相等。从这个意义上说，锚定系统(具有直接子线(200d)和交叉子线(200c))的行为就好像所有子线都是中心的。

具有直接子线(200d)和交叉子线(200c)的系统的操作方案可以在图3中看到。如果仅具有中心子线，则方案将相同，中心区段(6)之间的角度(β)为空(即，它们是竖直的)。

当外部因素(风、波浪或海流)作用于浮动平台(100)时，它们会产生将浮动平台(100)推至图中所示的位置的弯矩(Mf)和力(Fx)。

另一方面，中心配重(1)具有净重(干重减去静水推力)，所述净重拉紧锚线(200)的两条缆索，从而产生两个力，即迎风力(F1)和背风力(F2)。如果忽略由于浮动平台(100)和配重(1)的运动产生的惯性力，则每一侧上的直接缆线和交叉缆线上的力相等：

F1c＝F1d＝F1/2，并且F2c＝F2d＝F2/2

由于配重中的力平衡，因此满足：

(F1+F2)x cosine(β)＝P

这些力通过缆线传递至底部重物(4)。

为了使浮动平台(100)处于平衡，施加在底部区段(8)上的两个力F1和F2必须完全补偿外部因素的弯矩(Mf)。

(F1-F2)x外滑轮距离x cosine(α)＝Mf

由于缆线不是通过压缩来工作的，因此只要F2为正，浮动平台100就会保持水平，然后开始背风地倾斜。

另一方面，水平力的平衡要求：

FH＝F1 x sine(α)+F2 x sine(α)＝P x sine(α)/cosine(β)＝Fx

根据锚定系统的变型，其中锚线(200)是发散的，可以校正由作用在浮动平台(100)上的外力施加的俯仰角。锚线(200)的弹性意味着当浮动平台(100)受到外力时，迎风缆线伸长而背风缆线收缩：由于这些变形，浮动平台(100)获得小的背风俯仰角。

所指示的变型包括给锚线(200)的底部区段(8)赋予一定角度，分离出外滑轮(第一旋转固定装置(3))的垂直线的锚定点，如在图7中可见。

当浮动平台(100)被风拖动水平地移动时，浮动平台(100)的甲板不会保持水平，而是迎风转向。此旋转角度在几何上与底部区段(8)的角度和海床(5)的深度相关，与水平运动的幅度大致成比例。通过调节锚线(200)的底部区段(8)的角度，无论施加多大的水平力(直到部署任何线)，都可以由于锚线(200)的弹性而精确地取消浮动平台(100)的俯仰。

下面通过示例提出用于将底部区段(8)的缆线紧固在海床(5)上的三种替代方案。在所有这些替代方案中，中间浮标(9)可以包括在底部区段(8)中(在其设计位置中，位于与配重(1)类似的深度)，底部区段通过缆线或链条连接至海床(5)上的锚地。

以此方式，最终的安装非常简单，因为将缆线保持在浮标(9)中就足够并且浮动平台(100)已完全投入使用。

-可以使用系泊环，例如通过刚性结构将所有底部重物(4)连接在一起，所述刚性结构包括在适当位置处用于缆线的紧固点。此结构包括多个压载舱，这些压载舱最初是空的，因此组件具有轻微的正浮力。此结构被移动到风电场并沉入将安装浮动平台(100)的地方。此操作不需要很高的精度，因为毫无疑问，无论环在海床(5)上的位置如何，锚定点都将被正确地定位。当将浮动平台(100)放置在其安装地点时，将缆线紧固在锚上就足以使浮动平台(100)操作；

-可以使用插入海床(5)的桩。从TLP型平台的基础上复制此系统。准备好海床(5)并插入包括锚线(200)的锚点的桩。与TLP系统的根本区别在于，本发明的锚定系统必须承受的拉应力远低于TLP平台上的拉应力，事实上，对于相同的安装功率，应力大约为五分之一或更小。这使得锚地的准备工作变得更加便宜和容易。

-可以使用先前位于海床(5)上的底部重物(4)。由于缆线的电压较低，可以使用单独的底部重物(4)，所述底部重物精确地位于海床(5)上、预先准备好的平坦空地上。这是锚环(其为一个非常大的结构，但易于放置)与使用桩(需要对地面进行一定的准备并准确放置背景重物(4))之间的中间解决方案。

本发明的锚定系统与TLP(张力腿平台)平台的比较：

显然，具有TLP型锚定系统的浮动平台(100)与具有本发明的锚定系统的浮动平台(100)具有相同的用途。他们的目标是超越浮动平台(100)的俯仰/滚动运动。然而，两者的工作原理截然不同，运动和动态特性也不同，如下表中可见：

下面描述和讨论本专利申请的附图。

在所有图中，海床(5)所在的深度已经减小，使得图像更相称且更易于解释。如果海床如此接近，则不值得使用浮动平台(100)，因为如果它们直接支撑在海床(5)上会更好。在实际项目中，配重(1)也会按比例比图中所示更深。

图1示出锁定锚线(200)(防止浮动平台(100)旋转运动的锚线)的基本图。这种类型的安装由漂浮在海中的浮动平台(100)组成，所述浮动平台具有两条或更多条锚线(200)(当只想操控一个方向的旋转运动，例如俯仰时，最少为两条锚线(200)；当想要同时操控俯仰和滚动时，最少为四条锚线(200))，每条锚线至少由两条子线(200d、200c)组成，每条子线由以下部分组成：一个(或两个)内滑轮(第二旋转固定装置(2c)和第三旋转固定装置(2d))和外滑轮(第一旋转固定装置(3))，其支撑缆线或锚线(200)，所述锚线由以下三个区段组成：底部区段(8)，其到达搁置在海床(5)上的底部重物(4)；另一中心区段(6)，其紧固到中心配重(1)；以及中间区段(7)，其连接其他两个区段(8、6)。中心配重(1)由所有锚线(200)共享。底部区段(8)可以分成附接至中间浮标(9)的两个部分；在这种情况下，此底部区段(8)的下部部分(第一部分)对于悬挂在同一突出结构臂(12)上的所有子线是共用的。图1中同时描绘两条完整的锚线200，一条使用实线(右侧的一条)，而另一条(左侧的一条)使用虚线。

图2示出调节锚线(200)的每个区段(6、7、8)的长度并证明浮动平台(100)始终平行于其初始位置移动的几何原理的方案。方案对应于最先进的锚定系统(如ES2629867 A2中定义)的中心锚定子线(其中浮动平台包括中心井)。提供此图是为了用作本发明的锚定系统对象的操作的基础并有助于理解本发明的锚定系统对象的操作。

图3示出动态原理的方案，其中当浮动平台(100)受到来自外部因素(风、波浪或海流)的力(Fx)和弯矩(Mf)时，力作用在锚线(200)上。所有锚线200上的拉力总和始终恒定(等于中心配重1的表观重量除以中心区段6与中心轴线300之间的角度β的余弦)；锚线(200)的张力之间的差与所施加的弯矩成比例，并且能够支撑浮动平台(100)的水平力FH与锚线(200)的底部区段8与竖直方向之间的角度α的正弦成比例。如果背风锚线(200)的底部区段(8)的缆线变得松动，则平台失去其水平位置(出现俯仰或滚动运动)。

图4和图5示出类似于图1的锚定系统的基本图，其中已经移除中间浮标(9)，使得直接子线(200d)和交叉子线(200c)的底部区段(8d、8c)到达海床(5)中的底部重物(4)。图4示出处于其静止位置的浮动平台(100)，并且图5对应于当浮动平台(100)由于风和波浪的影响而改变位置(水平和竖直)时的浮动平台。

图6示出具有平行锚线(200)的锚定系统的操作图，其中底部区段(8)在其静止位置是竖直的(虚线)。当浮动平台(100)移动时(实线)，浮动平台(100)的盖子始终保持水平。

图7示出具有发散锚线(200)的锚定系统的操作图，其中底部区段(8)没有竖直地下降到海床(5)，但它们的布局与垂直线形成角度(A)。当浮动平台(100)水平地移动时，浮动平台迎风地倾斜。在第一方法中，就好像它围绕两个底部区段(8)的交点旋转。如果浮动平台(100)是具有塔架(13)和风力涡轮机机舱(14)的海上风力涡轮机支架，则机舱(14)的重量的轴向分量(由于塔架(13)的倾斜)可以完全补偿风对转子叶片的推力，使得消除整个风力涡轮机的塔架(13)的弯矩(并且因此消除由塔架(13)传输到浮动平台(100)的弯矩)。

图8和图9中示出包括四条锚线200的锚定系统的示例。此版本的锚定系统适用于具有偶数个突出结构臂(12)的浮动平台(100)。在此方案中，取消了直接子线(200d)的内滑轮(第三旋转固定装置(2d))，使得外滑轮(第一旋转固定装置(3))也执行内滑轮的功能，当然，也取消了直接子线(200d)的中间区段(7)。交叉子线(200c)的内滑轮(第二旋转固定装置(2c))看起来紧邻外滑轮(第一旋转固定装置(3))，但这是光学效应，因为所述滑轮对应于另一突出结构臂(12)(相对的臂)的交叉子线(200c)。图中还示出交叉子线(200c)的中间滑轮(旋转引导装置(11))，所述中间滑轮使交叉子线(200c)的中间区段(7)转向，使得它们不穿过垂直线的相同区段(在“明显交叉点”中，所述区段以不同高度通过)。

图10和图12对应于在压载条件下稳定的浮动平台(100)的安装阶段(在图中已经表示具有四个突出结构臂(12)的浮动平台(100)，尽管其对于任何此种平台都有效)。更具体地：

-在图10中，可以看到准备接纳浮动平台(100)的底部锚，具有中间浮标(9)、锚线(200)的底部区段(8)的下部部分(第一部分)和底部重物(4)。浮动平台(100)处于其压载条件，其中浮动元件(500)包括浸没区(15)、在浮线(21)上方的另一浮出区(16)，并且其中，中心配重(1)在浮动平台(100)下方居中地定位。锚线200连接至配重1，但不连接至浮标9。

-图11示出已经连接至浮标(9)的锚线(200)的底部区段(8)的上部部分(第二部分)，并且配重(1)已经被部分地淹没，从而拉紧缆线并朝其设计位置下沉。浮动平台(100)比压载条件下稍深，但尚未达到操作条件(其中水线(21)与作业吃水深度(22)相对应地定位)。浮动平台100的辐条(600)完全露出水面并且浮动平台(100)保持其所有稳定性。

-图12示出完全安装的浮动平台，其中配重(1)的可浸没室被浸没并且缆线以其标称电压工作。浮动平台(100)已经处于其作业吃水深度(22)，准备投入使用。

图13、图14和图15对应于本发明的第一实施方案。这些图示出用作海上风力涡轮机的支架的浮动平台(100)，所述浮动平台在其压载条件下是稳定的，具有四条锚线(200)。浮动平台(100)具有两种主要负载条件：压载条件，其中浮线(21)穿过浮动元件(500)的中间点(其将浮动元件分为两部分：浸没区(15)和仅在操作条件下浸没的另一个浮出或露出区(16))；以及操作条件，其中浮线(21)已经与操作作业深度(22)相对应并且穿过辐条的中间点(600)(区分工作条件下的浸没无线电区(17)与另一个从未浸没的区(18))。辐条600在轴中附接至船体，在这种情况下，所述轴包括具有八个矩形面(其中四个半径(600)和四个突出结构臂(12)相交)以及连接矩形面的八个其他梯形面的结构环(19)。四个突出结构臂(12)用于支撑外滑轮(第一旋转固定装置(3))和内滑轮(已经表示仅锚线(200)的第二旋转固定装置(2c)而不是第三旋转固定装置(2d))。在结构环(19)上，存在用于浮动平台(100)的电子设备的小型截断上部结构(20)，风力涡轮机的塔架(13)搁置在所述浮动平台上。

图13、图14和图15示出浮动平台(100)的三个视图，其具有直接子线(200d)和交叉子线(200c)。图13示出组件的(侧视)剖面图，所述组件与固持浸没的浮动元件(500)的浮动平台(100)的辐条(600)或支腿对齐。图15示出与支撑外滑轮(相对于辐条(600)旋转45°，布置在辐条(600)之间的平分线中)的突出结构臂(12)对齐的组件的前视图。图15示出属于位于同一平面内的一对突出结构臂(12)的第一臂(12a)和第二臂(12b)。图14示出组件的3D视图。

突出结构臂(12)包括附接至浮动平台(100)的船体或主结构(400)的第一端(121)和从浮动平台(100)向外突出的第二端(122)。

图16、图17和图18对应于本发明的第二实施方案。这些图示出用作海上风力涡轮机的支架的浮动平台(100)，所述浮动平台在其压载条件下不稳定，具有带有直接子线(200d)和交叉子线(200c)的四条锚线(200)，其中转向的中间滑轮(旋转引导装置(11))已经包括在锚线(200)的中间区段(7)中。在这种情况下，滑轮水平地定位并将缆线向外转向，以避开支撑风力涡轮机的塔架(13)的上部结构(20)。船体或主结构(400)尽可能简单，即简单的竖直轴圆柱体，其(概念上)分为三个部分：始终浸没(即使在压载条件下)的浸没区域(15)、仅在操作条件下浸没的另一个浮出或露出区域(16)。(这两部分一起构成浮动平台(100)的“船体”)。它还具有永不浸没的区(18)，即在任何负载条件下都露出水面的船体或主结构(400)的一部分(类似于第一实施方案中的浮动平台(100)的辐条(600)的顶部)。与图13至图15所示的第一实施方案的浮动平台(100)类似，在第二实施方案中，浮动平台(100)也包括四个突出的结构臂(12)和在船体上的用于支撑风力涡轮机的塔架(13)的小型上部结构(20)。

图16、图17和图18分别以剖面图、3D视图和前透视图描绘具有四个突出结构臂(12)的浮动平台(100)的三个视图(与浮动平台(100)的突出结构臂(12)对齐)。

图19、图20和图21对应于本发明的第三实施方案，其中示出用作海上风力涡轮机的支架的浮动平台(100)，所述浮动平台在压载条件下是稳定的。根据此第三实施方案，浮动平台的船体或主结构(400)具有环形几何形状，形成浮环(700)。它具有一个中心井，尽管没有这样使用(它不用于配重电缆的通过)。四个突出结构臂(12)从浸没的船体或主结构(400)中伸出。图19是组件(与突出滑轮和结构臂(12)对齐)的前视图。图21是旋转45°的侧视图(根据臂的平分线定向)。图20是组件的3D视图。

虽然所提出的锚定系统对于任何浮动平台(100)(旨在支撑任何类型的结构)都有效，但是本发明特别适用于两个特定的应用，作为海上风力涡轮机的支架以及作为海上休闲的平台。关于所提出的专利的目的(锚定系统)，两个申请之间的主要区别在于浮动平台(100)的甲板面积，这导致外滑轮悬挂在径向布置的突出结构臂(12)上，其从浮动平台(100)的甲板突出相当多，并且在设计用于海上休闲的平台上，导致外滑轮悬挂在从平台的主甲板突出的非常短的臂上。

根据本发明第一实施方案的锚定系统包括以下元件：

-四条锚线(200)，每条锚线由两条锚定子线(200c、200d)形成，每条子线(200d、200c)由悬挂在外滑轮(第一旋转固定装置(3))和另一内滑轮(2c、2d)上的锚索组成，所述子线又悬挂在用作锚线(200)的支架的突出结构臂(12)上。(同一锚线/臂的)所有子线的锚索的底部区段(8)直接或通过中间浮标(9)和公共底部区段(底部区段(8)的第一部分或下部部分)承受底部重物(4)。所有锚线(200)的中心支腿(6)承受所有锚线(200)共用的中心配重(1)。

-浮动平台(100)：其船体或主结构(400)附接至四个竖直轴圆柱形浮子或漂浮元件(500)，这些浮子或漂浮元件布置在正方形的顶点处，彼此间隔足够远，使得中心配重(1)以必要的间隙装配在平台的中心。浮动元件(500)通过四个‘支腿’或倾斜辐条(600)附接至浮动平台(100)的船体或主结构(400)，所述四个‘支腿’或倾斜辐条在加强结构环(19)中重合，所述加强结构环位于浮动平台(100)的上部结构(20)下方，远高于其作业吃水深度(22)。四个突出结构臂(12)也连接在此结构环(19)中，所述突出结构臂固持锚线(200)的滑车轮(外滑车轮(第一旋转固定装置(3))和内滑车轮(第二旋转固定装置(2c)和第三旋转固定装置(2d)(如果有的话))。在此加强结构环(19)上，存在搁置风力涡轮机塔架(13)的上部结构(20)。在压载条件下，水线21位于距漂浮元件(500)大约一半的位置，并且浮动平台(100)自身是稳定的。在操作条件下，作业吃水深度(22)位于辐条(600)的一半高度处并且漂浮元件(500)完全浸没。

-中心配重(1)：竖直轴圆柱形舱，称重，但其体积完全排空，其正浮力约为其体积的10％。它在内部分为可以独立地填充或排空的多个压载舱或浸没室。由于其中一个室被浸没，它具有略为负的浮力。在顶上，存在四对锚，锚线(200)的所有子线(200c，200d)的中心区段(6)的端部紧固至这些锚。

-风力涡轮机：由风力涡轮机塔架(13)组成，所述风力涡轮机塔架搁置在浮动平台(100)的主结构(400)上(在加强结构环(19)上的上部结构(20)上)，其中紧固突出结构臂(12)和辐条(600)的上部部分。塔架(13)固持机舱(14)，风力涡轮机本身位于所述机舱内。它是一个商业部件，因此不再详细描述。

-浸没的漂浮元件(500)可通过位于浮动平台(100)的辐条(500)内部的楼梯进入(用于维护操作)。所述支腿或辐条(600)可通过位于加固结构环(19)的对应矩形面上的防水门进入。此浮动平台(100)具有两种操作模式：

o运输(或压载)条件，其中所有可浸没室都是空的，并且所有锚线(200)都被收集并自由浮动，除了将锚线连接至拖船上的缆线外，没有任何约束。在这种条件下，浮动平台(100)自身是稳定的。

o操作(或设计)条件，其中任何压载舱或浸没室被部分地填充以使平台漂浮在其作业吃水深度(22)或设计吃水深度中。浮动平台(100)通过所有锚线(200)的中心区段(6)连接至中心配重(1)，并通过锚线(200)的底部区段(8)连接至海床(5)。在这种条件下，浮动平台(100)自身不具有稳定性并且仅依赖于由锚线(200)提供的稳定性。

在图13至图15中，可以看到具有所提出的锚定系统的此第一实施方案的三个视图(其中已识别出其主要元件)。

在根据本发明的第二实施方案的锚定系统中，与第一实施方案不同，在压载条件下，浮动平台(100)不稳定，因此需要使用锚环，所述锚环的作用是在从造船厂到风电场的运输过程中为平台提供稳定性。

浮动平台(100)的主结构(400)包括竖直轴圆柱体，其在概念上分为三个部分或区：在圆柱体最深处在任何负载条件下的浸没区(15)；在压载条件下露出水面并在操作条件下浸没的浮出或露出区(16)(中间区)，以及另一个从未浸没的区(18)(上部部分)，其始终高于水线(21)。另外，浮动平台(100)包括径向布置的四个突出结构臂(12)(以及当然相同数量的锚线(200))。主结构(400)包括用于风力涡轮机的电气设备的小型上部结构(20)，所述上部结构还用于支撑风力涡轮机的塔架(13)。

在此第二实施方案中，浮动平台100是(所提出的三个实施方案中)最简单且最经济的，但具有与其他两个实施方案不同的流体动力学行为，因为具有更大的浮动面积，所述浮动平台倾向于跟随波浪的运动，因此其竖直运动大于其他实施方案的竖直运动；作为对应物，所述浮动平台能够从波浪运动中捕获更多能量，并且波浪轮廓保持更接近其设计浮力(操作吃水深度22)，因此它比其他平台需要更少的干舷。

在图16至图18中，可以看到此第二实施方案的三个视图(其中已经识别出其主要元件)，其中所提出的锚定系统具有在锚索的每个中间区段(7)中水平的中间滑轮(旋转引导装置(11))，所述中间滑轮用于将缆线与上部结构(20)分离。

根据本发明第三实施方案的锚定系统在压载条件下是稳定的，并且包括以下特征：

-它具有径向布置的四个突出结构臂(12)，具有四条锚线(200)；

-加强结构环(19)比在其他实施方案中定位得更高，并且上部结构(20)比在其他实施方案中更小(更低)，并且用作到四个支腿或辐条(600)的连接元件，所述四个支腿或辐条在某种程度上比在其他实施方案中更长。

-主结构(400)包括环形几何形状，构成浮环(700)，所述浮环包括至少一个可浸没室。

在图19至图21中可以看到此第三实施方案的三个视图(其中已经识别出其主要元件)。直接子线(200d)不具有内滑轮(第三旋转固定装置(2d))，因为外滑轮(第一旋转固定装置(3))执行两个功能(内部和外部，以节省空间)并且交叉子线(200c)使用竖直中间滑轮(旋转引导装置(11))来重新定向缆线。

如图中可见，加强结构环(19)升高，使得交叉子线(200c)的中间区段(7)的缆线在上部结构(20)下方、在浮动平台(100)的支腿或辐条(600)之间穿过。如果此区段中包括中间滑轮以使缆线向下偏转，则加强结构环(19)可以占据较低位置。

如已经描述，本发明的锚定系统中，每条锚线(200)上存在直接子线(200d)和交叉子线(200c)，其中交叉子线(200c)的内滑轮与直接子线(200d)的内滑轮直径相对地定位。这种布置迫使偶数条锚线(200)(和突出结构臂(12))，并且还导致突出结构臂(12)上的第一锚线(200)的直接子线(200d)的内滑车轮紧靠第二直径相对的锚线(200)的交叉子线(200c)的内滑车轮，尽管位于突出结构臂(12)的不同侧。

在使用突出结构臂(12)来固持滑轮的风力涡轮机的浮动平台(100)上，在每个头部上存在直径相对的锚线的两个外部滑轮、直接内部滑轮(可以省略)和交叉内滑轮。

在图8和图9中可以看到具有四个突出结构臂(12)的此锚定系统的两个突出部；然而，浮动平台(100)可以具有不同的偶数个突出结构臂(12)。

在这种类型的锚定中，锚线(200)的交叉子线(200c)的中间区段(7)可以非常靠近浮动平台(100)的对称中心轴线(300)到达所述浮动平台的另一侧；因此，在船体中或在上部结构中，可以为这些缆线制造一些孔。上文呈现的示例中使用的替代方案是使用中间滑轮(旋转引导装置(11))使这些缆线偏转并将它们穿过浮动平台(100)的上部结构(20)下方(或在其侧面的外侧上)。

根据锚线(200)将要固持的浮动平台(100)的几何形状，锚定系统可能需要有助于其正确操作并且之前已经介绍过的一些元件。这些元件中的一些可以在图8至图11中看到，其他元件是造船中的正常元件并且没有在图中描绘。这些包括但不限于：

-用于支撑中间区段(7)的中间滑轮(旋转引导装置(11))：中间区段(7)的形状像支撑在内滑轮和外滑轮上的悬链线。悬链线的长度根据缆线所承受的张力而变化。这种现象转化为(如果滑轮之间的距离很大)以下现象：在此部分中，缆线的作用就好像它比正常情况更有弹性，并且可能会影响系统的工作原理。为了避免这种情况，中间支撑滑轮(旋转引导装置(11))可以放置在此区段上(这减少了支架之间的距离，因此大大减少对应悬链线的箭头)，使得连续的行为几乎就像它在直线中并且连续恢复其原始刚性。它还用于重新定向中间区段(7)(以避免结构的障碍)；

-外滑轮支撑臂(突出结构臂(12))：在用作风力涡轮机的支架的浮动平台(100)上，浮动平台(100)的直径远小于放置外滑轮的最佳距离。然后需要突出的径向结构臂(12)，所述突出的径向结构臂从浮动平台(100)的主结构(400)突出并且外滑轮悬挂在所述突出的径向结构臂上。每个突出结构臂(12)可以是格子结构(元件暴露在天气中)或封闭结构(元件不受天气影响)；一种或另一种类型的选择将取决于每种具体设计的理念。

用作风力涡轮机的支架的浮动平台(100)具有几个特性，其中：

-浮动平台(100)不需要很大的甲板表面，它可以是支撑风力涡轮机以及其塔架(13)的重量的小浮标；

-作用在系统上并在设计中要考虑的主要力是风对风力涡轮机转子的叶片的气动推力；

-风力对塔架(13)的基座施加非常大的弯矩。

如果设计条件下的锚线(200)不竖直(如图13所示)，而是稍微发散(如图14所示)，则当浮动平台(100)被风拖动时，背风滑轮相对于迎风滑轮上升；因此浮动平台(100)具有与风力相反的俯仰角。此俯仰角与浮动平台(100)的水平位移成比例，并且对其垂直运动几乎不敏感。

此角度导致机舱(14)的重物(Q)具有与转子叶片上的风力相反的轴向分量，所述轴向分量与旋转角度成比例，而旋转角度又与浮动平台(100)的水平运动成比例，所述水平运动又与风施加的力成比例。如果这些比例常数适当地同步，则可以使机舱重物(14)的轴向分量完全抵消风力，而不管风速如何。

以此方式，可以完全消除由于风引起的塔架(13)的基座处的弯矩。由于波浪，仍然存在力和力矩，但它们是较小的力和力矩。因此：

-可以减轻塔架(13)，从而使其结构元件具有更小的厚度；

-减小作用在机舱负载轴承上的力(14)；

-减少锚定上的负载，并且浮动平台(100)的结构可以是轻量的(并且建造成本低廉)。

在专用于海上休闲的浮动平台(100)上，对乘客舒适度影响最大的外部因素是波浪的影响。通过本发明的锚定系统，消除浮动平台(100)的旋转运动，竖直运动的影响很小(特别是如果使用半潜式浮动平台(100))，但波浪的水平运动的影响仍然存在，在恶劣的海况下这可以产生重要的加速度(高达1.5m/s²)。

在一些应用中，可以使用具有发散的锚线(200)的锚定系统，产生与水平运动相反的俯仰。此俯仰可以产生与水平运动的加速度相反的纵向加速度，使得所产生的加速度低于浮动平台(100)在无俯仰的情况下移动时的加速度；这将提高船上人员的舒适度。

这种水平运动和反向俯仰的地面类比是秋千或吊床的运动，它具有很大的运动和转动，但不会产生加速度的感觉。事实上，加速度保持垂直于浮动平台(100)的甲板的表面(在秋千的情况下垂直于座椅的表面)。

操作方案将与图7类似，但发散角(A)略大于此图所示的角度。

出现的一个困难是纵向加速度的抵消仅可以针对相对较小范围的波浪实现，例如对于8秒到10秒之间的波浪可以实现这种抵消；然后是一个用最可能的波浪的周期来调整这些周期的问题。此调整取决于：

-浮动平台(100)的几何形状、稳定性和惯性；

-锚线(200)的几何形状以及其弹性特性。

锚线(200)的缆线相当长，至少测量操作区域中的吃水深度，加上突出结构臂12的长度(通常在30m与40m之间)，加上滑轮与海面之间的高度的两倍，加上浮动平台100的最大竖直行程的两倍(最大潮高+波高)，加上安装区域中的海水吃水深度的20％，加上认为方便的余量。

在一些应用中，底部区段(8)不到达海床或底部(5)，而是紧固至相对靠近海面定位且借助于链条或缆线锚定至海底(5)的中间浮标(9)，以便在磨损的情况下，仅需要更换磨损最严重(并且也是最容易接近)的缆线的上部部分。

可拆卸缆线的长度必须使得，在浮动平台(100)的最大可预见运动的情况下，浮标(9)永远不会接近外滑轮(第一旋转固定装置(3))；如果触碰，可能会发生严重故障。锚线(200)的材料可以是适合这些应用的任何材料，包括但不限于：

-扭曲钢丝绳：不存在扭曲的可能性，因为线的张力(根据竖直棱柱的边缘施加)防止浮动平台(100)的偏航旋转；

-合成或纺织材料缆线；

-连杆链：这对于用作风力涡轮机的支架的浮动平台(100)的中间区段(7)(以及其他两个部分(6、8)的上部)来说是理想的，因为它允许使用齿形滑轮(在阻尼线上)并具有相对较小的转动半径。它的缺点是噪音较大。对于休闲设施，不推荐使用并且应该具有良好的隔音效果。在用于海上休闲的浮动平台(100)上，中间区段(7)和另外两个区段(6、8)的上部部分应该是纺织材料的，因为它会随着波浪连续地移动，并且将比带连杆的链条更安静(这可能会导致结构中的噪声问题)。

本发明的锚定系统的优点之一是易于运输、安装和拆卸配备有此锚定系统的平台。

下面详细描述浮动平台(100)的安装过程。

在压载条件下，平台的浸没漂浮元件(500)漂浮在半高度，从而使浮动平台(100)具有运输所需的全部或部分稳定性。浮力储备(在浮动元件(500)的浮出或露出区(16)中实现)的存在允许浮动平台(100)在整个运输过程中保持稳定，尽管波浪产生俯仰运动。

如已经提及，在锚定系统的第二实施方案的情况下，在其压载条件下，为了保证其在运输期间的稳定性，浮动平台(100)也需要锚定至锚环。

在移动浮动平台(100)之前，准备好锚线(200)的底部锚。为此，将底部重物(4)放置在其位置，所述位置可以是任何类型：

-借助桩的锚地；

-位于平滑海床区域(5)上的单独底部重物(4)；

-通过任何方法沉积在海床(5)上的系泊环。

在这些底部重物(4)中，紧固或固定锚线(200)的底部区段(8)的公共部分(第一部分或下部部分)，所述锚线又固定中间浮标(9)。将浮标(9)调平，使得它们都处于相同的深度并且距浮动平台(100)的中心轴线(300)的距离相同。

此操作可以在搭建平台的同时执行。

为了运输浮动平台(100)，拖船足以将浮动平台(100)和配重(1)拖至风电场。可选地，配重(1)可以定位在浮动平台(100)的正下方(由锚线(200)的子线(200c、200d)的中心区段(6)稍微固持)并被拖曳在一起。在运输期间，浮动平台(100)和配重(1)的所有压载舱或浸没室保持完全空。在这种条件下，配重(1)具有轻微的正浮力，相对于其支柱具有较小的干舷。

第一安装阶段非常简单，只需将浮动平台(100)放置在锚的顶部，其中配重(1)在浮动平台(100)的中心下方，如图10中可见。在这个阶段，没有必要求助于任何外部稳定系统，因为浮动平台(100)和配重(1)本身都是稳定的。

接下来，将锚线(200)的底部区段(8)的上部部分(第二部分)紧固至中间浮标(9)。缆线按照其在操作条件下必须具有的长度进行准备，因此当缆线被钩住时，它们将被松开(从几何角度来说，在这种条件下存在多余缆线)。为了拉紧缆线，将浮动平台(100)从其在锚上的竖直位置稍微移动(通过运输它的拖船)，或允许风横向地拖动浮动平台(100)，直到这些缆线稍微张紧。

配重(1)的一个储槽或浸没室充满，因此具有轻微的负浮力。配重(1)开始浸没，并且缆线的张力使浮动平台(100)返回到其在底部锚上的位置。在浮动平台(100)就位的情况下，继续填充配重(1)的压载舱或浸没室；因此，浮动平台(100)在中心配重(1)不断增加的重量的拖拽下逐渐下沉。在这个阶段，浮动平台(100)处于如图11所示的情况：

-随着净重的增加，配重(1)浸没的程度越来越大；

-缆线充分张紧并且为浮动平台(100)提供增加的稳定性；

-浮动平台(100)逐渐下沉，但保留其所有初始稳定性，因为浮动元件(500)尚未完全下沉。水线(21)从压载漂浮物朝向操作中的漂浮物上升(作业吃水深度(22))。

当浮动平台(100)下沉时，有时浮子或浮动元件(500)完全浸没。此时，浮动平台(100)的稳定性几乎消失(或大幅降低)。这不是问题，因为缆线的张力已经达到其标称张力的50％以上并且能够为浮动平台(100)提供其可能需要的所有稳定性。

当配重(1)的所有压载舱或浸没室充满水时，浮动平台(100)就基本可以运行，一般来说，所述浮动平台将浮在略高于其设计浮力的位置(因为它的浮力必须有一定的安全裕度)。此时，将一些压载水引入其中一个储罐中就足够，使得平台在其操作条件下完全按照计划漂浮。

组件现在具有图12中所示的外观。此时，唯一缺少的就是将发电机与风电场变电站进行电气连接，使得风力涡轮机能够正常运行。

为了卸载浮动平台(100)，只需遵循相反的过程，也就是说：

-将风力涡轮机的电路与风电场的电网断开连接；

-排空浮动平台压载补偿舱(100)(即，排空浮动元件(500)的至少一个浸没室)；

-从配重(1)逐渐排空压载舱(至少一个浸没室)。

当排空此舱(漂浮元件(500)的至少一个浸没室)时，浮动平台(100)开始提升(与配重(1)同时提升)。当浮动元件(500)到达海面时，浮动平台(100)恢复完全稳定。当缆线开始失去张力时，浮动平台(100)将被风横向地拖动，直到配重(1)到达海面。

当完全排空配重(1)的压载舱(浸没室)(并且配重(1)具有足够的正浮力)时，中间浮标(9)的底部区段(8)释放，并且浮动平台(100)准备好移动到另一个位置(或移动到港口以进行定期维护操作)。

因此，作为本发明的目的，用于海上浮动平台(100)的锚定系统优选地由围绕浮动平台(100)的公共点(10)径向布置的四条或六条锚线(200)形成，每条锚线由两条锚定子线(200c、200d)形成，所述锚定子线可以包括以下元件：

-内滑轮(2)(第二旋转紧固装置(2c)和可选地第三旋转紧固装置(2d))和另一外滑轮(第一旋转紧固装置(3))，位于锚线(200)的顶部；它们可以是单个(具有单个滑车轮)或多个(具有多个重叠的平行滑车轮)；

-所有锚线(200)共用的中心配重(1)，其位于所有锚线(200)的交点下方，具有多个压载舱或浸没室，使得当中心配重(1)的压载舱为空时，其正浮力较小(例如，小于配重(1)的总体积的20％)，并且当中心配重(1)的所有压载舱被浸没时，其表观(净)重量较大(例如，大于浮动平台(100)的总位移的15％)；

-浮环(700)或多个漂浮元件(500)，具有多个压载舱或可浸没室，使得当浮环的压载舱为空时，其正浮力较小(小于浮环的总体积的20％)，并且当浮环的压载舱被完全浸没时，其表观重量非常大(大于浮动平台(100)总排水量的15％)。

-所有锚线或多个背景重物(4)共用的一个锚环(每条锚线(200)一个)。在操作条件下，锚环搁置在海床(5)上并且执行传统船舶的锚的功能，从而防止风、海流或波浪拖拽浮动平台(100)。在一些应用中，它可以由海床(5)上的几个常规锚(桩、吸力锚等)代替，锚定系统的缆线紧固在这些锚上。

-将中心配重(1)连接至锚环(或每个底部重物(4)或锚定锚)并搁置在每条锚线(200)的内滑轮(2)和外滑轮(第一旋转紧固装置(3))上的锚索实际上分为三个区或区段：锚索的中心区段(6)，其从中心配重(1)延伸到子线(200c、200d)的内滑轮(2)；锚索的中间区段(7)，其包括在内滑轮(2)与外滑轮(第一旋转紧固装置(3))之间；以及锚索的底部区段(8)，其从外滑轮(第一旋转紧固装置(3))延伸到锚环或底部重物(4)。作为辅助元件，每条锚线(200)还可以包括以下元件中的任一个：

o一个或多个中间滑轮(旋转引导装置(11))，其用作锚索的中间区段(7)的支架，夹在内滑轮(2)与外滑轮(第一旋转固定装置(3))之间，这些滑轮用作支架或帮助改变所述区段的路径；

o中间浮标(9)，其夹在锚线(200)的底部区段(8)中。如果存在，则其通过构成底部区段(8)的第一部分的另一缆线段附接到底部重物(4)；

o用于支撑锚线(200)的突出结构臂(12)，其支撑(或凹进)在浮动平台(100)的盖子上或船体上或上部结构(20)上，从其悬挂：中间区段(7)(如果有的话)的外滑轮(第一旋转固定装置(3))、内滑轮(2)和支撑滑轮(旋转引导装置(11))。

本发明的锚定系统还可以包括常规锚定系统共有的其他辅助元件，并且可以帮助浮动平台(100)在其操作位置处的安装/卸载操作，例如绞盘、风车、系柱或任何传统锚定系统的其他典型元件。

每条锚线(200)具有直接子线(200d)和交叉子线(200c)，其内滑车轮(第二旋转紧固装置(2c))与外滑车轮(第一旋转紧固装置(3))直径相对地定位。锚定系统具有偶数个突出结构臂(12)，并且对应锚线(200)两两布置在直径相对的位置。

在设计位置，在静止且海面平静的情况下，所有锚定子线(200c、200d)的锚索的底部区段(8)可以是竖直的(并且彼此平行)。

或者，所有锚定子线(200c、200d)的底部区段(8)可以稍微发散，即，锚索在底部重物(4)上的锚定点与中心配重(1)的水平间隔比外滑轮(第一旋转紧固装置(3))大。

浮动平台(100)可以包括以下元件：

-具有任何几何形状的部分浸没的船体或主结构(400)；

-支撑海上风力涡轮机的塔架(13)，位于浮动平台(100)的船体正上方；

-完整的海上风力涡轮机，其机舱(14)安装在对应塔架(13)上方；

-中心配重(1)，其位于浮动平台(100)的中心对称轴线(300)上，悬挂在所有锚线(200)的中心区段(6)上。其内部有多个压载舱或浸没室，它们符合以下限制：当所有压载舱为空时，中心配重(1)具有轻微的正浮力(其漂浮)。当一个或多个机舱被浸没时，中心配重(1)的浮力略为负(其下沉)。当所有压载舱被浸没时，中心配重(1)的表观(净)重较大(例如，至少等于浮动平台(100)的总重量的15％)；

-用于支撑锚线(200)的4或6个突出结构臂(12)，其围绕浮动平台(100)的船体的中心对称轴线(300)径向地布置。从每个突出结构臂(12)的端部(121、122)悬挂与每个突出结构臂(12)相关联的线的外滑轮(第一旋转固定装置(3))。这些滑轮可以是单个(具有一个滑车轮)或多个(具有几个重叠的滑车轮)；

-锚索悬挂在每个突出结构臂(12)的两个滑轮：内滑轮(2)和外滑轮(第一旋转固定装置(3))上。锚索的中心区段(6)悬挂在内滑轮(2)上并紧固在中心配重(1)上。锚索的底部区段(8)悬挂在外滑轮(第一旋转固定装置(3))上，并且紧固在锚环上、底部重物(4)上或固定在床或海床(5)上的锚上。锚索可以是单个(一条缆线)或多个(多条缆线)。

浮动平台(100)的船体或主结构(400)具有两个主要负载条件：运输条件，其中所有其压载舱为空并且随特征水线(21)自由漂浮；以及操作条件，其中所有锚线(200)连接至海床(5)并承受中心配重(1)的净重。可以完全地或部分地填充一些其压载舱，使得其水线(21)与设计水线(操作吃水深度(22))相匹配。

根据一个可能的实施方案，浮动平台(100)包括以下元件：

-均匀地分布在其周围的四个圆柱形浮子或漂浮元件(500)，其与浮动平台(100)的中心轴线(300)分离。压载条件下的水线(21)位于这些浮子的一半高度处，在其中限定两个体积，即浸没区域(15)和浮出或露出区域(16)(浮子的其余部分)。在压载条件下(浮动平台(100)的运输)，浮动表面提供运输操作所需的所有稳定性。在操作条件下，浮子完全浸没并且不提供稳定性；

-四个支腿或辐条(600)，其形状近似棱柱形，相对于垂直线倾斜，所述支腿或辐条将每个浮子或浮动元件(500)与浮动平台(100)的其余部分连接。在压载条件下，它们完全露出水面，但在操作条件下，它们在操作状态下具有浸没部分或浸没无线电区(17)，并且在水线或作业吃水深度(22)上方具有另一个从未浸没的部分或区(18)。在操作(或设计)条件下，浮动平台(100)本身不具有稳定性；

-四个突出结构臂(12)径向布置，近似水平，其用于支撑锚定系统的滑车轮；

-在上部结构(20)的基座处的加强且耐久的结构环(19)，其中紧固通向浮子的支腿或辐条(600)以及支撑锚线(200)的突出结构臂(12)；

-加强结构环(19)上的上部结构(20)，其用作风力涡轮机的塔架(13)的基座，并且风力涡轮机的电气设备或与风电场的其余风力涡轮机的电连接系统可以位于其内部；

-塔架(13)和风力涡轮机。

根据另一个可能的实施方案，浮动平台(100)包括以下元件：

-竖直轴圆柱形船体或主结构(400)，具有三个不同区：在压载条件下浸没的下部部分或浸没区(15)；始终在漂浮物或作业吃水深度(22)上方的上部部分或从未浸没区(18)；以及在压载水线与设计水线之间的中间区域或浮出或露出区(16)；

-四个突出结构臂(12)，其支撑锚定系统的滑车轮，紧固至船体的上部部分或从未浸没区域(18)，其中锚线(200)悬挂在每个突出结构臂(12)上；

-将四个底部重物(4)分组的系泊环，其在运输和安装操作期间为浮动平台(100)(根据具有圆柱形船体的此实施方案)提供必要的稳定性，并且由于其本身不稳定，因此与固定至海床(5)的锚的使用不兼容。

根据另一个替代实施方案，浮动平台(100)包括以下元件：

四个臂(因此四条锚线和四个支腿)。其几何形状的主要和特征元件是：

-浸没的船体由大直径(与其高度或厚度相比)的细长浮环(700)形成，其在压载条件下具有两个部分：始终浸没的浸没区域(15)，以及另一浮出或露出区域(16)，其在压载条件下在水线(21)上方，但在操作中完全被浸没；

-四个支腿或辐条(600)，其相对于垂直线倾斜，均匀分布，将浸没的船体与耐久结构环(19)连接；

-四个突出结构臂(12)，其固持锚定系统的滑轮和锚线(200)；这四个突出结构臂(12)紧固在浸没的船体上并且相对于垂直线也有相当大的倾斜；

-所有锚定子线(200c、200d)的中心区段(6)从内滑轮(2)到达配重(1)，穿过形成浸没的船体或主结构(400)的浮环(700)的内空腔。

对于在压载条件下本身稳定的那些浮动平台(100)，可以遵循以下简化的安装阶段顺序：

-通过任何常规造船程序建造平台(100)并下水(扔进水中)。也建造中心配重(1)，其所有压载舱被排空并下水；

-完成船上的所有设备，包括塔架(13)和风力涡轮机，平台现在在压载条件下漂浮，并且在所有空压载舱的情况下完全稳定；

-将浮动平台(100)的底部锚定在其目的地(通过桩、底部重物(4)、锚环或任何其他常规锚定系统)，安装底部区段(8)的下部区段并将它们钩到中间浮标(9)上，所述中间浮标的浮力略高于将其连接到底部的缆线的自重；浮标(9)保持漂浮在一半高度，且深度相同；

-通过使用传统的拖船将浮动平台(100)和配重(1)移动到目的地。中心配重(1)位于浮动平台(100)的轴线下方；

-将所有锚定子线(200c、200d)的缆线连接至中心配重(1)和中间浮标(9)；此时，缆线处于松弛状态，因为缆线比配重(1)、外滑轮(第一旋转固定装置(3))和中间浮标(9)之间的实际距离稍长；

-(用拖船)侧向拖动浮动平台(100)，直到稍微张紧锚定系统的缆线；

-非常缓慢地浸没配重压载舱(1)；当配重(1)达到与海水相同的表观密度时，配重开始下沉，将浮动平台(100)拖向其设计位置；

-随着配重1的表观密度增加，缆线中的张力增加并且浮动平台100开始缓慢下沉。当中心配重(1)的所有压载舱已满时，浮动平台(100)几乎处于其设计或操作吃水深度(22)；

-通过完全或部分填充浮动平台(100)(浮动元件(500)或浮环(700))的任何压载舱或浸没室来校正浮动平台(100)的吃水深度；

-将浮动平台(100)电连接至风电场的其余部分。

此时，浮动平台(100)已完全投入使用。

对于在压载条件下本身稳定的那些浮动平台(100)，可以遵循以下简化的卸载阶段顺序(与上述安装阶段顺序相反)：

-将浮动平台(100)与风电场的其余部分断开电连接。

-排空浮平台(100)(浮动元件(500)或浮环(700))的压载舱或浸没室；

-通过液压泵或通过向其中注入压缩空气，排空中心配重(1)的压载舱或浸没室；

-随着配重(1)失去净重，锚线(200)的缆线变得松动；浮动平台(100)缓慢上升并且配重(1)接近水面；

-当浮动平台100的浸没浮子或漂浮元件500到达海面时，浮动平台100恢复其所有稳定性并且不再需要由锚定系统缆线提供的稳定性；

-将拖船联接至浮动平台(100)并施加横向力，所述横向力趋向于将浮动平台(100)从其平衡位置分离；

-当配重(1)到达水面时，浮动平台(100)已横向地移动；然后，排空配重(1)的压载舱，直至其获得适合其运输条件的全部浮力；

-将拖缆从拖船上释放，然后释放配重(1)的所有中心区段(6)和中间浮标(9)的所有底部区段(8)的钩子。

此时，浮动平台(100)和中心配重(1)都自行浮动，具有它们所需的所有稳定性，并准备好移动到另一个位置或港口进行维护操作。

Claims (15)

1.一种锚定系统，其包括浮动平台(100)和至少一对锚线(200)，所述锚定系统被配置成通过每条锚线(200)的至少一个底部区段(8)将所述浮动平台(100)固定或锚定至海床(5)，其中每条锚线(200)还包括附接至配重(1)的中心区段(6)，其中每一对锚线(200)包括布置在穿过所述浮动平台(100)的中心轴线(300)的平面上且分别位于所述浮动平台(100)的所述中心轴线(300)的一侧和另一侧上的两条锚线(200)，其中所述锚定系统针对每条锚线(200)包括至少一个第一旋转固定装置(3)，其中每个第一旋转固定装置(3)固定至所述浮动平台(100)的第一点，并且被配置成在所述浮动平台(100)的所述第一点处将每条锚线(200)固定至所述浮动平台(100)，从而允许所述锚线(200)沿着所述第一旋转固定装置(3)滑动，其特征在于：

-每条锚线(200)包括至少一条直接子线(200d)和一条交叉子线(200c)，每条子线包括其自身的锚索或锚链，其中每条直接子线(200d)从所述第一旋转紧固装置(3)延伸至所述配重(1)，而不穿过所述浮动平台(100)的所述中心轴线(300)，并且其中每条交叉子线(200c)穿过所述浮动平台(100)的所述中心轴线(300)从所述第一旋转紧固装置(3)延伸至所述配重(1)；

-其中所述系统针对每条锚线(200)包括至少一个第二旋转紧固装置(2c)，其中每个第二旋转紧固装置(2c)固定至所述浮动平台(100)的第二点，并且被配置成在所述浮动平台(100)的所述第二点处将每条锚线(200)的每条交叉子线(200c)紧固至所述浮动平台(100)，从而允许所述交叉子线(200c)沿着所述第二旋转紧固装置(2c)滑动，使得每条交叉子线(200c)首先穿过所述浮动平台(100)的所述中心轴线(300)从所述第一旋转紧固装置(3)延伸至所述配重(1)，然后沿着所述第二旋转紧固装置(2c)滑动。

2.根据权利要求1所述的锚定系统，其特征在于，所述浮动平台(100)针对每一对锚线(200)包括一对突出结构臂(12)，其中每一对突出结构臂(12)包括相对于所述浮动平台(100)的所述中心轴线(300)对称地定位的第一臂(12a)和第二臂(12b)，其中每个突出结构臂(12)附接至所述浮动平台(100)的主结构(400)，其中每个突出结构臂(12)从附接至所述浮动平台(1)的所述主结构(400)的第一端(121)径向延伸至从所述浮动平台(1)向外突出的第二端(122)，其中所述至少一个第一旋转固定装置(3)与所述第一臂(12a)的所述第二端(122)相对应地固定至所述浮动平台(100)，并且其中所述至少一个第二旋转固定装置(2)在与所述第二臂(12b)相对应地定位的点处固定至所述浮动平台(100)。

3.根据权利要求2所述的锚定系统，其特征在于，所述浮动平台(100)的所述主结构(400)包括呈圆柱形、圆锥形或角锥形轴形式的几何形状。

4.根据权利要求3所述的锚定系统，其特征在于，所述锚定系统包括连接至所述主结构(400)的多个辐条(600)，其中在每个辐条(600)的每个自由端处存在漂浮元件(500)。

5.根据权利要求4所述的锚定系统，其特征在于，所述漂浮元件(500)包括至少一个可浸没室。

6.根据权利要求3所述的锚定系统，其特征在于，所述主结构(400)包括至少一个漂浮元件(500)。

7.根据权利要求6所述的锚定系统，其特征在于，所述至少一个漂浮元件(500)包括至少一个可浸没室。

8.根据权利要求2所述的锚定系统，其特征在于，所述浮动平台(100)的所述主结构(400)包括环形几何形状，所述环通过辐条(600)连接至圆柱形、圆锥形或角锥形轴。

9.根据权利要求8所述的锚定系统，其特征在于，所述主结构(400)构成浮环(700)。

10.根据权利要求9所述的锚定系统，其特征在于，所述浮环(700)包括至少一个可浸没室。

11.根据前述权利要求中任一项所述的锚定系统，其特征在于，所述锚定系统针对每条锚线(200)至少包括第三旋转固定装置(2d)，其中每个第三旋转固定装置(2d)固定至所述浮动平台(100)的第三点，并且被配置成在所述浮动平台(100)的所述第三点处将每条锚线(200)的每条直接子线(200d)附接至所述浮动平台(100)，从而允许所述直接子线(200d)沿着所述第三旋转固定装置(2d)滑动，使得每条直接子线(200d)从所述第一旋转固定装置(3)延伸至所述配重(1)，穿过所述第三旋转固定装置(2d)并沿着所述第三旋转固定装置滑动。

12.根据前述权利要求中任一项所述的锚定系统，其特征在于，所述锚定系统针对每条锚线(200)包括至少一个旋转引导装置(11)，其中每个旋转引导装置(11)附接至所述浮动平台(100)的第四点并且被配置成引导每条锚线(200)的所述交叉子线(200c)的路线，从而允许所述交叉子线(200c)通过所述旋转引导装置(11)滑动，使得每条交叉子线(200c)在所述第一旋转固定装置(3)与所述第二旋转固定装置(2c)之间延伸，穿过所述旋转引导装置(11)并沿着所述旋转引导装置滑动。

13.根据前述权利要求中任一项所述的锚定系统，其特征在于，每条锚线(200)的每个底部区段(8)包括浮标(9)，所述浮标将所述底部区段(8)分成在所述海床(5)与所述浮标(9)之间延伸的第一部分，以及在所述浮标(9)与所述至少一个第一旋转固定装置(3)之间延伸的第二部分。

14.根据前述权利要求中任一项所述的锚定系统，其特征在于，所述配重(1)包括至少一个可浸没室。

15.一种使用根据权利要求14所述的锚定系统安装浮动平台(1)的方法，其特征在于，所述方法包括：

-将至少一个锚和/或至少一个底部重物(4)，和/或至少一个锚环和/或一组桩在所述浮动平台(100)的安装位置下方定位和/或锚定至所述海床(5)；

-将所述浮动平台(100)和所述配重(1)移动至其安装位置，其中在不浸没的情况下定位所述至少一个可浸没室；

-将每条锚线(200)的所述底部区段(8)的自由端：

o附接至所述至少一个锚和/或所述至少一个底部重物(4)，和/或所述至少一个锚环和/或所述一组桩，或；

o附接至浮标(9)，所述浮标先前通过所述锚线(200)的所述底部区段(8)的第一部分连接至所述至少一个锚和/或所述至少一个底部重物(4)，和/或所述至少一个锚环和/或所述一组桩；

-将每条锚线(200)的所述中心区段(6)的自由端固定至所述配重(1)；

-向侧面拖动所述浮动平台(100)，直到张紧所述锚线(200)，并且；

-浸没至少一个漂浮室。