CN216636762U - 一种海上浮式风力发电平台的系泊系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种海上浮式风力发电平台的系泊系统，包括连接在浮式风力发电平台周围的多组系泊腿，系泊腿包括风机侧系泊腿以及非风机侧系泊腿；风机侧系泊腿通过万向节接头与浮式风力发电平台的风机侧立柱连接；非风机侧系泊腿包括设置在浮式风力发电平台的非风机侧立柱表面的止链器和导链轮，系泊调节链一端绕过导链轮与止链器连接；该装置解决了现有技术无法应用与中浅水域，难以稳定快速将重心较高的风力发电平台与系泊系统对接的问题，具有可快速准确的将平台与提前安装好的系泊系统进行连接定位，可以缩短整个风场施工周期的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于海洋工程技术领域，具体涉及一种海上浮式风力发电平台的系泊系统。
背景技术
海上风力发电平台现有发展方向逐渐面对50m水深以上的远海水域，一般不超过200m的中等水深范围。逐渐从浅水过渡到中等水深，水深的增大将使得应用于现有浅水的固定式基础变得失去经济性，而对增大的水深不敏感甚至更适应的漂浮式平台将成为具有重要前景的一种形式。
漂浮式风电基础主要由两大部分组成，一个是浮动平台，另一个是系泊系统。系泊系统主要作用是给装有风力发电机的浮动平台在其寿命或服役期内安全定位在海上的指定区域。海上大兆瓦风力发电机平台的特点是结构高耸、载荷大。在台风来袭的时候，整个平台运动幅度大、载荷水平高。风轮、机舱、塔筒及浮动平台整体在极限台风情况下的载荷接近海上排水量十几万吨以上的浮式采油船的载荷。然而，漂浮式风机在我国可能布置的海域的水深一般小于浮式采油船所处的海域。水浅意味着系泊系统很难比较柔性，同时载荷大更容易导致系泊系统处于刚性区间，这两个原因同时存在对系泊系统整体设计带来了极大的技术难度。
风机和平台在码头安装后变成非常高耸的结构物，经过一体化拖航到海上就位点并完成与提前安装好的系泊系统进行连接和定位，但由于风机的存在，一体化拖航的稳性面临很大的考验；同时高耸的风机受力点较高，受大风后容易让浮动平台倾覆，在风机装在平台之后的防台风应急预案也将变得很具有挑战；深远海的海况易变性较高，如何快速准确的在海上完成与提前安装好的系泊系统进行连接定位是一个直接影响浮式风力发电平台在海上安装作业安全性的关键问题；漂浮式风力发电场中布置的风力发电平台数量较多，快速准确的在海上完成平台与提前安装好的系泊系统进行连接定位也是缩短整个风场施工周期的关键措施。因此，需要设计一种布置于中浅水域浮式风力发电平台的系泊系统来解决上述问题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种海上浮式风力发电平台的系泊系统，该装置解决了现有技术无法应用与中浅水域，难以稳定快速将重心较高的风力发电平台与系泊系统对接的问题，具有可快速准确的将平台与提前安装好的系泊系统进行连接定位，可以缩短整个风场施工周期的特点。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种海上浮式风力发电平台的系泊系统，包括连接在浮式风力发电平台周围的多组系泊腿，系泊腿包括风机侧系泊腿以及非风机侧系泊腿；风机侧系泊腿通过万向节接头与浮式风力发电平台的风机侧立柱连接。
进一步地，风机侧设置有一组系泊腿，非风机侧设置有多组系泊腿，非风机侧的多组系泊腿分别与多个立柱连接，每个立柱设置一组系泊腿；每组系泊腿包括多条系统链条。
优选地，设置有三组系泊腿，组与组之间对应的系泊腿水平投影中心线夹角为120度。
优选地，风机侧系泊腿包括平台端系泊链，平台端系泊链一端通过末端卸扣与万向节接头连接，另一端连接有锚具系统；平台端系泊链为无档系泊链，其上端部通过卸扣与万向节接头连接。
优选地，风机侧每条系泊腿上的万向节接头为可实现水平轴和竖直轴自由转动的接头。
优选地，非风机侧系泊腿包括设置在浮式风力发电平台的非风机侧立柱表面的止链器和导链轮，止链器与止链器平台连接。
进一步地，非风机侧立柱包括左舷非风机侧立柱和右舷非风机侧立柱。
进一步地，非风机侧每条系泊腿的导链轮与平台结构固定连接的支架上配有可让导链轮自由水平偏转的竖直轴。
优选地，止链器平台安装于浮式风力发电平台的主甲板上并往外伸出舷顶。
优选地，非风机侧系泊腿包括系泊调节链；系泊调节链一端绕过导链轮与止链器连接，另一端连接有锚具系统。
进一步地，非风机侧每条系泊腿的系泊调节链为无档链，其穿过导链轮、止链器平台和止链器；使用时，当风电平台在海上与系泊系统连接定位时，施工船可通过吊机抽拉系泊调节链让其穿过导链轮和止链器，并最终实现风电平台在海上的定位以及调准非风机侧每条系泊腿的预张力。
优选地，锚具系统包括中段系泊缆，中段系泊缆一端连接有锚端系泊链，锚端系泊链一端连接锚。
进一步地，中段系泊缆为钢丝绳、人造合成纤维缆和无档系泊链中的一种或多种的组合。
进一步地，锚端系泊链为无档系泊链，直接与锚连接。
进一步地，锚优选吸力锚、大抓力锚或桩锚中的一种。
优选地，万向节接头布置于浮式风力发电平台舷侧的浪溅区以上。
进一步地，如浮式风电平台所处海域水深较浅，万向节接头可布置于风电平台的主甲板上。
优选地，万向节接头与导链轮的位置高度相同。
本实用新型的有益效果如下：
1，万向节接头和导链轮都布置在接近风电平台主甲板的位置，止链器平台直接布置于主甲板上，这样的布置形式可充分利用系泊腿悬在空气中的高度，从而增大其悬链线效果；对于中浅水域的系泊系统，由于水深有限，利用空气段高度的悬链线效果可较大的增加整个系泊系统的柔性，从而降低极限系泊载荷；
2，整个系泊系统中非风机侧布置的系泊腿在平台端布置有止链器和导链轮，这种机构可快速在海上进行平台与系泊系统的连接和系泊腿中预张力调节，缩短了装完风机后的浮式平台在海上的施工周期，提高了施工安全性和经济性。风机侧布置的一组系泊腿在平台端布置的是结构简单的万向节接头，节省了浮式风电平台的设备成本。
附图说明
图1为本实用新型的俯视结构示意图；
图2为本实用新型非风机侧发电平台立柱上单条系泊腿的侧视结构示意图；
图3为本实用新型风机侧发电平台立柱上单条系泊腿的侧视结构示意图。
图中附图标记为：风机侧系泊腿10，锚11，锚端系泊链12，中段系泊缆13，平台端系泊链14，末端卸扣15，万向节接头16，非风机侧系泊腿20，止链器21，导链轮22，系泊调节链23，止链器平台30，浮式风力发电平台40，左舷非风机侧立柱41，风机侧立柱42，右舷非风机侧立柱43，海床泥面50，水面60。
具体实施方式
如图1~图3中，一种海上浮式风力发电平台的系泊系统，包括连接在浮式风力发电平台40周围的多组系泊腿，系泊腿包括风机侧系泊腿10以及非风机侧系泊腿2010；风机侧系泊腿10通过万向节接头16与浮式风力发电平台40的风机侧立柱42连接。
优选地，设置有三组系泊腿，每组系泊腿包括2条系泊腿；其中风机侧设置有2条系泊腿，非风机侧各设置2条系泊腿；组与组之间对应的系泊腿水平投影中心线夹角为120度。
优选地，风机侧系泊腿10包括平台端系泊链，平台端系泊链一端通过末端卸15与万向节接头16连接，另一端连接有锚具系统；平台端系泊链为无档系泊链，其上端部通过卸扣与万向节接头16连接。
优选地，风机侧每条系泊腿上的万向节接头16为可实现水平轴和竖直轴自由转动的接头。
优选地，非风机侧系泊腿2010包括设置在浮式风力发电平台40的非风机侧立柱42表面的止链器21和导链轮22，止链器21与止链器平台30连接。
进一步地，非风机侧每条系泊腿的导链轮22与平台结构固定连接的支架上配有可让导链轮22自由水平偏转的竖直轴。
进一步地，非风机侧每条系泊腿的系泊调节链23为无档链，其穿过导链轮22、止链器平台30和止链器21；使用时，当风电平台在海上与系泊系统连接定位时，施工船可通过吊机抽拉系泊调节链23让其穿过导链轮22和止链器21，并最终实现风电平台在海上的定位以及调准非风机侧每条系泊腿的预张力。
优选地，止链器平台30安装于浮式风力发电平台40的主甲板上并往外伸出舷顶。
优选地，非风机侧系泊腿2010包括系泊调节链23；系泊调节链23一端绕过导链轮22与止链器21连接，另一端连接有锚具系统。
优选地，锚具系统包括中段系泊缆13，中段系泊缆13一端连接有锚端系泊链12，锚端系泊链12一端连接锚11。
进一步地，中段系泊缆13为钢丝绳、人造合成纤维缆和无档系泊链中的一种或多种的组合。
进一步地，锚端系泊链12为无档系泊链，直接与锚11连接。
进一步地，锚11优选吸力锚、大抓力锚或桩锚中的一种。
优选地，万向节接头16布置于浮式风力发电平台40舷侧的浪溅区以上。
进一步地，如浮式风电平台所处海域水深较浅，万向节接头16可布置于风电平台的主甲板上。
优选地，万向节接头16与导链轮22的位置高度相同。
本实用新型的工作原理如下：
使用时，万向节接头16和导链轮22都布置在接近风电平台主甲板的位置，止链器平台30直接布置于主甲板上，利用系泊腿悬在空气中的高度增大其悬链线效果；当风电平台在海上与系泊系统连接定位时，施工船可通过吊机抽拉系泊调节链23让其穿过导链轮22和止链器21，实现风电平台在海上的定位以及调准非风机侧每条系泊腿的预张力。
上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种海上浮式风力发电平台的系泊系统，其特征在于：包括连接在浮式风力发电平台（40）周围的多组系泊腿，系泊腿包括风机侧系泊腿（10）以及非风机侧系泊腿（20）；风机侧系泊腿（10）通过万向节接头（16）与浮式风力发电平台（40）的风机侧立柱（42）连接。
2.根据权利要求1所述的一种海上浮式风力发电平台的系泊系统，其特征在于：所述风机侧系泊腿（10）包括平台端系泊链（14），平台端系泊链（14）一端通过末端卸扣（15）与万向节接头（16）连接，另一端连接有锚具系统。
3.根据权利要求1所述的一种海上浮式风力发电平台的系泊系统，其特征在于：所述非风机侧系泊腿（20）包括设置在浮式风力发电平台（40）的非风机侧立柱表面的止链器（21）和导链轮（22），止链器（21）与止链器平台（30）连接。
4.根据权利要求3所述的一种海上浮式风力发电平台的系泊系统，其特征在于：所述止链器平台（30）安装于浮式风力发电平台（40）的主甲板上并往外伸出舷顶。
5.根据权利要求1所述的一种海上浮式风力发电平台的系泊系统，其特征在于：所述非风机侧系泊腿（20）包括系泊调节链（23）；系泊调节链（23）一端绕过导链轮（22）与止链器（21）连接，另一端连接有锚具系统。
6.根据权利要求2或5所述的一种海上浮式风力发电平台的系泊系统，其特征在于：所述锚具系统包括中段系泊缆（13），中段系泊缆（13）一端连接有锚端系泊链（12），锚端系泊链（12）一端连接锚（11）。
7.根据权利要求1所述的一种海上浮式风力发电平台的系泊系统，其特征在于：所述万向节接头（16）布置于浮式风力发电平台（40）舷侧的浪溅区以上。
8.根据权利要求1所述的一种海上浮式风力发电平台的系泊系统，其特征在于：所述万向节接头（16）与导链轮（22）的位置高度相同。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115743407A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-03-07 | 广东精铟海洋工程股份有限公司 | 一种具有补偿功能的系泊系统及其控制方法 |
| CN116215752A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-06-06 | 江苏科技大学 | 用于海上风光同场浮式发电平台的系泊系统 |
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| CN115743407B (zh) * | 2022-11-24 | 2023-07-21 | 广东精铟海洋工程股份有限公司 | 一种具有补偿功能的系泊系统及其控制方法 |
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