CN220430420U - 一种用于海上浮式风电机组的单点系泊系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于海上浮式风电机组的单点系泊系统，包括浮体和风电转换器，浮体的边缘均匀间隔安装有多个连接组件，浮体与多个连接组件可相对转动；风电转换器固定安装在浮体上，并与电缆的一端连接；其中任意一个连接组件与系泊缆的一端连接，系泊缆的另一端用于连接固定器。本实用新型的有益效果是结构简单，设计合理，可实现双机头风机在无需偏航机构的情况下的自动对风，改善了整个系统的总体载荷；同时，灵活性强，水深适应范围大，可系泊超大型浮体，抵抗海洋环境能力强，相对投资较低，安全可靠。

Description

一种用于海上浮式风电机组的单点系泊系统

技术领域

本实用新型涉及风能发电技术领域，具体涉及一种用于海上浮式风电机组的单点系泊系统。

背景技术

由于深远海风电漂浮平台的特性，需要进行长时间的海上作业。对于保持海上结构物的稳定，目前主要有系泊和动力定位系统两种方法，而动力定位系统造价昂贵，将增加风场的运营成本，对于长时间的海上作业，采用系泊的方式更为合适。目前所研究的深海风电漂浮平台的系泊系统设计主要参考FPSO的单点系泊方式。FPSO的单点系泊系统是指锚泊系统与船体只有一个接触点，其分类方法众多，目前常用的单点系泊方式有转塔式系泊、浮筒式系泊、塔式系泊。其中浮筒式和塔式不适用于深海。转塔式系泊又分为内转塔式和外转塔式，其中外转塔式的安装与漂浮平台会有干涉，安装限制太多，因此本发明采用内转塔式单点系泊系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于海上浮式风电机组的单点系泊系统，旨在解决现有技术中的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于海上浮式风电机组的单点系泊系统，包括浮体和风电转换器，所述浮体的边缘均匀间隔安装有多个连接组件，所述浮体与多个所述连接组件可相对转动；所述风电转换器固定安装在所述浮体上，并与电缆的一端连接；其中任意一个所述连接组件与系泊缆的一端连接，所述系泊缆的另一端用于连接固定器。

本实用新型的有益效果是：使用过程中，浮体漂浮在设定海域，利用风电转换器采集风能并转换为电能，该电能通过电缆给相应的设备供电或者储存在陆地电能储存器内，节能环保；

该方案中多个连接组件分别与浮体之间相对转动，不会出现绕线情况，结构简单，设计合理。

本实用新型结构简单，设计合理，灵活性强，水深适应范围大，可系泊超大型浮体，抵抗海洋环境能力强，相对投资较低，安全可靠。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述浮体呈板状结构。

采用上述进一步方案的有益效果是浮体的形状设计合理，保证其能够漂浮在设定的海域。

进一步，所述浮体上间隔设有多个贯穿的开口。

采用上述进一步方案的有益效果是浮体的结构简单，设计合理，减轻浮体的重量，节省材料，且保证浮体能够漂浮在海域上。

进一步，所述浮体呈三角形板状结构，所述连接组件的数量为三个，三个所述连接组件分别安装在所述浮体的三个角处。

采用上述进一步方案的有益效果是浮体的形状设计合理，保证其能够漂浮在设定的海域。

进一步，所述风电转换器包括两个风能发电机，两个所述风能发电机分别固定安装在所述浮体的其中任意两个角处，所述系泊缆的一端与所述浮体余下一个角连接。

采用上述进一步方案的有益效果是利用两个风能发电机采集风能并转换为电能，该电能通过电缆给相应的设备供电或者储存在陆地电能储存器内，节能环保；

另外，单点系泊系统与双机头风机的分侧布置，能够更好的通过系泊重力抵抗双机头风机叶轮的风倾力矩。

进一步，所述浮体的下表面上设有多个与多个所述连接组件一一对应的安装槽，每个所述连接组件均包括转动件，所述转动件竖直转动的安装在对应所述安装槽内，其下端延伸至对应所述安装槽外；所述系泊缆的一端与所述转动件连接。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，避免出现绕线的情况。

进一步，所述安装槽内还固定安装有电刷，所述电刷通过线路与所述风电转换器连接；所述转动件的上端水平固定连接有甲板，所述甲板上固定安装有电滑环，所述电滑环随所述转动件转动并与所述电刷转动贴合，其与所述电缆的一端连接，所述电缆的另一端穿过所述转动件内的电缆通道。

采用上述进一步方案的有益效果是上述电刷和电滑环的设置可将风电转换器转化的电能传递并通过电缆给用电设备与陆地电能储存器内；

同时，电滑环随着转动件一起转动，且电缆分布在转动件内的电缆通道内，结构简单，设计合理，避免出现绕线的情况。

进一步，所述转动件为转塔，其分别通过轴向轴承和径向轴承与所述浮体转动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，轴向轴承和径向轴承的设计可保证转动件转动的稳定性，且可承受转动件各个方向的力，增加转动件的稳定性。

进一步，所述转塔的内部中空且下端敞口，其内部安装有锚机，所述系泊缆的一端与所述锚机固定连接并缠绕在所述锚机上，所述锚机可释放或收卷所述系泊缆。

采用上述进一步方案的有益效果是使用过程中，通过锚机可释放或收卷系泊缆，使用方便。

进一步，所述转塔的内壁上固定安装有系泊桩，所述系泊桩与所述系泊缆滑动连接，用于对所述系泊缆进行限位。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，通过系泊桩可对系泊缆进行限位，避免系泊缆缠绕在一起。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中每个连接组件与浮体的内部结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、浮体；2、电缆；3、系泊缆；4、开口；5、风能发电机；6、电刷；7、甲板；8、电滑环；9、电缆通道；10、转塔；11、轴向轴承；12、径向轴承；13、锚机；14、系泊桩。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供一种用于海上浮式风电机组的单点系泊系统，包括浮体1和风电转换器，所述浮体1的边缘均匀间隔安装有多个连接组件，所述浮体1与多个所述连接组件可相对转动；所述风电转换器固定安装在所述浮体1上，并与电缆2的一端连接；其中任意一个所述连接组件与系泊缆3的一端连接，所述系泊缆3的另一端用于连接固定器。

使用过程中，浮体1漂浮在设定海域，利用风电转换器采集风能并转换为电能，该电能通过电缆2给相应的设备供电或者储存在陆地电能储存器内，节能环保；

该方案中多个连接组件分别与浮体1之间相对转动，不会出现绕线情况，结构简单，设计合理。

需要说明的是，实际应用时，浮体1上课安装养殖箱，此时上述相应的设备例如曝气机，曝气机固定安装在养殖箱内，供电方便。

或者，上述相应的设备还可以为灯体，灯体固定安装在养殖箱的顶部，较为醒目，避免出现碰撞的情况。

本实施例结构简单，设计合理，灵活性强，水深适应范围大，可系泊超大型浮体，抵抗海洋环境能力强，相对投资较低，安全可靠。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例中，所述浮体1呈板状结构。

浮体1的形状设计合理，保证其能够漂浮在设定的海域。

或者，上述浮体1也可以采用块状结构。

实施例3

在实施例2的基础上，本实施例中，所述浮体1上间隔设有多个贯穿的开口4。

浮体1的结构简单，设计合理，减轻浮体1的重量，节省材料，且保证浮体能够漂浮在海域上。

优选地，本实施例中，上述多个开口4的形状可以一致，也可以不一致。

另外，每个开口4可以为圆形开口，或者方形开口。

实施例4

在实施例2至实施例3任一项的基础上，本实施例中，所述浮体1呈三角形板状结构，所述连接组件的数量为三个，三个所述连接组件分别安装在所述浮体1的三个角处。

上述浮体1的形状设计合理，保证其能够漂浮在设定的海域。

或者，上述浮体1也可以采用其他适宜的几何形状，例如矩形板。

实施例5

在实施例4的基础上，本实施例中，所述风电转换器包括两个风能发电机5，两个所述风能发电机5分别固定安装在所述浮体1的其中任意两个角处，所述系泊缆3的一端与所述浮体1余下一个角连接。

使用过程中，利用两个风能发电机5采集风能并转换为电能，该电能通过电缆2给相应的设备供电或者储存在陆地电能储存器内，节能环保；

另外，单点系泊系统与双机头风机的分侧布置，能够更好的通过系泊重力抵抗双机头风机叶轮的风倾力矩。

实施例6

在上述各实施例的基础上，本实施例中，所述浮体1的下表面上设有多个与多个所述连接组件一一对应的安装槽，每个所述连接组件均包括转动件，所述转动件竖直转动的安装在对应所述安装槽内，其下端延伸至对应所述安装槽外；所述系泊缆3的一端与所述转动件连接。

该方案结构简单，设计合理，避免出现绕线的情况。

实施例7

在实施例6的基础上，本实施例中，所述安装槽内还固定安装有电刷6，所述电刷6通过线路与所述风电转换器连接；所述转动件的上端水平固定连接有甲板7，所述甲板7上固定安装有电滑环8，所述电滑环8随所述转动件转动并与所述电刷6转动贴合，其与所述电缆2的一端连接，所述电缆2的另一端穿过所述转动件内的电缆通道9。

上述电刷6和电滑环8的设置可将风电转换器转化的电能传递并通过电缆给用电设备与陆地电能储存器内；

同时，电滑环8随着转动件一起转动，且电缆2分布在转动件内的电缆通道9内，结构简单，设计合理，避免出现绕线的情况。

基于上述方案，每个连接组件对应的电缆2优选两根，其中一根电缆2的另一端用于连接浮体1上安装的设备，另一根电缆2的另一端用于连接陆地电能储存器。

另外，电缆通道9的数量与电缆2的数量一一对应。

需要说明的是，上述电刷6和电滑环8的结构及原理采用的是现有技术，在此不再进行赘述。

优选地，本实施例中，每个安装槽均呈两端细、中部粗的结构，甲板7与安装槽的中部转动连接。

实施例8

在实施例6至实施例7任一项的基础上，本实施例中，所述转动件为转塔10，其分别通过轴向轴承11和径向轴承12与所述浮体1转动连接。

该方案结构简单，设计合理，轴向轴承11和径向轴承12的设计可保证转动件转动的稳定性，且可承受转动件各个方向的力，增加转动件的稳定性。

实施例9

在实施例8的基础上，本实施例中，所述转塔10的内部中空且下端敞口，其内部安装有锚机13，所述系泊缆3的一端与所述锚机13固定连接并缠绕在所述锚机13上，所述锚机13可释放或收卷所述系泊缆3。

使用过程中，通过锚机13可释放或收卷系泊缆，使用方便。

优选地，本实施例中，每个安装槽优选圆形槽体，转塔10优选圆筒状结构。

优选地，本实施例中，系泊缆3的数量优选两根，此时锚机13的数量

优选两个，两个锚机13相对固定安装在转塔10的内壁上，两根系泊缆3的一端分别与两个锚机13固定连接，通过两个锚机13可释放或收卷两根系泊缆3，两根系泊缆3的另一端分别与该海域的固定器例如固定桩固定连接。

优选地，本实施例中，上述系泊缆3优选锚链，使用寿命长。

需要说明的是，上述每个锚机13均采用的是现有技术，其具体结构及原理在此不再进行赘述。

另外，每个锚机13均具有防水功能，保证在海域内可正常工作。

实施例10

在实施例9的基础上，本实施例中，所述转塔10的内壁上固定安装有系泊桩14，所述系泊桩14与所述系泊缆3滑动连接，用于对所述系泊缆3进行限位。

该方案结构简单，设计合理，通过系泊桩14可对系泊缆3进行限位，避免系泊缆3缠绕在一起。

优选地，本实施例中，转塔10内相对固定安装有两个系泊桩14，两个系泊桩14分别与两个系泊缆3一一对应。

优选地，本实施例中，两个系泊桩14分别优选环状结构，两个系泊缆3分别穿过两个系泊桩14。

本实用新型的工作原理如下：

使用过程中，浮体1漂浮在设定海域，利用风电转换器采集风能并转换为电能，该电能通过电缆2给相应的设备供电或者储存在陆地电能储存器内，节能环保；

上述电刷6和电滑环8的设置可将风电转换器转化的电能传递并通过电缆给用电设备与陆地电能储存器内；

同时，电滑环8随着转动件一起转动，且电缆2分布在转动件内的电缆通道9内，结构简单，设计合理，避免出现绕线的情况。

本实用新型的优势在于：

(1)本实用新型采用的单点系泊系统利用风向标效应实现双机头风机在无需偏航机构的情况下的自动对风，改善了整个系统的总体载荷。

(2)单点系泊系统与双机头风机的分侧布置，能够更好的通过系泊重力抵抗双机头风机叶轮的风倾力矩。

(3)灵活性强、水深适应范围大、可系泊超大型浮体。

(4)抵抗海洋环境能力强、相对投资较低、安全、可靠。

本实用新型采用的是内转塔单点系泊系统，其中浮体通过轴承系统可以绕着转塔进行360度转动，从而实现双机头风机在无需偏航机构的情况下的自动对风。同时轴向轴承系统可以承受轴向载荷，径向轴承系统可以承受径向载荷。转塔上的电滑环结构有效解决了电缆的排布问题，电缆连接电滑环，通过转塔内部的电缆管道接出到海面，从而将电输送出去。锚机用来收放系泊锚链，锚链另一端与海底固定，从而使整个浮体在一个固定海域内飘动。

需要说明的是，本实用新型所涉及到的各个电子部件均采用现有技术，并且上述各个部件与控制器电连接，控制器与各个部件之间的控制电路为现有技术。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于海上浮式风电机组的单点系泊系统，其特征在于：包括浮体(1)和风电转换器，所述浮体(1)的边缘均匀间隔安装有多个连接组件，所述浮体(1)与多个所述连接组件可相对转动；所述风电转换器固定安装在所述浮体(1)上，并与电缆(2)的一端连接；其中任意一个所述连接组件与系泊缆(3)的一端连接，所述系泊缆(3)的另一端用于连接固定器。

2.根据权利要求1所述的用于海上浮式风电机组的单点系泊系统，其特征在于：所述浮体(1)呈板状结构。

3.根据权利要求2所述的用于海上浮式风电机组的单点系泊系统，其特征在于：所述浮体(1)上间隔设有多个贯穿的开口(4)。

4.根据权利要求2所述的用于海上浮式风电机组的单点系泊系统，其特征在于：所述浮体(1)呈三角形板状结构，所述连接组件的数量为三个，三个所述连接组件分别安装在所述浮体(1)的三个角处。

5.根据权利要求4所述的用于海上浮式风电机组的单点系泊系统，其特征在于：所述风电转换器包括两个风能发电机(5)，两个所述风能发电机(5)分别固定安装在所述浮体(1)的其中任意两个角处，所述系泊缆(3)的一端与所述浮体(1)余下一个角连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于海上浮式风电机组的单点系泊系统，其特征在于：所述浮体(1)的下表面上设有多个与多个所述连接组件一一对应的安装槽，每个所述连接组件均包括转动件，所述转动件竖直转动的安装在对应所述安装槽内，其下端延伸至对应所述安装槽外；所述系泊缆(3)的一端与所述转动件连接。

7.根据权利要求6所述的用于海上浮式风电机组的单点系泊系统，其特征在于：所述安装槽内还固定安装有电刷(6)，所述电刷(6)通过线路与所述风电转换器连接；所述转动件的上端水平固定连接有甲板(7)，所述甲板(7)上固定安装有电滑环(8)，所述电滑环(8)随所述转动件转动并与所述电刷(6)转动贴合，其与所述电缆(2)的一端连接，所述电缆(2)的另一端穿过所述转动件内的电缆通道(9)。

8.根据权利要求6所述的用于海上浮式风电机组的单点系泊系统，其特征在于：所述转动件为转塔(10)，其分别通过轴向轴承(11)和径向轴承(12)与所述浮体(1)转动连接。

9.根据权利要求8所述的用于海上浮式风电机组的单点系泊系统，其特征在于：所述转塔(10)的内部中空且下端敞口，其内部安装有锚机(13)，所述系泊缆(3)的一端与所述锚机(13)固定连接并缠绕在所述锚机(13)上，所述锚机(13)可释放或收卷所述系泊缆(3)。

10.根据权利要求9所述的用于海上浮式风电机组的单点系泊系统，其特征在于：所述转塔(10)的内壁上固定安装有系泊桩(14)，所述系泊桩(14)与所述系泊缆(3)滑动连接，用于对所述系泊缆(3)进行限位。