CN219635450U - 一种半潜式浮式平台基础及海上浮式风电装备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种半潜式浮式平台基础，包括主立柱、副立柱、垂荡板、撑杆和撑杆；副立柱有多个，多个副立柱以主立柱为中心周向间隔均匀设置，每个副立柱设置有多个调载压载舱，每个调载压载舱能分别进行调载；每个副立柱的顶部均设置有垂荡板；撑杆包括斜撑和横撑，横撑内部沿着其长度方向分段的设置有多个固定压载舱；稳定装置包括重力舱和配重稳定器，重力舱设置在主立柱的底部，配重稳定器设置在重力舱内。海上浮式风电装备包括本半潜式浮式平台基础、浮式风机和系泊系统，此半潜式浮式平台基础和海上浮式风电装备，在能减少浮式平台基础的倾斜角度的条件下，提高整个风电设备的运行稳定性，并能降低浮式平台基础设计要求和制造成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及海上风电工程领域，具体涉及一种半潜型漂浮式风机基础及海上浮式风电装备。
背景技术
陆地和近海优质风能资源已日趋饱和，海上风电必将由近海走向深海。在水深超过60米的深海海域，固定式风电技术难度大、成本高，浮式风电技术由于兼顾技术可行性和成本优势将成为必然的选择。我国浮式风电事业虽起步较晚，但发展迅速。如今，我国已经先后建成了“三峡引领号”和海装“扶摇号”两台浮式风电装备样机。此外，龙源南日岛、中海油文昌漂浮式风机示范项目也即将完工。以上示范样机，浮式风电装备设计的发电工况倾斜角度约为5°，极限工况倾斜角度约为10°，在此条件下浮式平台单位兆瓦的用钢量基本在500t以上，而浮式平台造价又占浮式风电装备总体成本的30％-40％，浮式风电装备整体经济性还相对较差。
浮式风电装备主要有浮式风机、浮式平台基础和系泊系统组成，针对特定环境条件，当发电工况倾斜角度增加，此时浮式平台单位兆瓦的用钢量将减少，但是对于浮式风机的设计要求将大幅提升，浮式风机成本将会增加；如当发电工况倾斜角度减小，虽然可以提升浮式风机运行稳定性、降低浮式风机的设计要求和减少浮式风机的设计制造成本，但会导致浮式平台的设计制造要求增加，从而导致浮式平台的成本又将大幅提高。因此，在特定环境条件下，如何减少浮式平台的倾斜角度，提高浮式风电装备的运行稳定性，提升浮式风电的发电量，同时降低浮式平台的成本是当前浮式风电发展面临的主要问题。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种半潜式浮式平台基础和及海上浮式风电装备，在能减少浮式平台基础的倾斜角度的条件下，提高整个风电设备的运行稳定性，并能降低浮式平台基础设计要求和制造成本。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种半潜式浮式平台基础，包括：
主立柱；
副立柱，所述副立柱有多个，多个所述副立柱以所述主立柱为中心周向间隔均匀设置，每个所述副立柱靠近其底部分段的、从下至上的设置有多个调载压载舱，每个所述调载压载舱能分别进行调载；
垂荡板，每个所述副立柱的顶部均设置有所述垂荡板；
撑杆，包括斜撑和横撑，每个所述副立柱底部与所述主立柱顶部之间设置有所述斜撑，每个所述主立柱的底端与所述副立柱底部之间设置有所述横撑，所述横撑内部沿着其长度方向分段的设置有多个固定压载舱；及
稳定装置，包括重力舱和配重稳定器，所述重力舱设置在所述主立柱的底部，所述配重稳定器设置在所述重力舱内。
进一步地，所述重力舱为球形壳体。
进一步地，所述配重稳定器为陀螺稳定仪。
进一步地，所述垂荡板为高性能混凝土预制板。
进一步地，所述调载压载舱为环形体。
进一步地，所述调载压载舱内的压载物为海水，所述调载压载舱上设置有进水系统和排水系统。
进一步地，所述副立柱有三个，三个所述副立柱呈等边三角形布置，所述主立柱位于所述等边三角形的中心。
一种海上浮式风电装备，包括上述半潜式浮式平台基础，还包括浮式风机和系泊系统，所述浮式风机设置在所述主立柱的顶部，所述系泊系统与所述副立柱连接。
进一步地，每个所述系泊系统副立柱上均设置有系泊系统。
进一步地，所述系泊系统为缆绳系统。
本实用新型的有益效果：
上述半潜式浮式平台基础，通过垂荡板提高了浮式风电装备的垂荡自由运动周期；配重稳定器在浮式风电装备运行时，可降低其倾斜角度，提高运行稳定性，从而提高整个风电机组的发电量。此外由于陀螺仪配重稳定器重量大，结合高性能混凝土的垂荡板，浮式风电装备整体的重心低，进一步提高了浮式风电装备运行的稳定性；此外，浮式基础整体结构采用三立柱形式，通过横撑和斜撑连接，浮式平台基础结构强度高，单位兆瓦用钢量少，整体材料成本低。
海上浮式风电装备采用上述潜式浮式平台基础，能在减少浮式平台基础的倾斜角度条件下，提高整个风电设备的运行稳定性，并能降低浮式平台基础设计要求和制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实用新型一实施例提供的一种半潜式浮式平台基础的示意图；
图2为图1所示的一种半潜式浮式平台基础的俯视图；
图3为图1所示的一种半潜式浮式平台基础中副立柱的示意图；
图4为图1中A-A的剖视图；
图5为图1所示的一种半潜式浮式平台基础中横撑的俯视图；
附图标记：
1、浮式风机；2、浮式平台基础；21、主立柱；22、副立柱；221、调载压载舱；23、斜撑；24、横撑；241、固定压载舱；25、垂荡板；26、稳定装置；3、系泊系统。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。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，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
请参见图1至图5，本实用新型提供一种半潜式浮式平台基础，包括主立柱21、副立柱22、垂荡板25、撑杆和稳定装置26。具体的，副立柱22有多个，多个副立柱22以主立柱21为中心周向间隔均匀设置。每个副立柱22靠近其底部分段的、从下至上的设置有多个调载压载舱221，并且每个调载压载舱221能分别进行调载。在具体使用时，可通过每个调载压载舱221根据应用情况对浮式基础吃水深度进行调整。
每个副立柱22的顶部均设置有垂荡板25。垂荡板25可提高浮式基础垂荡方向的自由运动周期，在具体实施时，垂荡板25可采用高性能混凝土预制板，抗腐蚀能力强，并具备一定防撞特性。
撑杆包括斜撑23和横撑24，每个副立柱22底部与主立柱21顶部之间设置有斜撑23。斜撑23可支架主立柱21和副立柱22的强度。每个主立柱21的底端与副立柱22底部之间设置有横撑24，且横撑24内部沿着其长度方向分段的设置有多个固定压载舱241。在具体实施时，固定压载舱241的压载室内的压载物可采用混凝土、铁矿砂或海水等压载物。在使用时，通过主立柱21上的调载压载舱221和横撑24上的固定压载舱241结合，可满足浮式基础拖航、就位安装、运行等多个压载工况需求。
稳定装置26用于调整整个浮式基础的横摇、纵摇的稳定性，同时，与垂荡板25结合可降低浮式基础的重心，从而进一步提高浮式风电装备运行的稳定性。稳定装置26包括重力舱和配重稳定器，重力舱设置在主立柱21的底部，配重稳定器设置在重力舱内，配重稳定器用于配重和能使得整个半潜式浮式平台基础2在原有方向上保持相对稳定。
在具体实施时，配重稳定器可为选用现有技术中常用的陀螺稳定仪，如二轴陀螺稳定仪。使用时，当浮式风机1启动时，二轴陀螺稳定仪配重稳定器启动；浮式风机1停机后，延迟停止(延迟时间结合风机控制策略确定)。浮式风机1停机时，结合风、浪、流环境条件(例如极端或台风工况)，配重稳定器启动；当风、浪、流环境条件小于设定参数时，配重稳定器停止工作。
作为优选实施方式，重力舱可选为球形壳体，球形壳体可在调节稳定性的过程减少外部海水的阻力。
在具体实施实施时，调载压载舱221为环形体。当多个调载压载舱221从下至上顺次叠加时，可形成主立柱21的内部通道，在施工过程中，可在内部通道内布置压载管路系统、梯子等舾装部件。
此外，调载压载舱221内的压载物可优选为海水，调载压载舱221上设置有进水系统和排水系统。通过进水系统和排水系统，将海水抽入或吸出调载压载舱221进行调载。
作为另外优选实施方式，副立柱22可为三个，三个副立柱22呈等边三角形布置，主立柱21位于等边三角形的中心。进一步提高整个半潜式浮式平台基础2的稳定性。
上述半潜式浮式平台基础2具有如下优点：
1、相比传统半潜式浮式平台基础2，材料成本低，单位兆瓦用钢量少，经济性好；
2、本半潜式浮式平台基础2，通过横撑24和斜撑23连接，能提高整体结构强度高；
3、采用垂荡板25，可提高垂荡自由周期；
4、配重稳定器可降低其倾斜角度，提高运行稳定性，从而提高整个风电机组的发电量；
5、垂荡板25结合配重稳定器，可使浮式风电装备整体重心低，稳定性好。
本申请还提供一种海上浮式风电装备，包括上述的半潜式浮式平台基础2，还包括浮式风机1和系泊系统3。浮式风机1设置在主立柱21的顶部，系泊系统3与副立柱22连接。浮式风机1为现有技术中常用的浮式风机1。作为优选的实施方式，可在每个副立柱22上均设置系泊系统3。可进一步减少浮式风电装备倾斜。具体实施时，系泊系统3为可选用缆绳系统。
采用本海上浮式风电装备，能在减少浮式平台基础2的倾斜角度条件下，提高整个风电设备的运行稳定性，并能降低浮式平台基础2设计要求和制造成本。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种半潜式浮式平台基础，其特征在于，包括：
主立柱；
副立柱，所述副立柱有多个，多个所述副立柱以所述主立柱为中心周向间隔均匀设置，每个所述副立柱靠近其底部分段的、从下至上的设置有多个调载压载舱，每个所述调载压载舱能分别进行调载；
垂荡板，每个所述副立柱的顶部均设置有所述垂荡板；
撑杆，包括斜撑和横撑，每个所述副立柱底部与所述主立柱顶部之间设置有所述斜撑，每个所述主立柱的底端与所述副立柱底部之间设置有所述横撑，所述横撑内部沿着其长度方向分段的设置有多个固定压载舱；及
稳定装置，包括重力舱和配重稳定器，所述重力舱设置在所述主立柱的底部，所述配重稳定器设置在所述重力舱内。
2.根据权利要求1所述的半潜式浮式平台基础，其特征在于，所述重力舱为球形壳体。
3.根据权利要求1所述的半潜式浮式平台基础，其特征在于，所述配重稳定器为陀螺稳定仪。
4.根据权利要求1所述的半潜式浮式平台基础，其特征在于，所述垂荡板为高性能混凝土预制板。
5.根据权利要求1所述的半潜式浮式平台基础，其特征在于，所述调载压载舱为环形体。
6.根据权利要求5所述的半潜式浮式平台基础，其特征在于，所述调载压载舱内的压载物为海水，所述调载压载舱上设置有进水系统和排水系统。
7.根据权利要求1所述的半潜式浮式平台基础，其特征在于，所述副立柱有三个，三个所述副立柱呈等边三角形布置，所述主立柱位于所述等边三角形的中心。
8.一种海上浮式风电装备，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的半潜式浮式平台基础，还包括浮式风机和系泊系统，所述浮式风机设置在所述主立柱的顶部，所述系泊系统与所述副立柱连接。
9.根据权利要求8所述的海上浮式风电装备，其特征在于，每个所述系泊系统副立柱上均设置有系泊系统。
10.根据权利要求9所述的海上浮式风电装备，其特征在于，所述系泊系统为缆绳系统。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202320873033.1U CN219635450U (zh) | 2023-04-19 | 2023-04-19 | 一种半潜式浮式平台基础及海上浮式风电装备 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN219635450U true CN219635450U (zh) | 2023-09-05 |
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN219635450U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117141666A (zh) * | 2023-09-19 | 2023-12-01 | 上海勘测设计研究院有限公司 | 一种具有独立式平衡水舱的漂浮式海上风电基础及动态调载系统 |
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2023
- 2023-04-19 CN CN202320873033.1U patent/CN219635450U/zh active Active
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