CN207274934U - 一种张力腿式风机平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种张力腿式风机平台，包括中央立柱和通过撑杆与其连接的至少三根侧向立柱，每一侧向立柱固定张力筋腱；其中，中央立柱为变截面的形式，顶端与海上风机连接；侧向立柱之间的夹角基本相等，侧向立柱与中央立柱保持尽可能大的距离；张力筋腱安装状态下，侧向立柱浮于水面，浮式风机平台在位状态下，侧向立柱浸没水中；立柱与撑杆、撑杆与撑杆之间形成稳定的框架结构，所有撑杆浸没于水面以下；本实用新型所述的浮式风机平台能够有效减小波浪载荷，改善运动性能，同时方便张力筋腱的安装，基于尺度、形式和间距的合理设计，通过调节立柱的压载，还可满足张力腿浮式平台和风机的整体拖航，能较大程度上降低海上安装的成本。

Description

一种张力腿式风机平台

技术领域

本实用新型涉及海上风电领域，尤其涉及一种张力腿式风机平台。

背景技术

风电产业作为一种可再生的清洁能源，越来越受到各国的青睐，经济性良好的陆地风能已经开发殆尽，海上风力发电具有比陆地风电更多的优势，包括海上风速更大、风情稳定、风电场远离居住区、不占用土地资源等特点，成为未来的发展重点。

小于60m的水深，通常采用导管架式(Jacket)、重力式(gravity-based)、单桩式(monpile)、多桩式、(tripile)、三脚架式(tripod)等固定式支撑风机，对于大于60m的深水区域，若采用固定式支撑风机，经济性较差，而漂浮式风机具有明显的优势，目前国际上已提出多种浮式风机的构想，主要包括：Spar形式、半潜形式以及张力腿形式，其中，Spar式全尺度样机(Hywind项目)、半潜式全尺度样机(WindFloat项目)已研究设计出，并投入运营。

张力腿浮式风机的结构重量轻，稳定性好，并且张力腿浮式风机具有良好的垂荡和摇摆运动，但水平方向的运动不宜过大，且需控制各方向的运动加速度，以免影响风机的正常运行。

因此，如何减小外部载荷的作用、实现张力筋腱的安装便利性，降低成本，已成为张力腿风机平台设计过程中的一项关键。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种张力腿式风机平台，其能够减小波浪载荷和便于张力筋腱的安装。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种张力腿式风机平台，包括中央立柱和连接至中央立柱的至少3个侧向立柱，所述中央立柱的顶端与海上风机连接；所述侧向立柱和中央立柱之间通过至少2个撑杆连接；所述侧向立柱上安装张力筋腱。

为了进一步优化上述技术方案，本实用新型所采取的技术措施还包括：

优选地，所述中央立柱为变截面型式，其远离水面的下部的截面大于其靠近水面的上部的截面。

优选地，所述下部与所述上部通过半圆锥体或者带倒圆结构进行连接。

优选地，所述侧向立柱连接至中央立柱的下部。

优选地，各侧向立柱环绕着所述中央立柱对称设置，各侧向立柱之间的夹角基本相等，所述侧向立柱与中央立柱之间的距离为在结构强度允许的范围内的尽可能大的距离。

优选地，所述张力筋腱通过连接装置固定在所述侧向立柱的侧面，其中每根侧向立柱安装1～3根张力筋腱；其中，张力腿式风机平台的张力筋腱安装状态下，侧向立柱浮于水面；张力腿式风机平台在位状态下，侧向立柱浸没水中；更优选地，所述张力筋腱固定在所述侧向立柱的外侧面。

优选地，所述侧向立柱为圆柱体或为带倒圆结构。

优选地，所述撑杆均位于水面以下；更优选地，张力腿式风机平台的在位状态下，所述撑杆均位于水面以下。

优选地，每一侧向立柱、中央立柱和撑杆均形成特定形状的框架结构，该特定形状为三角形或多边形(大于三边)。

优选地，每个框架结构所述撑杆之间设置多个连接梁。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：

(1)本实用新型所述的中央立柱沿水深方向设计成变截面的形式，底部截面较大，可降低平台的重心，提高其的初稳性高；靠近水线面的截面缩小，减小波浪载荷对浮式风机平台的作用；

(2)本实用新型所述的张力腿式风机平台在结构强度许可的范围内，侧向立柱与中央立柱保持尽可能大的距离，提高平台的复原力臂，增大平台的稳定性；

(3)在张力筋腱安装状态下，通过调节压载，使侧向立柱露出水面，为张力筋腱的安装提供便利性；张力腿风机平台在位状态下，侧向立柱浸没水中，降低波浪载荷对浮式平台的影响，减小平台的运动幅度；

(4)每一侧向立柱、中央立柱和撑杆形成的框架结构内增设若干连接梁，提高结构的强度；且所有撑杆浸没于水中，降低波浪力，同时减少水体对撑杆构件的砰击作用。

因此，本实用新型所述的张力腿式风机平台可很大程度上减小外部载荷，又实现了张力筋腱的安装便利性，同时降低了安装成本，适合于广泛推广。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中张力腿式风机平台的张力筋腱安装状态下的侧视图；

图2为本实用新型一实施例中张力腿式风机平台在位状态下的侧视图；

图3为本实用新型一实施例中张力腿式风机平台在位状态下的俯视图；

图4为图3中A-A处的剖面图；

图5为本实用新型一实施例中张力腿式风机平台的另一种典型框架结构，但并不局限于此；

图中的附图标记为：

1、中央立柱；2、侧向立柱；3、撑杆；4、连接装置；5、张力筋腱。

具体实施方式

下面结合实施例和附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型一实施例中的张力腿式风机平台，包括中央立柱1，至少3个侧向立柱2、至少2个撑杆3、连接装置4、张力筋腱5。

如图1所示，在本实用新型的实施例中，每一侧向立柱2均通过撑杆3连接至中央立柱1，中央立柱1的顶端于海上风机连接，该中央立柱1的横截面可为圆形，也可为带倒圆结构，其沿水深方向设计成变截面的形式，其远离水面的下部的截面较大，这可降低平台的重心，以提高其的初稳性高；靠近水线面的上部的的截面缩小，以减小波浪载荷对浮式风机平台的作用，该中央立柱1的上部和下部通过半圆锥体或者带倒圆结构进行连接，中央立柱1的上部和下部及其连接部件(半圆锥体或者带倒圆结构)为一体成型构件。

如图1中所示，在本实用新型的实施例中，侧向立柱2的横剖面可为圆形，也可为带倒圆结构，即侧向立柱2为圆柱体或为带倒圆结构，该侧向立柱2通过撑杆3连接至中央支柱1的截面较大的下部，各侧向立柱2环绕着中央立柱1均匀对称分布，即各侧向立柱2之间的夹角基本相等；各侧向立柱2和中央立柱1之间的距离为在结构强度许可的范围内的尽可能大的距离，以提高平台的复原力臂，增大平台的稳定性。

如图1和图2所示，在本实用新型的实施例中，侧向立柱2具有特殊的作用，其上安装张力筋腱5，更具体地说，张力筋腱5通过连接装置4固定在侧向立柱的侧面(如外侧面)，该连接装置4连接平台与张力筋腱5，每一侧向立柱2可安装1～3根张力筋腱；张力腿式风机平台的张力筋腱5安装状态下，通过调节压载，使侧向立柱2露出水面，为张力筋腱5的安装提供便利性，如图1所示；张力腿风机平台在位状态下，侧向立柱2浸没水中，以降低波浪载荷对浮式平台的影响，减小平台的运动幅度，如图2所示。

如图1～图4所示，在本实用新型的实施例中，中央立柱1和侧向立柱2与撑杆3、撑杆3与撑杆3之间形成稳定的框架结构，该框架结构可为三角形或多边形，更优选为三角形，每个框架结构内可增加若干连接梁，以提高结构的强度；所有撑杆浸没于水中，以降低波浪力，同时减少水体对撑杆构件的砰击作用。

如图3和图4所示，在本实用新型的实施例中，基于中央立柱1、侧向立柱2的尺度、形式和间距的合理设计，通过合理的调节压载，可实现上部风机和下部浮式平台的整体拖航。

如图4所示，在本实用新型一实施例中，本实用新型所述的中央立柱1和侧向立柱2与撑杆3、撑杆3与撑杆3之间形成稳定的一种典型的框架结构的具体形式如下：中央立柱和侧向立柱在同一水平面上设置连接两者的第一撑杆，在第一撑杆的一端设置斜向下的第二撑杆，第二撑杆的一端连接至中央立柱，第一撑杆和第二撑杆构成的框架中设置一垂直于第一撑杆的第一连接梁，其连接第一撑杆和第二撑杆，在第一连接梁的一侧的第二撑杆上设置与中央支柱连接的斜向上的第二连接梁。

如图5所示，在本实用新型一实施例中，本实用新型所述的中央立柱1和侧向立柱2与撑杆3、撑杆3与撑杆3之间形成稳定的另一种典型的框架结构的具体形式如下：中央立柱和侧向立柱在同一水平面上设置连接两者的第一撑杆，在第一撑杆的一端设置斜向下的第二撑杆，第二撑杆的一端连接至中央立柱，第一撑杆和第二撑杆构成的框架中设置一垂直于第一撑杆的第一连接梁，其连接第一撑杆和第二撑杆，在第一连接梁的一侧的第二撑杆上设置与第一撑杆连接的斜向上的第二连接梁，在第二连接梁的一侧的第一撑杆上设置与第一撑杆垂直的第三连接梁，其连接第一撑杆和第二撑杆，在第三连接梁的一侧的第二撑杆上设置与中央支柱连接的斜向上的第四连接梁，其中第二连接梁与第四连接梁是平行的。

由上述实施例可知，本实用新型所述的张力腿式风机平台可很大程度上减小外部载荷，又实现了张力筋腱的安装便利性，同时降低了安装成本，适合于大范围的推广应用。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种张力腿式风机平台，包括中央立柱和连接至中央立柱的至少3个侧向立柱，其特征在于，所述中央立柱的顶端与海上风机连接；所述侧向立柱和中央立柱之间通过至少2个撑杆连接；所述侧向立柱上安装张力筋腱。

2.根据权利要求1所述的张力腿式风机平台，其特征在于，所述中央立柱为变截面型式，其远离水面的下部的截面大于其靠近水面的上部的截面。

3.根据权利要求2所述的张力腿式风机平台，其特征在于，所述下部与所述上部通过半圆锥体或者带倒圆结构进行连接。

4.根据权利要求2所述的张力腿式风机平台，其特征在于，所述侧向立柱连接至所述中央立柱的下部。

5.根据权利要求1所述的张力腿式风机平台，其特征在于，各侧向立柱环绕着所述中央立柱对称设置，各侧向立柱之间的夹角基本相等。

6.根据权利要求1所述的张力腿式风机平台，其特征在于，所述张力筋腱通过连接装置固定在所述侧向立柱的侧面，其中每一侧向立柱安装1～3根张力筋腱。

7.根据权利要求1所述的张力腿式风机平台，其特征在于，所述侧向立柱为圆柱体或为带倒圆结构。

8.根据权利要求1所述的张力腿式风机平台，其特征在于，所述撑杆均位于水面以下。

9.根据权利要求1所述的张力腿式风机平台，其特征在于，每一侧向立柱、中央立柱和撑杆均形成框架结构。

10.根据权利要求9所述的张力腿式风机平台，其特征在于，所述框架结构中设置多个连接梁。