CN218816768U - 一种漂浮式风机基础及漂浮式风机 - Google Patents

一种漂浮式风机基础及漂浮式风机 Download PDF

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徐天殷
麦志辉
卢建华
刘炳超
黄晓梅
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Abstract

本实用新型公开了一种漂浮式风机基础及漂浮式风机，风机基础包括底座组件、过道组件和浮箱组件；底座组件包括压水块和T型配重块；T型配重块由水平段和垂直连接在水平段中部的垂直段组成，T型配重块的水平段两端分别连接一个压水块，各个压水块与T型配重块的水平段围合成正多边形结构，各个T型配重块的垂直段呈放射状分布在正多边形结构内部，且其末端汇聚在正多边形结构的中心位置；各个压水块和T型配重块内部连通；过道组件包括风机安装块、过道台；过道台呈放射状分布在风机安装块的周缘；浮箱组件连接在过道台与压水块之间，以及风机安装块与T型配重块垂直段末端之间。本结构增大风机基础的压载空间，通过下调风机基础重心。

Description

一种漂浮式风机基础及漂浮式风机
技术领域
本实用新型涉及海洋工程领域，尤其涉及一种漂浮式风机基础及漂浮式风机。
背景技术
近年来，随着陆上、近海的风电资源开发逐渐饱和，深远海的风电开发成为未来风电发展的趋势。但随着水深的增加以及近岸资源开发趋于饱和，固定式风机的劣势明显，漂浮式风机便成为最佳选择。漂浮式风机包括风机、用于安装风机的漂浮式风机基础、用于将漂浮式风机基础相对固定在海床上的系泊系统。
目前漂浮式风机基础分为以下三个类别：立柱式风机基础(Spar)、半潜式风机基础(Semi-submersible)以及张力腿式风机基础(TLP)。其中Spar拥有较低的重心和较小的吃水面积，稳性较好但是只适用于深水海域且部件组装、安装方式复杂；TLP借助于垂向张紧式系泊系统，在波浪中具有较小的运动响应，但是系泊系统设计要求高且安装复杂。而半潜式浮式风机基础虽然适用水深范围较大且安装方式简单，但现有的半潜式风机基础存在如下不足：
现有的半潜式风机基础绝大多数采用“立柱+连杆或者支撑杆”结构，如专利号为CN202110639674.6一种漂浮式海上风电和专利号为CN201420711900.2一种半潜式浮动风机基础，但由于立柱之间的间距较短，风机基础整体重心较高，因此该结构不足以提供较好的稳定性，当遇到海上风荷载力矩急剧增大时，导致半潜式结构的纵、横摇运动幅度较大，从而降低了风力机的风能转换效率。
为此，现有技术通过增大立柱之间的间距以及增加压水块，如专利号CN202110923253.6一种基于悬挂式减振装置的漂浮式风机平台和CN202111549837.8一种基于主动控制的漂浮式风力机，漂浮式风力机将风机基础整体重心下调，但是由于平台吃水相对较小，调整压载的空间极其有限，导致了严重的局限性。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种漂浮式风机基础。
本实用新型的目的之二在于提供一种漂浮式风机。
本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：一种漂浮式风机基础，包括底座组件、过道组件和浮箱组件，所述底座组件、过道组件相互平行设置，所述浮箱组件连接在底座组件与过道组件之间；
所述底座组件为中空结构，包括压水块和T型配重块；所述T型配重块由水平段和垂直连接在水平段中部的垂直段组成，T型配重块的水平段两端分别连接一个压水块，各个压水块与T型配重块的水平段围合成正多边形结构，各个T型配重块的垂直段呈放射状分布在正多边形结构内部，且其末端汇聚在正多边形结构的中心位置；各个压水块和T型配重块内部连通；
所述过道组件包括风机安装块、过道台；所述过道台呈放射状分布在风机安装块的周缘；所述过道台呈放射状分布的方向与所述T型配重块垂直段呈放射状分布的方向错开设置；
所述浮箱组件连接在过道台与压水块之间，以及风机安装块与T型配重块垂直段末端之间。
进一步地，所述浮箱组件包括中心支撑柱和浮箱体；所述中心支撑柱的底部固定在正多边形结构的中心位置，中心支撑柱的顶部固定在所述风机安装块上；所述浮箱体的底部固定在所述压水块上，浮箱体的顶部固定在所述过道台上。
进一步地，所述压水块的数量为三个，三个压水块与三个T型配重块的水平段围合成正三角形结构，所述过道台的数量为三个，呈人字型分布。
进一步地，所述压水块呈圆饼状，所述浮箱体与压水块同轴设置。
进一步地，所述过道台远离风机安装块一端向外延伸有用于安装系泊系统配件的安装台。
进一步地，所述风机安装块内设用于安装风机的内螺纹。
本实用新型的目的之二采用如下技术方案实现：一种漂浮式风机，包括风机、用于安装风机的漂浮式风机基础、用于将漂浮式风机基础相对固定在海床上的系泊系统；所述漂浮式风机基础选自如上所述的漂浮式风机基础。
进一步地，所述系泊系统包括用于将锚链锚固在海床上的锚固装置、用于连接锚固装置与漂浮式风机基础的锚链；所述锚链固定在过道组件上。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
(1)本申请通过设计底座组件的结构，增设T型配重块，配合与压水块的组装位置，使各个压水块和T型配重块内部连通，形成中空的正多边形板状结构，增大了风机基础的压载空间，通过控制底座组件的注液量控制整个风机基础重心往下调，风机基础结构的纵摇运动、横摇运动幅度较小，提高风机基础的整体稳定性，进一步提高风机的风能转换效率。
另外，过道台呈放射状分布的方向与T型配重块垂直段呈放射状分布的方向错开设置，即底座组件和过道组件两层人字型结构相互错开，提高风机基础抵抗横摇运动的能力，从而提高整个风机基础平衡性和压水性得到了很好的平衡。
(2)压水块呈圆饼状，浮箱体与压水块同轴设置的设计其作用在于提高风机基础抵抗纵摇运动的能力，提高了风机平台的稳定性。
(3)现有系泊系统中的锚链固定在风机基础的底部，现将锚链固定点上升至风机基础的表面，将锚链牵引力重心上移至安装台上，进一步提高风机基础的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型较佳实施例漂浮式风机基础与风机的安装示意图；
图2为本实用新型较佳实施例漂浮式风机基础的结构示意图；
图3为本实用新型较佳实施例漂浮式风机基础的俯视图；
图4为本实用新型较佳实施例漂浮式风机的结构示意图。
图中：100、漂浮式风机基础；1、底座组件；11、压水块；12、T型配重块；121、水平段；122、垂直段；2、浮箱组件；21、中心支撑柱；22、浮箱体；3、过道组件；31、风机安装块；32、过道台；33、安装台；200、风机；300、系泊系统；301、锚固装置；302、锚链。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例1漂浮式风机基础
如图1-3所示，一种漂浮式风机基础100，包括底座组件1、过道组件3和浮箱组件2，所述底座组件、过道组件相互平行设置，所述浮箱组件连接在底座组件与过道组件之间；在本较佳实施例中，所述压水块的数量为三个，所述过道台的数量为三个，呈人字型分布。
所述底座组件1为中空结构，包括压水块11和T型配重块12；所述T型配重块由水平段121和垂直连接在水平段中部的垂直段122组成，T型配重块的水平段两端分别连接一个压水块，各个压水块与T型配重块的水平段围合成正三角形结构，各个T型配重块的垂直段呈放射状分布在正三角形结构内部，且其末端汇聚在正多边形结构的中心位置；各个压水块和T型配重块内部连通；
所述过道组件3包括风机安装块31、过道台32；所述过道台呈放射状分布在风机安装块的周缘；所述过道台呈放射状分布的方向与所述T型配重块垂直段呈放射状分布的方向错开设置，如图3所示；
所述浮箱组件连接在过道台与压水块之间，以及风机安装块与T型配重块垂直段末端之间。
本申请通过设计底座组件的结构，增设T型配重块，配合与压水块的组装位置，使各个压水块和T型配重块内部连通，形成中空的正多边形板状结构，增大了风机基础的压载空间，通过控制底座组件的注液量控制整个风机基础重心往下调，风机基础结构的纵摇运动、横摇运动幅度较小，提高风机基础的整体稳定性，进一步提高风机的风能转换效率。另外，过道台呈放射状分布的方向与T型配重块垂直段呈放射状分布的方向错开设置，即底座组件和过道组件两层人字型结构相互错开，提高风机基础抵抗横摇运动的能力，从而提高整个风机基础平衡性和压水性得到了很好的平衡。
在本较佳实施例中，所述浮箱组件2包括中心支撑柱21和浮箱体22；所述中心支撑柱的底部固定在正多边形结构的中心位置，中心支撑柱的顶部固定在所述风机安装块上；所述浮箱体的底部固定在所述压水块上，浮箱体的顶部固定在所述过道台上。
作为进一步优选方案，所述压水块呈圆饼状，所述浮箱体与压水块同轴设置。该设计的作用在于提高风机基础抵抗纵摇运动的能力，提高了风机平台的稳定性。
作为进一步优选方案，所述过道台远离风机安装块一端向外延伸有用于安装系泊系统配件的安装台。现有系泊系统中的锚链固定在风机基础的底部，现将锚链固定点上升至风机基础的表面，将锚链牵引力重心上移至安装台上，进一步提高风机基础的稳定性。
作为进一步优选方案，所述风机安装块内设用于安装风机的内螺纹(图中未示)。风机通过螺纹连接方式安装在风机安装块内。为了进一步降低风机重心，提高整个漂浮风机稳定性，将风机底部继续延伸至位于风机安装块下方的中心支撑柱内，即中心支撑柱也同时内设用于安装风机的内螺纹。
实施例2漂浮式风机
如图4所示，本实用新型还提供一种漂浮式风机，包括风机200、用于安装风机的漂浮式风机基础100、用于将漂浮式风机基础相对固定在海床上的系泊系统300；所述漂浮式风机基础选自如上所述的漂浮式风机基础，如图1-3所示。
作为进一步优选方案，所述系泊系统300包括用于将锚链锚固在海床上的锚固装置301、用于连接锚固装置与漂浮式风机基础的锚链302；所述锚链固定在过道组件上。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种漂浮式风机基础，其特征在于，包括底座组件、过道组件和浮箱组件，所述底座组件、过道组件相互平行设置，所述浮箱组件连接在底座组件与过道组件之间；
所述底座组件为中空结构，包括压水块和T型配重块；所述T型配重块由水平段和垂直连接在水平段中部的垂直段组成，T型配重块的水平段两端分别连接一个压水块，各个压水块与T型配重块的水平段围合成正多边形结构，各个T型配重块的垂直段呈放射状分布在正多边形结构内部，且其末端汇聚在正多边形结构的中心位置；各个压水块和T型配重块内部连通；
所述过道组件包括风机安装块、过道台；所述过道台呈放射状分布在风机安装块的周缘；所述过道台呈放射状分布的方向与所述T型配重块垂直段呈放射状分布的方向错开设置；
所述浮箱组件连接在过道台与压水块之间，以及风机安装块与T型配重块垂直段末端之间。
2.如权利要求1所述的漂浮式风机基础，其特征在于，所述浮箱组件包括中心支撑柱和浮箱体；所述中心支撑柱的底部固定在正多边形结构的中心位置，中心支撑柱的顶部固定在所述风机安装块上；所述浮箱体的底部固定在所述压水块上，浮箱体的顶部固定在所述过道台上。
3.如权利要求2所述的漂浮式风机基础，其特征在于，所述压水块的数量为三个，三个压水块与三个T型配重块的水平段围合成正三角形结构，所述过道台的数量为三个，呈人字型分布。
4.如权利要求2所述的漂浮式风机基础，其特征在于，所述压水块呈圆饼状，所述浮箱体与压水块同轴设置。
5.如权利要求1所述的漂浮式风机基础，其特征在于，所述过道台远离风机安装块一端向外延伸有用于安装系泊系统配件的安装台。
6.如权利要求1所述的漂浮式风机基础，其特征在于，所述风机安装块内设用于安装风机的内螺纹。
7.一种漂浮式风机，其特征在于，包括风机、用于安装风机的漂浮式风机基础、用于将漂浮式风机基础相对固定在海床上的系泊系统；所述漂浮式风机基础选自如权利要求1-6任一项所述的漂浮式风机基础。
8.如权利要求7所述的漂浮式风机，其特征在于，所述系泊系统包括用于将锚链锚固在海床上的锚固装置、用于连接锚固装置与漂浮式风机基础的锚链；所述锚链固定在过道组件上。
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