CN117759486A - 一种纺锤体式漂浮风电基础 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种纺锤体式漂浮风电基础，涉及船舶与海洋工程领域，包括包括漂浮部、发电部和固定部，所述漂浮部包括中央浮式立柱和多层级浮箱，所述中央浮式立柱和多层级浮箱可拆卸安装，所述中央浮式立柱位于多层级浮箱的中心处；所述固定部包括锚固基础和系泊缆，所述系泊缆的一端固定安装在锚固基础上，系泊缆的另一端固定安装在中央浮式立柱上，本发明结构简单、稳定，将浮筒所需浮力化整为零，提高了该漂浮式基础的稳定性，提升了海上风电系统的稳定性；多层级浮箱包括N层浮式浮箱，通过N个浮式浮箱的灵活调整适应不同的海况以及不同的发电部重量，方便海上施工；锚固基础上设置有水泵，锚固基础注水下沉后通过系泊缆使漂浮部和发电部在海面上更加稳定。
Description
技术领域
本发明涉及船舶与海洋工程领域，尤其涉及一种纺锤体式漂浮风电基础。
背景技术
海上漂浮式发电机基础代表了海上风电技术领域的前沿创新，其背景技术涵盖了多个关键领域。传统海上风电机组基础面临着水动力学环境的挑战，而漂浮式基础通过创新的设计在水动力学性能上取得了显著进展。格栅式扇环基础和中心立柱连接结构使得整个系统更具稳定性，能够有效应对海洋波浪和潮流的影响，这项技术的独特之处在于其可调性和适应性。漂浮式基础的设计允许根据不同水深和海洋条件进行调整，为在不同区域布署海上风电系统提供了更大的灵活性。同时，与传统基础相比，漂浮式基础的施工和维护更为便利，减少了对复杂海底作业的依赖，降低了系统建设和运维的难度，这一技术还注重环保因素。通过减少对海底生态系统的干扰，漂浮式基础为可持续发展提供了一种更为环保的选择。这种创新推动了海上风电行业的发展，为实现清洁能源目标提供了新的解决方案。综合而言，海上漂浮式发电机基础的背景技术集成了水动力学、结构设计和环保考虑等多方面因素，为未来海上风电发电系统的发展奠定了坚实的基础。
公告号为CN113530761B的中国发明专利公开一种海上风电机组的漂浮式基础及施工方法，包括风电机组机舱、风电机组叶片、塔筒以及锚泊系统。漂浮式基础的设计包括格栅式扇环基础、中心立柱和下部压水板，格栅式扇环基础由多个外轮廓呈扇环形的钢制舱室组成，这些舱室围绕中心立柱排列，并通过连接结构与中心立柱相连接。在漂浮式基础的底部安装了下部压水板，相较于传统的漂浮式基础，这种创新设计具有更好的水动力运动性能，表现更出色的稳定性。格栅式扇环基础的结构有助于提高漂浮式基础的稳定性，而下部压水板的安装则进一步增强了整体结构的稳定性。这项创新为海上风电机组提供了一种更可靠、更高效的漂浮式基础解决方案，并可能改善海上风电发电系统的性能。
基础漂浮式海上风电轮毂的位置(风机转子的中心点)和风速与高度直接相关，同时为了尽量减少垂直运动，以避免涡轮机水平面加速，浮式平台水平的小角位移会转化为结构最高点的大线性运动，如果不加以控制，可能会损坏机舱中的机械元件并缩短其使用寿命，为了克服海上风电的水平方向的线性运动(涌动和摇摆)和垂直(起伏)运动稳定性问题，现在大多的漂浮式海上风电基础庞大，或者设置多个锚固基础和系泊缆，提高了施工难度及成本，因此本发明提供一种纺锤体式漂浮风电基础。
发明内容
针对上述技术问题，本发明公开一种纺锤体式漂浮风电基础，包括漂浮部、发电部和固定部，所述漂浮部根据不同海况以及发电部的重量进行灵活调整，所述漂浮部包括中央浮式立柱和多层级浮箱，所述中央浮式立柱和多层级浮箱可拆卸安装，所述中央浮式立柱位于多层级浮箱的中心处；
所述固定部包括锚固基础和系泊缆，所述系泊缆的一端固定安装在锚固基础上，系泊缆的另一端固定安装在中央浮式立柱上，通过上述方案，锚固基础通过系泊缆控制漂浮部稳定的漂浮在海面上，多层级浮箱对发电部提供了稳定的基础。
进一步地，所述多层级浮箱包括N个浮式浮箱，N个浮式浮箱沿中央浮式立柱的轴向自上而下依次设置，通过上述方案，N个浮式浮箱适应不同海况及不同发电部的重量，提高装置的适用性。
进一步地，所述锚固基础上设置有水泵，所述水泵对锚固基础进行抽水和注水，通过上述方案，水泵使锚固基础抽水上浮，注水下浮。
进一步地，所述锚固基础为中空钢质结构，所述锚固基础的下部为尖凸状，且锚固基础注水后的重量比发电部和漂浮部总重量重，通过上述方案，锚固基础注水后，使的发电部和漂浮部在海面上更稳定的漂浮。
进一步地，所述发电部包括风机塔筒和风机，所述风机塔筒的一端固定安装在多层级浮箱上，风机塔筒的另一端和风机可拆卸连接，通过上述方案，风机塔筒和风机可拆卸连接，使得维护保养方便，组装更加便捷。
本发明与现有技术相比的有益效果是：(1)本发明设置多层级浮箱，多层级浮箱上安装有中央浮式立柱，中央浮式立柱上安装有系泊缆，系泊缆上安装有锚固基础，本发明结构简单、稳定，将浮筒所需浮力化整为零，提高了该漂浮式基础的稳定性，提升了海上风电系统的稳定性，成本低，安装便捷；(2)本发明设置的多层级浮箱，多层级浮箱包括N层浮式浮箱，N层浮式浮箱沿中央浮式立柱的轴向自上而下依次设置，通过N个浮式浮箱的灵活调整适应不同的海况以及不同的发电部重量，方便海上施工；(3)本发明设置的锚固基础，锚固基础上设置有水泵，水泵使锚固基础注水下沉、抽水上浮，锚固基础注水下沉后通过系泊缆使漂浮部和发电部在海面上更加稳定，增强发电部使用寿命。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图一。
图2为本发明整体结构示意图二。
图3为本发明多层级浮箱结构示意图。
附图标号：1-锚固基础；2-系泊缆；3-中央浮式立柱；4-多层级浮箱；5-风机塔筒；6-风机。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：如图1-图3所示，一种纺锤体式漂浮风电基础，包括漂浮部、发电部和固定部，漂浮部根据不同海况以及发电部的重量进行灵活调整，漂浮部包括中央浮式立柱3和多层级浮箱4，中央浮式立柱3和多层级浮箱4可拆卸安装，中央浮式立柱3位于多层级浮箱4的中心处；固定部包括锚固基础1和系泊缆2，系泊缆2的一端固定安装在锚固基础1上，系泊缆2的另一端固定安装在中央浮式立柱3上，锚固基础1上设置有水泵，水泵对锚固基础1进行抽水和注水，锚固基础1为中空钢质结构，锚固基础1的下部为尖凸状，且锚固基础1注水后的重量比发电部和漂浮部总重量重。
多层级浮箱4包括N个浮式浮箱，N个浮式浮箱沿中央浮式立柱3的轴向自上而下依次设置，通过调整浮式浮箱的数量以及浮式浮箱的直径以此来满足不同发电部的重量和不同的海况。
发电部包括风机塔筒5和风机6，风机塔筒5的一端固定安装在多层级浮箱4上，风机塔筒5的另一端和风机6可拆卸连接。
工作原理：操作人员将本装置运输到投放点后，将本装置放入海面上，通过多层级浮箱4使发电部漂浮在海面上，启动锚固基础1上的水泵，水泵往锚固基础1内注水，锚固基础1下沉于海面下，继续注水，当锚固基础1内充满海水后，锚固基础1上的水泵关闭，锚固基础1的下部嵌入海床内，锚固基础1限制住系泊缆2的移动，系泊缆2通过中央浮式立柱3限制住多层级浮箱4的移动，通过多层级浮箱4使得风机塔筒5和风机6在海面上漂浮的稳定性提高；当需要将本装置移动时，启动锚固基础1上的水泵，水泵将锚固基础1内的海水抽出，随着海水的抽出，锚固基础1从海床内慢慢的漂浮到海面上，再由工作人员将移动本装置至下一投放点。
对于本领域的技术人员可对上述技术方法以及构思，做出其他各种相应的改变或者形变，而所有的这些改变或者形变都应该属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种纺锤体式漂浮风电基础，其特征在于：包括漂浮部、发电部和固定部，所述漂浮部根据不同海况以及发电部的重量进行灵活调整，所述漂浮部包括中央浮式立柱(3)和多层级浮箱(4)，所述中央浮式立柱(3)和多层级浮箱(4)可拆卸安装，所述中央浮式立柱(3)位于多层级浮箱(4)的中心处；所述固定部包括锚固基础(1)和系泊缆(2)，所述系泊缆(2)的一端固定安装在锚固基础(1)上，系泊缆(2)的另一端固定安装在中央浮式立柱(3)上。
2.如权利要求1所述的一种纺锤体式漂浮风电基础，其特征在于：所述多层级浮箱(4)包括N个浮式浮箱，N个浮式浮箱沿中央浮式立柱(3)的轴向自上而下依次设置。
3.如权利要求1所述的一种纺锤体式漂浮风电基础，其特征在于：所述锚固基础(1)上设置有水泵，所述水泵对锚固基础(1)进行抽水和注水。
4.如权利要求3所述的一种纺锤体式漂浮风电基础，其特征在于：所述锚固基础(1)为中空钢质结构，所述锚固基础(1)的下部为尖凸状，且锚固基础(1)注水后的重量比发电部和漂浮部总重量重。
5.如权利要求1所述的一种纺锤体式漂浮风电基础，其特征在于：所述发电部包括风机塔筒(5)和风机(6)，所述风机塔筒(5)的一端固定安装在多层级浮箱(4)上，风机塔筒(5)的另一端和风机(6)可拆卸连接。
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