RU2258633C2 - Multi-unit floating coastal wind-operated truss - Google Patents
Multi-unit floating coastal wind-operated truss Download PDFInfo
- Publication number
- RU2258633C2 RU2258633C2 RU2002113470/11A RU2002113470A RU2258633C2 RU 2258633 C2 RU2258633 C2 RU 2258633C2 RU 2002113470/11 A RU2002113470/11 A RU 2002113470/11A RU 2002113470 A RU2002113470 A RU 2002113470A RU 2258633 C2 RU2258633 C2 RU 2258633C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- float
- pontoon
- pyramid
- floats
- linear
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/727—Offshore wind turbines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к областям электроэнергетики, энерго-, ресурсосбережения и экологии, использующим нетрадиционные и возобновляемые источники энергии, в частности ветроэлектрические установки. Оно может быть использовано для: экологичного электроснабжения приморских городов, крупных населенных пунктов, промышленных районов, энергоемких объектов, в том числе нефтегазовых промыслов на морском шельфе; для рекреации погибающих прибрежных акваторий, восстановления и увеличения популяций морских животных, рыб и растительного мира; возрождения и подъема прибрежного рыболовства и марикультуры до промышленных объемов; развития туризма.The invention relates to the fields of electric power, energy, resource saving and ecology, using non-traditional and renewable energy sources, in particular wind power plants. It can be used for: environmentally friendly power supply in coastal cities, large settlements, industrial areas, energy-intensive facilities, including oil and gas fields offshore; for the recreation of dying coastal waters, restoration and increase of populations of marine animals, fish and flora; the revival and rise of coastal fisheries and mariculture to industrial volumes; tourism development.
Известна плавучая ветроэлектрическая установка в единичном (модульном) исполнении, представляющая собой полупогружаемую платформу, состоящую из понтона в форме многогранной усеченной пирамиды, опрокинутой вершиной вниз; надводной площадки, опирающейся на понтон посредством четырех полых цилиндрических колонн, усиленных элементами жесткости, пропеллерной ветротурбины с наклоненной к горизонту осью вращения, установленной на надводной площадке на невысокой цилиндрической опорной башне и способной поворачиваться вокруг нее на 360°, и якорной системы, содержащей четыре якорных устройства, размещенные по периметру надводной площадки и удерживающие полупогружаемую платформу неподвижно. Ветроэлектрическая установка снабжена автоматическими подсистемами управления наведением ветротурбины на ветер, изменением осадки платформы, изменением шага лопастей ветротурбины, подсистемами регулирования крена платформы, длин вытравленных якорных цепей и подводного кабеля, подсистемой защиты от штормовых ветров, подсистемой контроля рабочих и предельных параметров установки, которые позволяют ей функционировать в автоматическом режиме (патент №2173280, Россия, МПК6 В 63 В 35/44, F 03 D 9/00, F 03 D 7/00).Known floating wind power installation in a single (modular) design, which is a semi-submersible platform, consisting of a pontoon in the form of a multifaceted truncated pyramid, tilted top down; a surface platform supported by a pontoon through four hollow cylindrical columns reinforced by stiffeners, a propeller wind turbine with a rotational axis tilted to the horizon mounted on a surface platform on a low cylindrical support tower and capable of 360 ° rotation around it, and an anchor system containing four anchor devices placed around the perimeter of the surface of the platform and holding the semi-submersible platform motionless. The wind power installation is equipped with automatic control subsystems for guiding the wind turbine into the wind, changing the platform’s draft, changing the pitch of the wind turbine blades, platform roll control subsystems, lengths of the etched anchor chains and submarine cable, storm protection subsystem, control subsystem for operating and limiting installation parameters that allow it operate in automatic mode (patent No. 2173280, Russia, IPC 6 V 63
Известна другая плавучая ветроустановка для прибрежных вод, в которой группа ветроэлектрических преобразователей установлена на стоящей на якоре плавучей платформе, свободно ориентирующейся по направлению ветра вокруг точки установки на якоре. Платформа собрана из нескольких модулей, на каждом из них установлен один ветроэлектрический преобразователь. Модули собраны между собой таким образом, что сохраняют постоянным свое взаимное положение. Платформа соединена с установленными под ней поплавками и с помощью системы заполнения может быть установлена в полупогруженном или опущенном на дно моря состоянии. Поплавки установлены по замкнутому кольцу параллельно платформе. Они разделены на камеры, связанные с системой заполнения, и имеют демпфирующие устройства. Установка платформы на ветер осуществляется с помощью связанных с ней якорных тросов. Установка имеет систему автоматического управления (Заявка 19727330, Германия, МПК6 F 03 D 11/04, В 63 В 35/50; Реферативный журнал "Нетрадиционные и возобновляющиеся источники энергии", 2000, №2, 12.90.64 П).Another floating coastal water wind turbine is known in which a group of wind power converters are mounted on an anchored floating platform, freely orientated in the direction of the wind around the anchor point. The platform is assembled from several modules, on each of them one wind-electric converter is installed. The modules are assembled in such a way that they keep their mutual position constant. The platform is connected to the floats installed beneath it and, using the filling system, can be installed in a semi-submerged or lowered state to the bottom of the sea. The floats are installed in a closed ring parallel to the platform. They are divided into chambers connected to the filling system and have damping devices. Installation of the platform in the wind is carried out using the anchor cables connected with it. The installation has an automatic control system (Application 19727330, Germany, IPC 6 F 03
Преимуществом данных известных полупогружаемых ветроэлектрических установок является их устойчивость на волне в широком диапазоне скоростей ветра, включая и штормовой, в сравнении с аналогами, водоизмещающие корпусы которых плавают на поверхности воды; их мобильность, позволяющая перемещать установку с одного места на другое с учетом сезонных изменений направления потока ветра и спроса на энергию. Недостатком данных известных полупогружаемых единичных ветромодулей является более высокая удельная металлоемкость полупогружаемой платформы, повышенная стоимость якорной системы и системы автоматического управления ветроэлектрической установкой в целом. Кроме того, недостатком второй известной ветроустановки является неустойчивость к ледоходу, отсюда ограниченная область применения (незамерзающие акватории), низкое быстродействие системы наведения ветроустановки на ветер из-за необходимости разворота всей платформы посредством якорных тросов, что делает также невозможным его осуществление в период ледостава; невысокая надежность подводного кабеля вследствие внешних воздействий - скручивания, натяжения, волочения по дну - в период наведения платформы на ветер.The advantage of these known semi-immersed wind power plants is their wave stability in a wide range of wind speeds, including storm, in comparison with analogues, whose displacement bodies float on the surface of the water; their mobility, allowing you to move the installation from one place to another, taking into account seasonal changes in the direction of wind flow and energy demand. The disadvantage of these known semi-submersible single wind modules is the higher specific metal consumption of the semi-submersible platform, the increased cost of the anchor system and the automatic control system of the wind power installation as a whole. In addition, the disadvantage of the second known wind turbine is its instability to ice drift, hence the limited scope (non-freezing water areas), the low speed of the wind turbine guidance system due to the need to turn the entire platform through anchor cables, which also makes it impossible to carry it out during the freezing period; low reliability of the underwater cable due to external influences - twisting, tensioning, dragging along the bottom - during the period when the platform is directed to the wind.
Известна также многоагрегатная плавучая прибрежная ветроферма, являющаяся наиболее близкой к заявляемой и содержащая собственно несущую полую ферму-понтон, выполненную в плане в форме замкнутой посредством полых периметрических связей многоугольной фигуры, имеющей постоянное по всему периметру сечение и расположенное внутри нее вспомогательное оборудование, систему якорных устройств, равномерно распределенных по периметру понтона-многоугольника и удерживающих его в подводном положении неподвижно, угловые ветроэлектрические установки, опирающиеся на понтон-многоугольник в его вершинах и состоящие каждая из многолопастной ветротурбины, поддерживаемой опорной башней, содержащей среднюю коническую и нижнюю цилиндрическую части, балластно-осушительную систему и электрический кабель, проложенный по дну моря (Multiple unit floating offshore windfarm//Wind Engineering - 1993, vol.17, №4, p.183-188).Also known is a multi-unit floating coastal wind farm, which is closest to the claimed one and contains the actual hollow pontoon truss, made in plan in the form of a polygonal figure closed by means of hollow perimetric connections, having a constant cross-section along the entire perimeter and auxiliary equipment located inside it, an anchor system uniformly distributed around the perimeter of the pontoon-polygon and holding it stationary underwater, angular wind novices based on a pontoon polygon at its vertices and each consisting of a multi-blade wind turbine supported by a support tower containing a middle conical and lower cylindrical part, a ballast-drainage system and an electric cable laid along the bottom of the sea (Multiple unit floating offshore windfarm // Wind Engineering - 1993, vol.17, No. 4, p. 183-188).
Преимуществом этой известной плавучей ветрофермы по сравнению с известными аналогами является отсутствие у нее надводной площадки, за исключением ребер жесткости, установленных по периметру фермы-понтона между опорными башнями ветроэлектрических установок прототипа на уровне их ватерлинии; использование самонаводимых на ветер ветротурбин, исключающее необходимость разворота фермы-понтона и упрощающее систему наведения на ветер. Неподвижность фермы-понтона повышает надежность работы и долговечность подводного кабеля.The advantage of this known floating wind farm in comparison with the known analogues is its lack of a surface area, with the exception of stiffeners installed along the perimeter of the pontoon truss between the support towers of the prototype wind power plants at the level of their waterline; the use of self-guided wind turbines, eliminating the need to turn the pontoon truss and simplifying the wind guidance system. The immobility of the pontoon truss increases reliability and durability of the submarine cable.
Недостатком данной известной ветрофермы является, как и у первого аналога, ее высокая удельная металлоемкость, несмотря на отсутствие надводной площадки. Это объясняется тем, что ферма-понтон, не имеющая в подводной части ребер жесткости, для обеспечения прочности должна иметь толстостенный корпус, усиленный изнутри поперечным и продольным набором. Учитывая необходимость размещения в этом корпусе не только балластных отсеков, но и оборудования вспомогательных систем, а также проходов в рост человека по всему периметру фермы-понтона (это несколько тысяч метров), сечение корпуса, постоянное по всему периметру, получается внушительным, а сам корпус металлоемким. Общая длина трубопроводов балластно-осушительной системы, других коммуникаций и общий расход металла на их прокладку по всему периметру фермы-понтона также характеризуются высокими значениями. По этой причине максимальная суммарная мощность электростанции ветрофермы ограничена экономически разумными пределами. Попытка наращивания суммарной мощности плавучей ветроэлектростанции за счет каскадного размещения на прибрежной акватории нескольких отдельных ветроферм описанной конструкции неизбежно связана с неоправданным ростом расходов на прокладку и установку нескольких дорогостоящих подводных кабелей и средств их сопряжения с береговой энергосистемой. Также существенно увеличиваются суммарные расходы на отдельные системы якорных устройств. Ветроферма-прототип не способна противостоять напору льда при ее использовании на замерзающих акваториях. В полупогруженном состоянии ветрофермы в период ледохода опорные башни ветроэлектрических установок при том направлении ребер жесткости, что проходят на уровне ватерлинии по периметру ветрофермы, не могут противостоять напору сплошного ледяного поля в начальный период ледохода. В надводном положении фермы-понтона линия соприкосновения возможной напираемой массы льда с понтоном будет равна диаметру понтона-многоугольника (это несколько сотен метров). Поэтому для противостояния внешнему воздействию сил от напора такой массы льда потребуется настолько мощная якорная система, что ее реализация оказывается нецелесообразной экономически. Следующим недостатком ветрофермы-прототипа является невысокая ремонтопригодность, так как доставка столь громоздкого сооружения к ремонтному заводу, не говоря о постановке в док, затруднена, а извлечение оборудования агрегатно из подводного положения с целью ремонта в заводских условиях технически сложно. Техобслуживание на месте также затруднено, так как, чтобы перейти по периметру от одной ветроэлектрической установки к другой, расположенной на другой стороне ветрофермы, необходимо пройти сотни метров.The disadvantage of this known wind farm is, like the first analogue, its high specific metal consumption, despite the lack of an overhead platform. This is because the pontoon truss, which does not have stiffeners in the underwater part, must have a thick-walled case reinforced from the inside with a transverse and longitudinal set to ensure strength. Given the need to place in this building not only ballast compartments, but also the equipment of auxiliary systems, as well as passageways for human growth along the entire perimeter of the pontoon farm (several thousand meters), the cross-section of the hull, constant around the entire perimeter, is impressive, and the hull itself metal-intensive. The total length of the pipelines of the ballast-drainage system, other utilities and the total metal consumption for their laying along the entire perimeter of the pontoon truss are also characterized by high values. For this reason, the maximum total capacity of a wind farm power plant is economically reasonable. An attempt to increase the total capacity of a floating wind farm by cascading several separate wind farms of the described design in the coastal waters is inevitably associated with an unjustified increase in the cost of laying and installing several expensive underwater cables and their means of interfacing with the coastal power system. The total costs for individual systems of anchor devices also increase significantly. The prototype wind farm is not able to withstand the pressure of ice when it is used in freezing waters. In the semi-submerged state of the wind farm during the ice drift, the support towers of the wind power plants with the direction of the stiffeners that pass at the waterline along the perimeter of the wind farm cannot resist the pressure of a solid ice field in the initial period of ice drift. In the above-water position of the pontoon truss, the line of contact of the possible pressure mass of ice with the pontoon will be equal to the diameter of the pontoon-polygon (this is several hundred meters). Therefore, to resist the external influence of forces from the pressure of such a mass of ice, a powerful anchor system will be required that its implementation is not economically feasible. The next disadvantage of the prototype wind farm is its low maintainability, since the delivery of such a bulky structure to the repair plant, not to mention docking, is difficult, and it is technically difficult to extract equipment from the underwater position for repair in the factory. On-site maintenance is also difficult, as hundreds of meters must be walked along the perimeter from one wind farm to another located on the other side of the wind farm.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение указанных недостатков, а именно: расширение суммарной мощности ветрофермы до произвольных значений при одновременном снижении удельной металлоемкости, расходов на систему сопряжения, обеспечивающую передачу электроэнергии в береговую энергосистему, балластно-осушительную систему и на систему позиционирования; обеспечение льдоустойчивости ветрофермы; повышение ремонтопригодности. Кроме того, поставлена задача расширения функций плавучей ветрофермы в направлении ее использования в частных случаях для: рекреации морской среды; увеличения видов и численности популяций промысловых рыб, морских животных и марикультуры в прибрежных водах до промышленных объемов; развития туризма в регионе; рекламы и пропаганды наукоемких ресурсосберегающих и экологичных технологий.The problem to which the invention is directed is to eliminate these drawbacks, namely: expanding the total capacity of the wind farm to arbitrary values while reducing specific metal consumption, the cost of the interface system, which transfers electricity to the coastal power system, ballast-drainage system and positioning system ; ensuring ice resistance of the wind farm; maintainability increase. In addition, the task was set to expand the functions of a floating wind farm in the direction of its use in special cases for: recreation of the marine environment; increasing species and populations of commercial fish, marine animals and mariculture in coastal waters to industrial volumes; tourism development in the region; advertising and propaganda of knowledge-intensive resource-saving and environmentally friendly technologies.
Поставленная техническая задача достигается за счет того, что в известной многоагрегатной плавучей прибрежной ветроферме, содержащей: несущую полую ферму-понтон, выполненную в плане в форме замкнутой посредством полых периметрических связей многоугольной фигуры и имеющую расположенное внутри нее вспомогательное оборудование; систему якорных устройств, распределенных равномерно по периметру многоугольной фигуры, для удержания ее неподвижно; угловые ветроэлектрические установки, расположенные на поверхности многоугольной фигуры в ее вершинах и включающие каждая многолопастную ветротурбину, поддерживаемую опорной башней, содержащей среднюю коническую и нижнюю цилиндрическую части; балластно-осушительную систему и подводный электрокабель, проложенный по дну моря, в отличие от нее заявляемая несущая ферма-понтон представляет собой вытянутое в одну цепь многозвенное понтонное разъемное сооружение, каждое звено которого состоит из двух одинаковых и по форме замкнутых многоугольных фигур-понтонов, соединенных друг с другом каждая по двум своим вершинам, прилегающим к одной и той же стороне многоугольной фигуры, посредством фланцев полыми линейными параллельными связями с образованием таким путем между многоугольными фигурами промежуточной четырехугольной понтонной фигуры, у которой боковые стороны являются общими как для нее, так и для смежных с ней многоугольных фигур-понтонов. В полые линейные параллельные связи встроены рассредоточенные относительно друг друга в шахматном порядке дополнительные ветроэлектрические установки. Вершины всех фигур-понтонов, а также участки линейных параллельных связей, на которых установлены дополнительные ветроэлектрические установки, выполнены в виде водоизмещающих фундаментов-поплавков, соответственно угловых и линейных, имеющих форму усеченных пирамид, опрокинутых вершинами вниз и с числом граней, равным числу сторон многоугольной понтонной фигуры.The stated technical problem is achieved due to the fact that in the well-known multi-unit floating coastal wind farm, comprising: a hollow pontoon truss, made in plan in the form of a polygonal figure closed by means of hollow perimetric connections and having auxiliary equipment located inside it; a system of anchor devices distributed evenly around the perimeter of the polygonal figure to hold it motionless; angular wind power plants located on the surface of the polygonal figure at its vertices and including each multi-blade wind turbine supported by a support tower containing a middle conical and lower cylindrical part; a ballast-drainage system and an underwater power cable laid along the bottom of the sea, in contrast to it, the claimed carrier pontoon truss is a multi-link pontoon detachable structure elongated in one chain, each link of which consists of two identical and shaped polygonal pontoons connected by each other with two peaks adjacent to the same side of the polygonal figure, by means of flanges with hollow linear parallel connections with the formation in this way between polygons and figures pontoon intermediate quadrangular shape, whose lateral sides are common to it, and for allied-polygonal shapes pontoons. In hollow linear parallel connections, additional wind-driven installations are scattered about each other in a checkerboard pattern. The vertices of all pontoon figures, as well as sections of linear parallel connections on which additional wind power installations are installed, are made in the form of displacement foundations-floats, respectively angular and linear, in the form of truncated pyramids, tilted vertices down and with the number of faces equal to the number of sides polygonal pontoon figure.
В центре каждой из фигур-понтонов, а у многоугольных фигур еще и симметрично их вышеуказанным угловым фундаментам-поплавкам, размещена внешне аналогичная последним центральная водоизмещающая пирамида-поплавок. При этом обращенные друг к другу грани угловых и центральных, аналогичных внешне им, пирамид-поплавков многоугольных фигур, а также обращенные друг к другу грани фундаментов-поплавков линейных параллельных связей четырехугольной фигуры-понтона скреплены между собой посредством фланцев и с возможностью сообщения между собой полостей пирамид полыми межпоплавковыми элементами жесткости, соответственно радиальными и раскосными. Полые межпоплавковые раскосные элементы жесткости и обращенная в сторону их общего фундамента-поплавка линейная параллельная связь по нормали к ним и с возможностью внутреннего сообщения скреплены таким же путем с обращенными к ним гранями центральной пирамиды-поплавка четырехугольной фигуры-понтона посредством межраскосных элементов жесткости. Диаметр межпоплавковых и межраскосных элементов жесткости, так же как и равный ему по величине диаметр периметрических и линейных связей многоугольных и четырехугольной фигур-понтонов, составляет не более половины высоты водоизмещающей пирамиды-поплавка, а все полые межпоплавковые и межраскосные элементы жесткости, а также и все полые периметрические и линейные связи скреплены с гранями пирамид-поплавков посредством фланцев в их верхней части.In the center of each of the pontoon figures, and for polygonal figures also symmetrically to their aforementioned angular foundations-floats, a central displacement pyramid-float is outwardly similar to the latter. In this case, the faces of the angular and central, similar in appearance to them, pyramids-floats of polygonal figures facing each other, as well as the faces of the foundations-floats of linear parallel connections of the quadrangular figure-pontoon, are bonded to each other by means of flanges and with the possibility of communication between the cavities pyramids with hollow inter-melting stiffeners, respectively radial and diagonal. The hollow inter-float diagonal stiffeners and the linear parallel connection directed towards their common float foundation along the normal to them and with the possibility of internal communication are fastened in the same way with the faces of the central pyramid-float of the quadrangular figure-pontoon by means of inter-strut stiffeners. The diameter of the inter-float and inter-rake stiffeners, as well as the diameter of the perimetric and linear connections of the polygonal and quadrangular pontoons, equal in magnitude to it, is no more than half the height of the displacement pyramid-float, and all hollow inter-float and inter-rake stiffeners, as well as all hollow perimetric and linear bonds are fastened to the faces of the pyramids-floats by means of flanges in their upper part.
На межпоплавковые раскосные элементы жесткости четырехугольной фигуры-понтона установлена посредством полых опор надводная площадка, центральная часть которой посредством дополнительной полой опоры установлена на центральную водоизмещающую пирамиду-поплавок этой четырехугольной фигуры. Надводная площадка имеет причальные устройства, а на ее поверхности размещена надстройка, разделенная на обслуживающие помещения и имеющая на крыше площадку для вертолета.On the inter-float diagonal stiffeners of the quadrangular figure-pontoon, a surface platform is installed by means of hollow supports, the central part of which is installed on the central displacement pyramid-float of this quadrangular figure by means of an additional hollow support. The surface platform has berthing facilities, and on its surface there is a superstructure divided into service rooms and having a helicopter platform on the roof.
Угловые и линейные водоизмещающие фундаменты-поплавки, несущие на себе ветроэлектрические установки, усилены каждый по высоте и ширине пересекающимися внутренними полыми элементами жесткости, горизонтальные из которых с возможностью внутреннего сообщения сопряжены по торцам на гранях фундаментов-поплавков с линейными связями, с радиальными и раскосными полыми межпоплавковыми элементами жесткости. Во внутренней герметичной полости вертикального элемента жесткости каждого фундамента-поплавка установлен осушительный эжектор балластно-осушительной системы, соединенный своими полостями соответственно с приемником сточного колодца данного фундамента-поплавка и трубопроводами рабочей и откачиваемой воды. На поверхности фундамента-поплавка каждой фигуры-понтона под опорной башней, соответственно на поверхности его внутреннего горизонтального элемента жесткости и в плоскости сопряжения этого горизонтального элемента жесткости с внутренней гранью и вертикальным внутренним элементом жесткости фундамента-поплавка, расположены проемы для доступа обслуживающего персонала к вспомогательному оборудованию.Angular and linear displacement foundations-floats bearing wind-driven installations are each reinforced in height and width by intersecting internal hollow stiffeners, horizontal of which with the possibility of internal communication are conjugated along the ends on the faces of the foundations-floats with linear connections, with radial and diagonal hollow inter-float stiffeners. A drainage ejector of the ballast-drainage system is installed in the internal sealed cavity of the vertical stiffening element of each float foundation, connected by its cavities to the sewage well receiver of this float foundation and the pipelines of working and pumped water. On the surface of the foundation-float of each figure-pontoon under the support tower, respectively, on the surface of its internal horizontal stiffener and in the plane of conjugation of this horizontal stiffener with the inner face and the vertical internal stiffener of the foundation-float, there are openings for access for maintenance personnel to auxiliary equipment .
В днище каждого фундамента-поплавка установлен приемный кингстон забортной воды с дистанционным приводом для затопления его внутренней полости водой, а сама эта внутренняя полость через полость опорной башни выполнена с возможностью управляемого сообщения с атмосферой.At the bottom of each float foundation, there is a receiving Kingston of overboard water with a remote drive for flooding its internal cavity with water, and this internal cavity through the cavity of the support tower is made with the possibility of controlled communication with the atmosphere.
Центральная водоизмещающая пирамида-поплавок каждой многоугольной и четырехугольной фигуры-понтона разделена по высоте жесткой перегородкой на сообщающиеся между собой ярусы, в верхнем из которых осесимметрично пирамиде-поплавку и симметрично ее граням встроена жесткая граненая, с тем же, что и у пирамиды-поплавка, числом граней герметичная выгородка, в которой размещено преобразовательное электрооборудование ветроэлектрических установок данной фигуры-понтона. Все грани этой выгородки внутренними горизонтальными полыми жесткостями и с возможностью внутреннего сообщения сопряжены, причем также с возможностью внутреннего сообщения и по их торцам на стенках гранях пирамиды-поплавка, с полыми межпоплавковыми радиальными и межраскосными элементами жесткости. Упомянутая разделительная перегородка центральной пирамиды-поплавка в каждой многоугольной и четырехугольной фигуре-понтоне установлена на размещенную в нижнем ярусе пирамиды осесимметрично полую цилиндрическую опору, в верхней герметичной полости которой размещен балластно-осушительный насос, сообщенный своей приемной полостью с приемником сточного колодца данной центральной пирамиды-поплавка, а выходным трубопроводом с отливным кингстоном этой пирамиды-поплавка и с коллектором балластно-осушительной системы, установленным вокруг этой цилиндрической опоры, от которого к угловым и линейным соответственно фундаментам-поплавкам отведены расходящиеся лучи-трубопроводы, проложенные внутри межпоплавковых радиальных, раскосных и межраскосных элементов жесткости и сообщенные каждый с входной полостью рабочей жидкости осушительного эжектора соответствующего углового или линейного фундамента-поплавка. В днище центральной пирамиды-поплавка установлен приемный кингстон с дистанционным приводом, сама внутренняя полость центральной пирамиды-поплавка любой фигуры-понтона выполнена с возможностью управляемого сообщения с атмосферой. На поверхности центральной пирамиды-поплавка многоугольной фигуры-понтона и по ее оси установлена шахта сообщения, выполненная с возможностью сообщения с нижнего торца с граненой выгородкой верхнего яруса центральной пирамиды-поплавка, а со стороны верхнего торца и нижней части боковой поверхности - с атмосферой. Верхняя полость цилиндрической опоры имеет сообщение с граненой выгородкой через проем, выполненный в горизонтальной разделительной перегородке центральной пирамиды-поплавка.The central displacement pyramid-float of each polygonal and quadrangular figure-pontoon is divided in height by a rigid partition into interconnected tiers, in the upper of which a rigid faceted axisymmetric to the pyramid is symmetrical to its faces, with the same as that of the pyramid-float, the number of faces is a sealed partition in which the converting electrical equipment of the wind power installations of this pontoon figure is located. All faces of this partition with internal horizontal hollow stiffnesses and with the possibility of internal communication are interfaced, moreover, with the possibility of internal communication and along their ends on the walls of the faces of the pyramid-float, with hollow inter-float radial and interracial stiffeners. The mentioned partition wall of the central pyramid-float in each polygonal and quadrangular figure-pontoon is mounted on an axisymmetrically hollow cylindrical support located in the lower tier of the pyramid, in the upper sealed cavity of which there is a ballast-drain pump communicated by its receiving cavity with the receiver of the sewage well of this central pyramid - float, and the outlet pipe with casting kingston of this pyramid-float and with the collector of the ballast-drainage system installed in pyr this cylindrical support on which to angular and linear base-accordingly the floats withdrawn divergent-beams pipework installed inside mezhpoplavkovyh radial, and truss mezhraskosnyh stiffeners and each communicated with the inlet cavity of the working fluid ejector bilge corresponding angular or linear-foundation of the float. A receiving kingston with a remote drive is installed at the bottom of the central pyramid-float, the inner cavity of the central pyramid-float of any pontoon figure is made with the possibility of controlled communication with the atmosphere. A message shaft is installed on the surface of the central pyramid-float of the polygonal figure-pontoon and along its axis is made with the possibility of communication from the lower end with a faceted fence of the upper tier of the central pyramid-float, and from the side of the upper end and lower part of the side surface - with the atmosphere. The upper cavity of the cylindrical support has a communication with a faceted wall through an opening made in the horizontal dividing wall of the central pyramid-float.
Система якорных устройств фермы-понтона характеризуется тем, что брашпиль соответствующего углового и линейного водоизмещающих фундаментов-поплавков установлен в герметичном помещении, размещенном на поверхности данного фундамента-поплавка со стороны его внешней грани, а якорные звездочки брашпиля расположены с наружной стороны данного герметичного помещения. Нагруженные ветви якорь-цепей выведены под днище фундамента-поплавка через каналы, выходы-клюзы которых расположены вблизи его внешних бортов-граней, а ненагруженные ветви якорь-цепей уложены в цепные ящики, размещенные непосредственно под якорными звездочками в полости фундамента-поплавка, заполняемой водяным балластом. Угловые и линейные фундаменты-поплавки, ориентированные в сторону преобладающих ветров, морских и приливно-отливных течений, а также в сторону, противостоящую напору ледяных полей в период ледохода, оборудованы брашпилями со сдвоенной якорной звездочкой, а угловые водоизмещающие фундаменты-поплавки, расположенные в вершинах боковых сторон четырехугольной фигуры-понтона, выполнены свободными от якорных устройств.The system of anchor devices of the pontoon truss is characterized by the fact that the windlass of the corresponding angular and linear displacement foundations-floats is installed in a sealed room located on the surface of this foundation-float from the side of its outer edge, and the anchor sprockets of the windlass are located on the outside of this sealed room. The loaded branches of the anchor chains are led out under the bottom of the foundation-float through channels, the exits-clues of which are located near its outer sides-faces, and the unloaded branches of the anchor chains are laid in chain boxes placed directly under the anchor stars in the cavity of the foundation-float, filled with water ballast. Angular and linear foundations-floats, oriented towards the prevailing winds, sea and tidal currents, and also to the side opposing the pressure of ice fields during the ice drift, are equipped with windlass with a double anchor star, and angular displacement foundations-floats located at the tops the lateral sides of the quadrangular figure-pontoon, made free of anchor devices.
Балластно-осушительная система фермы-понтона состоит из независимых друг от друга частей, равных числу ее понтонных фигур, каждая из которых содержит балластные отсеки соответствующей фигуры-понтона и обслуживающую их осушительную подсистему. В состав балластных отсеков соответствующей фигуры-понтона входят заполняемые водой через приемные кингстоны полости ее соответственно угловых, линейных и центральных водоизмещающих пирамид-поплавков, а также полости межпоплавковых периметрических связей, оборудованных шпигатами и воздухопроводными отверстиями. Обслуживающая их осушительная подсистема содержит балластно-осушительный насос, установленный в центральной пирамиде-поплавке, осушительные эжекторы, расположенные соответственно в каждом из угловых и линейных фундаментов-поплавков, и трубопроводы с арматурой дистанционного привода. Приемная полость каждого из осушительных средств соединена с приемником сточного колодца соответствующей пирамиды-поплавка, выходной патрубок балластно-осушительного насоса соединен с отливным кингстоном данной центральной пирамиды-поплавка и коллектором балластно-осушительной подсистемы, установленном в этой центральной пирамиде-поплавке, от которого к патрубкам рабочей жидкости каждого из осушительных эжекторов отведены лучи-трубопроводы, проложенные к эжекторам внутри соответствующих радиальных, раскосных и межраскосных элементов жесткости, а нагнетательная полость каждого из осушительных эжекторов соединена с отливным кингстоном данного фундамента-поплавка.The ballast-drainage system of the pontoon farm consists of parts independent from each other, equal to the number of its pontoon figures, each of which contains ballast compartments of the corresponding pontoon figure and the drainage subsystem serving them. The ballast compartments of the corresponding pontoon figure include cavities of its angular, linear and central displacement pyramids, respectively, filled with water through receiving kingstones, as well as inter-float perimetric cavity cavities equipped with scuppers and air holes. The drainage subsystem serving them contains a ballast-drainage pump installed in the central pyramid-float, drainage ejectors located respectively in each of the angular and linear foundations-floats, and pipelines with valves of the remote drive. The receiving cavity of each of the drainage means is connected to the drain well receiver of the corresponding pyramid-float, the outlet pipe of the ballast-drainage pump is connected to the casting kingston of this central pyramid-float and the collector of the ballast-drainage subsystem installed in this central pyramid-float, from which to the nozzles the working fluid of each of the drainage ejectors is allocated to the rays-pipelines laid to the ejectors inside the corresponding radial, diagonal and inter-diaphragm elements ENTOV stiffness, and the pressure chamber of each ejector is connected with the bilge discharges of Kingston-float of the foundation.
Предлагаемую ветроферму целесообразно оборудовать системой рекреации морской среды, содержащей центробежные воздухонагнетатели, их воздухопроводы с арматурой электрического привода и придонные воздухораспределители. Воздухонагнетатели размещены по одному во всех угловых, линейных и центральных водоизмещающих пирамидах-поплавках многоугольных и четырехугольной фигур-понтонов таким образом, что в каждом из угловых и линейных водоизмещающих фундаментов-поплавков воздухонагнетатель установлен в герметичной полости его горизонтального элемента жесткости со стороны внутреннего борта-грани, а в каждой из центральных водоизмещающих пирамид-поплавков воздухонагнетатель установлен в ее герметичной граненой выгородке верхнего яруса пирамиды наряду с преобразовательным оборудованием ветроэлектроустановок. Приемные воздухопроводы всех воздухонагнетателей выведены в атмосферу не ниже уровня волноотбоя каждой водоизмещающей пирамиды-поплавка. Каждый из напорных воздушных трубопроводов соединен посредством трехходового электроуправляемого клапана с атмосферой и через днище каждой водоизмещающей пирамиды-поплавка - с забортным патрубком, расположенным вблизи ее днища и сообщенным посредством гибкого шланга с придонным воздухораспределителем, выполненным в виде раздаточного коллектора, опирающегося посредством плоской опоры на морское дно и соединенного радиальными расходящимися полыми отводами с несколькими перфорированными концентрическими воздухопроводами, раскрепленными на растяжках. Сама система рекреации морской среды плавучей ветрофермы в целом образована совокупностью множества независимых друг от друга подсистем рекреации, каждая из которых содержит перечисленные воздухонагнетатели, воздухопроводы и воздухораспределители.It is advisable to equip the proposed wind farm with a system for the recreation of the marine environment containing centrifugal air blowers, their air ducts with electric drive fittings and bottom air distributors. The air blowers are placed one at a time in all angular, linear and central displacement pyramids-floats of polygonal and quadrangular pontoon figures so that in each of the angular and linear displacement foundations-floats the air blower is installed in the sealed cavity of its horizontal stiffener from the side , and in each of the central displacement pyramids-floats, an air blower is installed in its sealed faceted baffle of the upper tier of the pyramid along with reobrazovatelnym equipment vetroelektroustanovok. The intake air ducts of all air blowers are vented to the atmosphere not lower than the wave breakdown level of each displacement pyramid-float. Each of the pressure air pipelines is connected by means of a three-way electrically controlled valve with the atmosphere and through the bottom of each displacement pyramid-float to an outboard pipe located near its bottom and communicated by means of a flexible hose with a bottom air distributor, made in the form of a distributor resting on a flat support on the sea the bottom and connected by radial diverging hollow bends with several perforated concentric air ducts, ennymi on extensions. The system of recreation of the marine environment of a floating wind farm itself is generally formed by a combination of many independent subsystems of recreation, each of which contains the listed air blowers, air ducts and air distributors.
Надводную площадку четырехугольной фигуры-понтона предлагаемой ветрофермы целесообразно оборудовать средствами для массовых развлечений в виде экскурсионной платформы, которая включает посадочно-прогулочную террасу, занимающую пространство вокруг обслуживающих помещений и ограниченную по периметру надводной площадки перилами, примыкающие к посадочно-прогулочной террасе трапы, ведущие соответственно к катеру и к вертолетной площадке, прилегающие по периметру к террасе зрительный зал, надводный бар-кафе с примыкающим к нему открытым салоном-верандой, ресторанное и санитарно-гигиеническое сооружения, а центральную водоизмещающую пирамиду-поплавок четырехугольной фигуры-понтона дополнительно снабдить в нижней части третьим ярусом, выполненным в форме многогранника с тем же числом вертикальных граней, что и у двух верхних ярусов данной центральной пирамиды-поплавка, и в котором размещен подводный ресторан-океанариум, сообщенный с граненой выгородкой спиральным трапом, а с надводной площадкой - служебным и пассажирским лифтами, шахты которых примыкают к боковой поверхности дополнительной полой опоры данной центральной пирамиды-поплавка, причем стенки-грани третьего яруса выполнены прозрачными.It is advisable to equip the surface area of the quadrangular figure-pontoon of the proposed wind farm with means for mass entertainment in the form of an excursion platform, which includes a landing and walking terrace, occupying the space around the service premises and limited by railings around the perimeter of the surface, adjacent to the landing and walking terrace of the ramp leading respectively to the boat and the helipad, adjacent to the perimeter of the terrace, an auditorium, a surface bar-cafe with an adjoining open with a veranda, restaurant and sanitary facilities, and the central displacement pyramid-float of a quadrangular figure-pontoon, additionally provide at the bottom with a third tier made in the form of a polyhedron with the same number of vertical faces as the two upper tiers of this central pyramid -float, and in which there is an underwater restaurant-oceanarium, connected with a faceted fence by a spiral gangway, and with a surface platform - service and passenger elevators, whose shafts are adjacent to the side This additional surface central pyramid-float the hollow support, which wall faces the third-tier are transparent.
Ограничительные и отличительные признаки заявляемого изобретения обеспечивают в совокупности решение поставленной задачи с получением следующих технических результатов: возможность наращивания суммарной мощности ветрофермы в одной жесткой конструкции до произвольных значений; улучшение удельных показателей по металлоемкости фермы-понтона, по стоимости якорной системы, кабельной продукции, системы сопряжения с береговой энергосистемой и балластно-осушительной системы; обеспечение льдоустойчивости в период ледохода; повышение ремонтопригодности и упрощение технического обслуживания; дополнительное использование для: рекреации экологически неблагополучных водных акваторий; увеличения промысловых видов и воспроизводства популяций морских животных, рыб и марикультуры до промышленных квот; развития туризма в регионе; пропаганды наукоемких экологичных и ресурсосберегающих технологий.The restrictive and distinctive features of the claimed invention together provide a solution to the problem with the following technical results: the ability to increase the total capacity of the wind farm in one rigid structure to arbitrary values; improvement of specific indicators for the metal consumption of the pontoon farm, the cost of the anchor system, cable products, the interface system with the coastal power system and ballast-drainage system; ensuring ice resistance during the ice drift; maintainability and simplify maintenance; additional use for: recreation of ecologically unfavorable water areas; increase in commercial species and reproduction of populations of marine animals, fish and mariculture to industrial quotas; tourism development in the region; propaganda of knowledge-based environmentally friendly and resource-saving technologies.
1. Так, многозвенная разборно-сборная структура предлагаемой ветрофермы позволяет собирать ее из произвольного числа однотипных звеньев, каждое из которых состоит из двух одинаковых и по форме замкнутых многоугольных фигур-понтонов, соединенных друг с другом каждая по двум своим вершинам, прилегающим к одной и той же стороне многоугольной фигуры, полыми линейными параллельными связями с образованием таким путем между многоугольными фигурами промежуточной четырехугольной фигуры. Сочлененные посредством фланцев звенья выстраивают вдоль береговой черты в одну либо несколько параллельных многокилометровых цепей, или из этих звеньев выстраивают замкнутые многоугольные фигуры, охватывающие акватории площадью в несколько квадратных километров. В общем случае суммарная мощность ветрофермы определяется выражением1. Thus, the multi-unit collapsible-prefabricated structure of the proposed wind farm allows it to be assembled from an arbitrary number of links of the same type, each of which consists of two identical and shaped closed polygonal pontoon figures, each connected to each other at its two vertices adjacent to one and the same side of the polygonal figure, hollow linear parallel connections with the formation in this way between the polygonal figures of an intermediate quadrangular figure. The links connected by means of flanges are built along the coastline in one or several parallel multi-kilometer chains, or closed polygonal figures spanning water areas of several square kilometers are built from these links. In the general case, the total capacity of the wind farm is determined by the expression
РВФ=kP3=k·(n+m)РВУ,P WF = kP 3 = k · (n + m) P WU ,
где РВФ, Рз, PВУ - соответственно мощности ветрофермы, одного ее звена и единичная мощность одной ветроустановки; k, n, m - соответственно количество звеньев в составе ветрофермы, количество угловых и линейных ветроустановок в составе одного звена.where R WF , R s , P WU - respectively, the power of the wind farm, one of its links and the unit power of one wind turbine; k, n, m - respectively, the number of links in the composition of the wind farm, the number of angular and linear wind turbines in the composition of one link.
Следовательно, многозвенная структура несущей фермы-понтона предлагаемой ветрофермы позволяет сравнительно просто увеличивать или уменьшать суммарную мощность электростанции, если это вызвано сезонными изменениями спроса на электроэнергию либо развитием экономики данного региона.Consequently, the multi-link structure of the supporting pontoon farm of the proposed wind farm makes it relatively easy to increase or decrease the total capacity of the power plant, if this is caused by seasonal changes in electricity demand or the development of the economy of this region.
2. В отличие от ветрофермы-прототипа, в которой периметр фермы-понтона выполнен в виде фигуры с постоянной и большой площадью поперечного сечения и развитым поперечным и продольным набором, многоугольные и четырехугольная понтонные фигуры предлагаемой ветрофермы имеют водоизмещающие пирамиды-поплавки только в вершинах и центрах указанных понтонных фигур, а также на отдельных участках параллельных линейных связей. Периметрические связи этих понтонных фигур, так же как и усиливающие их прочность радиальные, раскосные и межраскосные элементы жесткости, имеют диаметр, примерно в два раза меньший высоты указанных пирамид-поплавков. Причем все перечисленные связи и элементы жесткости сопрягаются с пирамидами-поплавками в их верхней части. Это обуславливает то, что в период ледостава и ледохода, когда ветроферма находится в надводном положении, зимняя ватерлиния проходит ниже нижней поверхности указанных связей и элементов жесткости. Следовательно, последние не будут иметь непосредственного контакта со льдом, и для обеспечения общей прочности фермы-понтона достаточно их изготовить из стандартных (трубообразных) конструкционных профилей без внутреннего набора.2. Unlike the prototype wind farm, in which the pontoon farm perimeter is made in the form of a figure with a constant and large cross-sectional area and a developed transverse and longitudinal set, the polygonal and quadrangular pontoon figures of the proposed wind farm have displacement pyramids-floats only at the vertices and centers specified pontoon figures, as well as in separate sections of parallel linear connections. The perimetric connections of these pontoon figures, as well as the radial, diagonal, and inter-diagonal stiffeners that enhance their strength, have a diameter approximately two times smaller than the height of the indicated pyramids-floats. Moreover, all of the above bonds and stiffeners mate with pyramids-floats in their upper part. This leads to the fact that during the period of ice freezing and ice drift, when the wind farm is in the surface position, the winter waterline passes below the lower surface of the indicated bonds and stiffeners. Therefore, the latter will not have direct contact with ice, and to ensure the overall strength of the pontoon truss it is sufficient to make them from standard (tube-shaped) structural profiles without an internal set.
Следовательно, благодаря выполнению участков фермы-понтона, на которые опираются ветроэлектрические установки, и центров понтонных фигур, образующих звено ветрофермы, в виде водоизмещающих пирамид-поплавков, а также благодаря применению межпоплавковых периметрических линейных, радиальных, раскосных и межраскосных связей и элементов жесткости между ними, имеющих сравнительно небольшие площади поперечного сечения и не содержащие внутреннего набора, достигается уменьшение абсолютной и удельной металлоемкости и упрощение технологии изготовления фермы-понтона.Therefore, due to the implementation of the sections of the pontoon truss, on which wind power plants are based, and the centers of the pontoon figures forming the link of the wind farm, in the form of displacement pyramids-floats, as well as due to the use of inter-float perimetric linear, radial, diagonal and inter-railing connections and stiffeners between them having relatively small cross-sectional areas and not containing an internal set, a reduction in absolute and specific metal consumption and simplification of technology and cooking pontoon farm.
3. В предлагаемой плавучей ветроферме угловые водоизмещающие фундаменты-поплавки, расположенные в вершинах боковых сторон четырехугольной понтонной фигуры, выполнены свободными от якорных устройств. Исходя из этого, сравнение общего числа якорных устройств у прототипной и предлагаемой ветроферм при одинаковых суммарных мощностях их ветроэлектрических установок, например 16 и 24 МВт, показывает, что для ветроэлектростанций суммарной мощностью 16 и 24 МВт по прототипному варианту требуется соответственно две и три независимые восьмиугольные фермы-понтона с 16-ю и 24-мя якорными устройствами. Для ветроэлектростанций такой же мощности по предлагаемому варианту требуются соответственно одно- и полуторазвенные структуры фермы-понтона, состоящие из шестиугольных фигур (двух и трех соответственно), соединенных одной четырехугольной фигурой (для 16 МВт) с четырьмя линейными водоизмещающими фундаментами-поплавками и двумя четырехугольными фигурами (для 24 МВт) с тремя линейными фундаментами-поплавками в составе каждой из этих четырехугольных фигур. Для таких структур ветрофермы имеют соответственно 12 и 16 якорных устройств. Из-за меньшей массы ветрофермы по предлагаемому варианту мощность каждого якорного устройства в отдельности также получается меньшей по сравнению с ветрофермой-прототипом одинаковой суммарной мощности.3. In the proposed floating wind farm, angular displacement foundations-floats located at the tops of the sides of the quadrangular pontoon figure are made free of anchor devices. Based on this, a comparison of the total number of anchor devices of the prototype and proposed wind farms with the same total power of their wind power plants, for example 16 and 24 MW, shows that for wind power plants with a total capacity of 16 and 24 MW according to the prototype version, two and three independent octagonal trusses are required, respectively pontoons with 16 and 24 anchor devices. For wind farms of the same power according to the proposed option, one and one and a half tier pontoon truss structures are required, consisting of hexagonal figures (two and three respectively) connected by one quadrangular figure (for 16 MW) with four linear displacement foundations-floats and two quadrangular figures (for 24 MW) with three linear float foundations in each of these quadrangular figures. For such structures, wind farms have 12 and 16 anchor devices, respectively. Due to the smaller mass of the wind farm according to the proposed embodiment, the power of each anchor device individually also turns out to be lower compared to the prototype wind farm of the same total power.
Следовательно, предлагаемая ветроферма характеризуется меньшими удельными расходами на создание якорной системы (системы позиционирования). Этот показатель будет тем ниже, чем выше суммарная мощность плавучей ветроэлектростанции.Therefore, the proposed wind farm is characterized by lower specific costs for the creation of the anchor system (positioning system). This indicator will be the lower, the higher the total capacity of a floating wind farm.
4. Наращивание суммарной мощности плавучей ветроэлектростанции за счет увеличения числа отдельных ветроферм-прототипов требует прокладки дорогостоящего подводного кабеля на берег от каждой ветрофермы при напряжении 6-35 кВ. Естественно, для каждой ветрофермы в этих условиях необходим свой комплект оборудования для сопряжения с береговой энергосистемой. Передача тех же мощностей с предлагаемой ветрофермы, которая представляет собой вытянутое в цепь единое многозвенное понтонное сооружение, осуществляется только одним подводным кабелем при напряжении 35-110 кВ. Для подсоединения этого кабеля к береговой энергосистеме необходим только один сопрягающий комплект оборудования. С увеличением напряжения передающего кабеля снижается, как известно, его сечение и стоимость. Естественно, что пропорционально уменьшению числа линий электропередач и их сечения снижаются расходы на их прокладку, монтаж и эксплуатацию.4. The increase in the total power of a floating wind farm by increasing the number of individual wind farm prototypes requires laying an expensive underwater cable to the shore from each wind farm at a voltage of 6-35 kV. Naturally, for each wind farm in these conditions, its own set of equipment is needed to interface with the coastal power system. The transmission of the same capacities from the proposed wind farm, which is a single multi-link pontoon structure extended in a circuit, is carried out by only one underwater cable at a voltage of 35-110 kV. To connect this cable to the onshore power system, only one matching set of equipment is needed. With increasing voltage of the transmitting cable, as is known, its cross section and cost decreases. Naturally, in proportion to the reduction in the number of power lines and their cross sections, the costs of their installation, installation and operation are reduced.
Следовательно, предлагаемая плавучая ветроферма характеризуется меньшими удельными расходами на передачу электроэнергии в береговую энергосистему, количественные показатели которых тем ниже, чем выше суммарная мощность плавучей ветроэлектростанции.Consequently, the proposed floating wind farm is characterized by lower specific costs for the transmission of electricity to the onshore power system, the quantitative indicators of which are lower, the higher the total capacity of the floating wind farm.
5. В ветроферме-прототипе периметр ее многоугольной фермы-понтона разделен на балластные отсеки, число которых равно числу сторон этой фигуры. Каждый балластный отсек имеет автономную осушительную подсистему, включающую каждая независимый осушительный насос, трубопроводы и арматуру. В предлагаемой ветроферме балластно-осушительная система фермы-понтона состоит из независимых друг от друга частей, равных числу ее понтонных фигур, каждая из которых содержит балластные отсеки соответствующей фигуры-понтона и обслуживающую их осушительную подсистему. В состав балластных отсеков соответствующей фигуры-понтона входят заполняемые забортной водой через приемные кингстоны полости ее соответственно угловых, линейных и центральных водоизмещающих пирамид-поплавков, а также полости межпоплавковых периметрических связей, оборудованных шпигатами и воздухопроводными отверстиями. Осушительная подсистема каждой из фигур-понтонов содержит балластно-осушительный насос, установленный в центральной пирамиде-поплавке, осушительные эжекторы, расположенные соответственно в каждом из угловых и линейных фундаментов-поплавков, и трубопроводы с арматурой дистанционного привода. Таким образом, совокупности нескольких автономных осушительных подсистем одной многоугольной фигуры-понтона в ветроферме-прототипе противопоставляется централизованная осушительная подсистема такой же многоугольной фигуры-понтона с одним осушительным насосом, мощность которого значительно меньше суммарной мощности насосов прототипной осушительной системы, и несколькими осушительными эжекторами, которые при невысокой стоимости надежны, неприхотливы в обслуживании и эффективны в работе. Разность в суммарных мощностях осушительных насосов сравниваемых вариантов достигается, во-первых, за счет известного усилительного эффекта струйных насосов, используемых в предлагаемой ветроферме. Во-вторых, за счет того, что принудительному осушению при всплытии фермы-понтона подвергаются балластные отсеки только водоизмещающих пирамид-поплавков, а водозаполняемые полости межпоплавковых периметрических связей освобождаются от воды самотеком через шпигаты. Дополнительный выигрыш в соотношении указанных потребляемых мощностей может быть обеспечен за счет возможности использования последовательно-перекрестного способа управления работой данной системы эжекторов в предлагаемой ветроферме (не является предметом притязаний). Суммарный положительный эффект складывается из снижения как первоначальных затрат, так и расхода на эксплуатацию (затрат на энергию, текущий ремонт, уход) балластно-осушительной системы.5. In the prototype wind farm, the perimeter of its polygonal pontoon truss is divided into ballast compartments, the number of which is equal to the number of sides of this figure. Each ballast compartment has an autonomous drainage subsystem, including each independent drainage pump, pipelines and fittings. In the proposed wind farm, the ballast and drainage system of the pontoon farm consists of independent parts equal to the number of its pontoon figures, each of which contains ballast compartments of the corresponding pontoon figure and the drainage subsystem serving them. The ballast compartments of the corresponding pontoon figure include cavities of its angular, linear and central displacement pyramids, which are filled with sea water through receiving kingstones, as well as cavities of inter-float perimetric connections equipped with scuppers and air holes. The drainage subsystem of each of the pontoon figures contains a ballast-drainage pump installed in the central pyramid-float, drainage ejectors located respectively in each of the angular and linear foundations-floats, and pipelines with remote control valves. Thus, the aggregate of several autonomous drainage subsystems of one polygonal figure-pontoon in the wind farm-prototype is opposed by a centralized drainage subsystem of the same polygonal figure-pontoon with one drainage pump, the power of which is significantly less than the total capacity of the pumps of the prototype drainage system, and several drainage ejectors, which low cost reliable, unpretentious in maintenance and efficient in work. The difference in the total capacities of the drainage pumps of the compared variants is achieved, firstly, due to the well-known amplifying effect of the jet pumps used in the proposed wind farm. Secondly, due to the fact that the ballast compartments of only displacement pyramids are flooded when the pontoon truss emerges, and water-filled cavities of inter-float perimetric connections are freed from the water by gravity through scuppers. An additional gain in the ratio of the indicated consumed capacities can be achieved due to the possibility of using a sequentially cross-method for controlling the operation of this system of ejectors in the proposed wind farm (not subject to claims). The total positive effect consists of a decrease in both initial costs and operating costs (energy costs, maintenance, maintenance) of the ballast-drainage system.
Следовательно, предлагаемая плавучая ветроферма характеризуется меньшими первоначальными и эксплуатационными затратами на балластно-осушительную систему.Therefore, the proposed floating wind farm is characterized by lower initial and operational costs for the ballast-drainage system.
6. Из-за отмеченных выше конструктивных недостатков известная ветроферма не может использоваться на замерзающих акваториях. В предлагаемой плавучей ветроферме льдоустойчивость достигается совокупностью заявленных признаков. Так, на период ледостава ветроферма-понтон всплывает в надводное положение, соответствующее ее зимней осадке, за счет полного опорожнения всех ее балластных отсеков. При этом зимняя ватерлиния проходит ниже нижней поверхности полых периметрических и линейных связей, а также полых межпоплавковых радиальных, раскосных и межраскосных элементов жесткости, так как диаметр межпоплавковых и межраскосных элементов жесткости, так же как и равный ему по величине диаметр периметрических и линейных связей многоугольных и четырехугольной фигур-понтонов, составляет не более половины высоты водоизмещающей пирамиды-поплавка, а все полые межпоплавковые и межраскосные элементы жесткости, а также и все полые периметрические и линейные связи скреплены с гранями пирамид-поплавков в их верхней части. По этой причине ферма-понтон вмерзает в лед только своими водоизмещающими пирамидами-поплавками, получая за счет этого многократно уменьшенную линию соприкосновения с льдом по сравнению с фермой-понтоном у прототипа. Этим решением в период ледохода резко снижается нагрузка на якорные устройства. Кроме того, вершины всех фигур-понтонов, а также участки параллельных линейных связей, на которых установлены дополнительные ветроэлектрические установки, выполнены в виде водоизмещающих фундаментов-поплавков, соответственно угловых и линейных, имеющих форму усеченных пирамид, опрокинутых вершинами вниз и с числом граней, равным числу сторон многоугольной понтонной фигуры. В центре каждой из фигур-понтонов, а у многоугольных фигур еще и симметрично их вышеуказанным угловым фундаментам-поплавкам размещена внешне аналогичная последним центральная водоизмещающая пирамида-поплавок. Благодаря таким скошенным внешним обводам вмерзающих в лед пирамид-поплавков в период ледохода напирающий лед (к началу ледохода он имеет рыхлую структуру) легко колется под действием сил реакции, приложенных по нормали к кромкам льда со стороны бортов-граней. Расколотый лед под напором задних масс льда обтекает борта-грани и частично соскальзывает под днища пирамид-поплавков. Для удержания фермы-понтона от сползания в период ледохода угловые и линейные фундаменты-поплавки, ориентированные в сторону преобладающих ветров, морских и приливно-отливных течений, а также в сторону, противостоящую напору ледяных полей в период ледохода, оборудованы брашпилями со сдвоенной якорной звездочкой. Дополнительной (эксплуатационной) мерой, увеличивающей держащую силу якорей, является, как известно, управление ими: потравливание якорных цепей вышеуказанными брашпилями под контролем системы автоматического управления якорной системой (не является предметом притязаний).6. Due to the design flaws noted above, a known wind farm cannot be used in freezing waters. In the proposed floating wind farm, ice resistance is achieved by a combination of the claimed features. So, for the period of freezing, the wind farm-pontoon floats to the surface position corresponding to its winter draft, due to the complete emptying of all its ballast compartments. In this case, the winter waterline runs below the lower surface of hollow perimetric and linear ties, as well as hollow inter-float radial, diagonal and inter-race stiffeners, since the diameter of inter-float and inter-raft stiffeners, as well as the diameter of the perimetric and linear connections of polygonal and the quadrangular figure-pontoons, is no more than half the height of the displacement pyramid-float, and all hollow inter-float and inter-rake stiffeners, as well as all hollow perimeters an insulating connection and linear-bonded with the faces of the pyramids floats in their upper part. For this reason, the pontoon farm freezes into the ice only with its displacement pyramids-floats, thereby obtaining a significantly reduced line of contact with ice compared with the prototype pontoon farm. This decision during the ice drift dramatically reduces the load on the anchor devices. In addition, the vertices of all pontoon figures, as well as sections of parallel linear connections on which additional wind power installations are installed, are made in the form of displacement foundations-floats, respectively angular and linear, in the form of truncated pyramids, tilted vertices down and with the number of faces equal to the number of sides of a polygonal pontoon figure. In the center of each of the pontoon figures, and for polygonal figures, the central displacement pyramid-float that looks similar to the latter is placed symmetrically to their aforementioned corner foundations-floats. Thanks to such oblique outer contours of the pyramids-floaters freezing during ice during the ice drift, the pushing ice (it has a loose structure at the beginning of the ice drift) easily breaks under the action of reaction forces applied along the normal to the ice edges from the side-sides. Broken ice under the pressure of the rear masses of ice flows around the sides and partially slides under the bottoms of the pyramids-floats. To keep the pontoon farm from sliding during the ice drift, angular and linear foundation floats oriented towards the prevailing winds, sea and tidal currents, as well as the side opposing the pressure of the ice fields during the ice drift, are equipped with twin anchor chains. An additional (operational) measure that increases the holding force of the anchors is, as you know, managing them: etching the anchor chains by the above windlass under the control of the automatic control system of the anchor system (is not subject to claims).
Следовательно, совокупность таких технических решений, как вкрапление в вершины и в центры понтонных фигур водоизмещающих пирамид-поплавков в виде усеченных пирамид, расположенных вершинами вниз, соединение их верхних частей межпоплавковыми периметрическими, линейными, радиальными, раскосными и межраскосными связями и элементами жесткости уменьшенного диаметра и подкрепление этих решений мерами технологического характера, как всплытие в надводное положение перед ледоставом, управление якорной системой в период ледохода, обеспечивают предлагаемой ветроферме необходимую льдоустойчивость и круглогодичное безаварийное ее использование на замерзающих акваториях.Therefore, the totality of such technical solutions as interspersing displacement pyramids-floats in the form of truncated pyramids located in the vertices and in the centers of pontoon figures located vertically downward, connecting their upper parts with inter-melt perimetric, linear, radial, diagonal and inter-railing bonds and stiffeners of reduced diameter and reinforcing these decisions with technological measures, such as surfacing in the surface above the ice, managing the anchor system during the ice drift, ensuring proposed wind farms are needed year-round trouble-free ldoustoychivost and its use in the freezing waters.
7. Ремонтопригодность предлагаемой ветрофермы достигается тем, что несущая ферма-понтон представляет собой вытянутое в цепь многозвенное понтонное сооружение, каждое звено которого состоит из двух одинаковых и по форме замкнутых многоугольных фигур-понтонов, соединенных друг с другом каждая по двум своим вершинам, прилегающим к одной и той же стороне многоугольной фигуры, посредством фланцев полыми линейными параллельными связями с образованием таким путем между многоугольными фигурами промежуточной понтонной фигуры, у которой боковые стороны являются общими как для нее, так и многоугольных фигур-понтонов. Это позволяет для выполнения капитального ремонта разъединять многозвенную ветроферму на отдельные звенья, а звенья - на отдельные понтонные фигуры и доставлять их с помощью буксира на судоремонтный завод, не прекращая функционирование других звеньев и частей ветрофермы. Аналогичным образом обеспечивается возможность доставки на судоремзавод отдельных фундаментов-поплавков с установленными на них ветроэлектрическими установками для выполнения среднего ремонта по известному агрегатному методу. Для этого обращенные друг к другу грани усеченных угловых и центральных пирамид-поплавков многоугольных фигур, а также обращенные друг к другу грани фундаментов-поплавков линейных параллельных связей четырехугольной фигуры-понтона скреплены между собой посредством фланцев и с возможностью сообщения между собой полостей пирамид полыми межпоплавковыми элементами жесткости, соответственно радиальными и раскосными. На место отсоединенного для ремонта фундамента-поплавка всегда можно установить уже отремонтированный аналогичный фундамент-поплавок. Если среднему ремонту подлежит только ветротурбина одной из ветроэлектрических установок, демонтажу подлежит только верхняя часть опорной башни в месте ее фланцевого соединения со средней конусной частью.7. The maintainability of the proposed wind farm is achieved by the fact that the supporting pontoon truss is a multi-link pontoon structure stretched into a chain, each link of which consists of two identical and shaped polygonal pontoons, each connected to each other at its two peaks adjacent to to the same side of the polygonal figure, by means of flanges, hollow linear parallel connections with the formation in this way between the polygonal figures of the intermediate pontoon figure, in which the sides Both sides are common to both her and polygonal pontoon figures. This allows for overhaul to disconnect the multi-link wind farm to separate links, and the links to separate pontoon figures and deliver them by tug to a ship repair plant, without interrupting the functioning of other links and parts of the wind farm. In a similar way, it is possible to deliver individual float foundations to the shipyard with wind power installations installed on them to carry out average repairs using the known aggregate method. For this, the faces of truncated angular and central pyramids-floats of polygonal figures facing each other, as well as the faces of the foundations-floats of linear parallel connections of a quadrangular figure-pontoon, are bonded to each other by means of flanges and with the possibility of communication between the pyramid cavities with hollow inter-float elements stiffness, respectively radial and diagonal. In place of the float foundation that is disconnected for repair, you can always install a similarly repaired similar float foundation. If only the wind turbine of one of the wind power plants is subject to medium repair, only the upper part of the support tower at the place of its flange connection with the middle conical part is subject to dismantling.
Для ремонта на заводе вспомогательного оборудования, размещенного в центральных водоизмещающих пирамидах-поплавках, его несложно поднять посредством грузоподъемных средств судна обслуживания. Для этого на поверхности центральной водоизмещающей пирамиды-поплавка многоугольной фигуры-понтона и по ее оси установлена шахта сообщения, выполненная с возможностью сообщения с нижнего торца с граненой выгородкой верхнего яруса центральной пирамиды-поплавка, а со стороны верхнего торца и нижней боковой поверхности - с атмосферой.For repair at the factory of auxiliary equipment located in the central displacement pyramids-floats, it is easy to lift it with the help of lifting equipment of the service vessel. For this, a communication shaft is installed on the surface of the central displacement pyramid-float of the polygonal figure-pontoon and along its axis, made with the possibility of communication from the lower end with a faceted fence of the upper tier of the central pyramid-float, and from the side of the upper end and lower side surface - with the atmosphere .
Текущий ремонт возможно выполнять прямо на месте силами ремонтной бригады. Для доступа последней к ремонтируемым объектам ветрофермы помимо полых радиальных и раскосных элементов жесткости, соединяющих полости угловых и линейных фундаментов-поплавков с полостями центральных пирамид-поплавков соответствующих понтонных фигур, предусмотрено, что полые межпоплавковые раскосные элементы жесткости и обращенная в сторону их общего фундамента-поплавка линейная параллельная связь по нормали к ним и с возможностью внутреннего сообщения скреплены таким же путем с обращенными к ним гранями центральной пирамиды-поплавка четырехугольной фигуры-понтона посредством межраскосных элементов жесткости. Для попадания в помещения опорной башни ветроустановки, брашпиля и осушительного эжектора на поверхности фундамента-поплавка каждой фигуры-понтона под опорной башней, соответственно на поверхности его внутреннего горизонтального элемента жесткости и в плоскости сопряжения этого горизонтального элемента жесткости с внутренней гранью и с вертикальным внутренним элементом жесткости фундамента-поплавка, расположены проемы для доступа обслуживающего персонала к оборудованию.Maintenance can be carried out right on the spot by the repair team. In order to access the latter to the repair facilities of the wind farm, in addition to hollow radial and diagonal stiffeners connecting the cavities of the angular and linear foundations-floats with the cavities of the central pyramids-floats of the corresponding pontoon figures, it is provided that the hollow inter-float diagonal stiffeners and facing towards their common foundation-float linear parallel connection along the normal to them and with the possibility of internal communication are fastened in the same way with the faces of the central pyramid facing them avka of a quadrangular figure-pontoon by means of interracial stiffeners. For falling into the premises of the support tower of a wind turbine, windlass and drainage ejector on the surface of the foundation-float of each pontoon figure under the support tower, respectively, on the surface of its internal horizontal stiffener and in the plane of conjugation of this horizontal stiffener with the inner face and with the vertical inner stiffener foundation float, openings are located for access for maintenance personnel to the equipment.
Благодаря перечисленным конструктивным признакам предлагаемая ветроферма характеризуется достаточно высокой ремонтопригодностью и простотой техобслуживания.Thanks to the listed design features, the proposed wind farm is characterized by a fairly high maintainability and ease of maintenance.
8. В случае оборудования предлагаемой ветрофермы системой рекреации морской среды, содержащей центробежные воздухонагнетатели, их воздухопроводы с арматурой электрического привода и придонные воздухораспределители, она способна выполнять дополнительные функции: рекреации морской среды, активизации за счет этого роста подводной растительности, следствием чего является увеличение видов и численности популяций промысловых рыб, морских животных и марикультуры, развитие на базе этого прибрежного рыболовства, а в итоге расширение в регионе ассортимента продовольственного рынка за счет даров моря.8. In the case of equipping the proposed wind farm with a marine environment recreation system containing centrifugal air blowers, their air ducts with electric drive fittings and bottom air distributors, it is able to perform additional functions: recreation of the marine environment, activation of underwater vegetation due to this, resulting in an increase in species and the number of populations of commercial fish, marine animals and mariculture, development on the basis of this coastal fisheries, and, as a result, expansion in the region not the range of the food market at the expense of seafood.
9. В случае оборудования предлагаемой ветрофермы средствами для массовых развлечений (экскурсионная платформа) из заявленных элементов становится возможным проведение экскурсий на ветроферму для пропаганды и рекламы высоких наукоемких энерго- и ресурсосберегающих технологий, развития туризма в регионе, расширения сферы досуга и отдыха местного населения.9. In the case of equipping the proposed wind farm with facilities for mass entertainment (excursion platform) from the declared elements, it becomes possible to conduct excursions to the wind farm to promote and advertise high science-intensive energy and resource-saving technologies, develop tourism in the region, expand the sphere of leisure and recreation of the local population.
Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами. Фиг.1 демонстрирует общий аксонометрический вид одного звена многоагрегатной плавучей прибрежной ветрофермы; фиг.2 - вид сверху на четырехугольную фигуру фермы-понтона из-под надводных строений; фиг.3 и 4 - общие виды на ветроферму в районе миделя четырехугольной фигуры; фиг.5 и 6 - то же, но при оборудовании ветрофермы экскурсионной платформой; фиг.7 и 8 - устройство углового водоизмещающего фундамента-поплавка; фиг.9 и 10 - устройство центральной водоизмещающей пирамиды-поплавка многоугольной понтонной фигуры; фиг.11 - схема балластно-осушительной подсистемы одной понтонной фигуры; фиг.12 - придонное воздухораспределительное устройство.The invention is illustrated by the following graphic materials. Figure 1 shows a General axonometric view of one link of a multi-unit floating offshore wind farm; figure 2 is a top view of the quadrangular figure of the farm-pontoon from under surface structures; Figures 3 and 4 are general views of a wind farm in the midship region of a quadrangular figure; 5 and 6 - the same, but when equipping a wind farm with an excursion platform; 7 and 8 - the device of the angular displacement foundation float; Figures 9 and 10 - arrangement of a central displacement pyramid-float of a polygonal pontoon figure; 11 is a diagram of a ballast-drainage subsystem of one pontoon figure; 12 is a bottom air distribution device.
Многоагрегатная плавучая прибрежная ветроферма представляет собой выстроенное в цепь вдоль береговой черты многозвенное полупогружаемое понтонное сооружение, одно звено которого показано (фиг.1). Это звено содержит ферму-понтон 1, образованную двумя многоугольными, например шестиугольными, понтонными фигурами 2 и 2', у которых вершины 3 и 3' выполнены в виде водоизмещающих фундаментов-поплавков угловых, соединенных по всему периметру фигуры полыми межпоплавковыми периметрическими связями 4, 5 и 4' 5', образующими внешние стороны понтонов-многоугольников. Угловые водоизмещающие фундаменты-поплавки выполнены в виде усеченных пирамид, опрокинутых вершинами вниз и имеющих такое же число бортов-граней, что и у многоугольных понтонных фигур 2 и 2', т.е. шесть. Вершины, прилегающие к противолежащим периметрическим связям 5 и 5' разных многоугольных понтонных фигур этого звена, соединены посредством фланцев (не показаны) параллельными линейными связями 6 и 6'. Вследствие этого средняя часть фермы-понтона 1 образует четырехугольную понтонную фигуру 5-6-5'-6', у которой боковые стороны 5 и 5' являются одновременно внешними сторонами смежных с ней понтонов-многоугольников 2 и 2'. Параллельные линейные связи четырехугольной понтонной фигуры поделены на равные части, между которыми встроены рассредоточенные относительно друг друга в шахматном порядке дополнительные водоизмещающие фундаменты-поплавки 7 линейные, аналогичные по форме угловым водоизмещающим фундаментам-поплавкам 3 и 3'.Multi-unit floating coastal wind farm is a multi-link semi-submersible pontoon structure arranged in a chain along the coastline, one link of which is shown (Fig. 1). This link contains a pontoon truss 1, formed by two polygonal, for example hexagonal, pontoon figures 2 and 2 ', in which the
В центре каждой из фигур-понтонов, а у многоугольных фигур еще и симметрично их вышеуказанным угловым фундаментам-поплавкам размещена центральная водоизмещающая пирамида-поплавок 8, 8', 9 (фиг.1 и 2), аналогичная по форме угловым и линейным водоизмещающим фундаментам-поплавкам. Обращенные друг к другу усеченные борта-грани угловых 3, 3' и центральных 8, 8' пирамид-поплавков многоугольных понтонных фигур соединены межпоплавковыми полыми радиальными элементами жесткости в виде элементов 10, а обращенные друг к другу борта-грани линейных фундаментов-поплавков 7 четырехугольной понтонной фигуры соединены между собой межпоплавковыми полыми раскосными элементами жесткости 11. Последние, а также линейная связь 6' соединены по нормали к ним с обращенными в их сторону бортовыми гранями центральной водоизмещающей пирамиды-поплавка 9 посредством таких же полых межраскосных радиальных элементов 12 жесткости. Диаметры всех межпоплавковых 10, 10', раскосных 11 и межраскосных 12 полых элементов жесткости, а также диаметры межпоплавковых периметрических и линейных связей многоугольных и четырехугольной понтонных фигур равны между собой и составляют половину высоты водоизмещающей пирамиды-поплавка. Все межпоплавковые полые элементы жесткости 10, 10' 11, 12 и все межпоплавковые полые периметрические и линейные связи 4, 4', 5, 5', 6, 6' сопряжены посредством фланцев (не показаны) с бортовыми гранями соответствующих пирамид-поплавков в их верхней части.In the center of each of the pontoon figures, and for polygonal figures, the central displacement pyramid-
На межпоплавковые раскосные элементы 11 жесткости четырехугольной понтонной фигуры (фиг.3, 4) установлена посредством полых опор 13 надводная площадка 14. По центру эта площадка опирается через дополнительную полую опору 15 на поверхность центральной водоизмещающей пирамиды-поплавка 9 четырехугольной понтонной фигуры. На надводной площадке 14 сооружена надстройка 16, разделенная на обслуживающие помещения: производственные и служебные (не показаны). Надводная площадка 14 оборудована причальными устройствами 17, а на крыше ее надстройки 16 предусмотрена площадка 18 для вертолета. По периметру надводной площадки установлено ограждение 19 из перил.On the inter-float
На угловые 3, 3' и линейные 7 водоизмещающие фундаменты-поплавки установлены опорные башни 20 (фиг.1, 3), нагруженные многолопастными ветротурбинами 21. Опорные башни состоят из нижней цилиндрической 22, средней конусной 23 и верхней трубообразной 24 частей (фиг.7). В нижней цилиндрической части опорной башни в брызгозащищенном кожухе (не показан) установлен ветроэлектрический генератор 25, сочлененный посредством соединительных муфт 26 с валом 27 ветротурбины 21. Ветрогенератор 25 охлаждается независимым центробежным электровентилятором 28, установленным на верхнем подшипниковом щите 29 ветрогенератора 25. Для забора охлаждающего воздуха вентилятором 28 служат жалюзи (не показаны) в нижнем подшипниковом щите 30 ветрогенератора, а для выброса горячего воздуха - нагнетательный воздуховод 31. Для поступления и выхода атмосферного воздуха внутрь опорной башни 20 служат отверстия (не показаны) в конусной части в районе ее стыка с верхней трубообразной частью 24. От попадания атмосферных осадков и морской воды эти отверстия предохранены соответственно козырьком 32 и волноотбойным листом 33. Для входа в опорную башню 20 в надводном положении фермы-понтона 1 служит герметичный люк 34 с крышкой. На поверхности каждого углового и линейного водоизмещающего фундамента-поплавка установлено со стороны его внешней бортовой грани герметичное помещение 35 брашпиля 36 и буксирные кнехты 37 (фиг.7 и 8).On angular 3, 3 'and linear 7 displacement foundations-floats, support towers 20 are installed (Figs. 1, 3), loaded with
Внутри корпуса каждого углового 3, 3' и линейного 7 водоизмещающего фундамента-поплавка по его вертикальной оси установлен внутренний полый вертикальный элемент 38 жесткости, воспринимающий суммарный вес его верхних строений. Под этим элементом жесткости по его оси устроен сточный колодец 39 фундамента-поплавка, днище которого выполнено с уклоном в сторону сточного колодца. Полость внутреннего вертикального элемента жесткости 38 разделена герметичной перегородкой 40 на нижнюю водопроницаемую и верхнюю герметичную полости. В герметичной полости элемента 38 жесткости установлен осушительный эжектор (струйный насос) 41, соединенный своей всасывающей полостью (не показана) с приемником 42 откачиваемой воды, установленным в сточном колодце 39. Нагнетательная полость (не показана) эжектора соединена посредством отливного трубопровода 43 и магнитоуправляемого запорного клапана 44 с отливным кингстоном 45. Для подачи рабочей воды к каждому эжектору 41 служит радиальный луч-трубопровод 46, проложенный по соответствующему межпоплавковому 10, 10', 11 и межраскосному 12 элементам жесткости и снабженный аналогичным запорным клапаном 44.Inside the body of each angular 3, 3 'and linear 7 displacement foundation-float along its vertical axis, an internal hollow
Внутри корпуса каждого углового 3, 3' и линейного 7 фундамента-поплавка в горизонтальной плоскости между его бортами проходят внутренние пересекающиеся полые горизонтальные элементы 47 жесткости, являющиеся внутренним продолжением линейной связи 6, 6' и межпоплавкового (наружного) элемента жесткости: соответственно радиального 10, 10' для углового и раскосного 11 для линейного фундамента-поплавка. В местах стыка внутреннего горизонтального элемента жесткости 47 с наружным элементом жесткости в бортовой стенке фундамента-поплавка имеется люк 48. Аналогичные лазы 49 имеются в месте пересечения внутреннего горизонтального элемента 47 с внутренним вертикальным элементом 38 жесткости для прохода из внутренней половины элемента 47 в его наружную половину и в герметичную верхнюю полость внутреннего вертикального элемента 38 жесткости, где установлен осушительный эжектор 41. Во внутренней половине горизонтального элемента 47 жесткости установлен центробежный воздухонагнетатель 50 системы рекреации (в случае ее установки), соединенный приемным вентиляционным трубопроводом 51 с раструбом 52, имеющим заслонку с магнитным приводом (не показана), расположенным выше волноотбойного листа 33. Выходной патрубок (не показан) воздухонагнетателя 50 снабжен трехходовым воздушным клапаном-заслонкой (не показана) с электроприводом, соединяющим этот патрубок с атмосферным воздухопроводом (не показан) и нагнетательным воздухопроводом 53 системы рекреации. Последний выведен наружу и соединен с забортным патрубком 54. Из наружной половины горизонтального элемента 47 жесткости имеется выход 55 в герметичное помещение 35 брашпиля, а также люк 56 для выхода внутрь опорной башни 20. Все внутреннее пространство каждого фундамента-поплавка за исключением герметичных полостей внутренних горизонтального 47 и вертикального 38 элементов жесткости является водозаполняемым балластным отсеком. Для приема балластной морской воды в днище фундамента-поплавка имеется приемный магнитоуправляемый кингстон 57, а для стравливания из него воздуха в атмосферу через полость опорной башни на поверхность установлен электроуправляемый клапан вентиляции (не показан) непосредственно под электрогенератором 25.Inside the body of each angular 3, 3 'and linear 7 foundation-float in the horizontal plane between its sides there are internal intersecting hollow
Центральная водоизмещающая пирамида-поплавок 8, 8' и 9 соответственно многоугольной и четырехугольной понтонных фигур разделена горизонтальной перегородкой 58 (фиг.9, 10) на верхний и нижний сообщающиеся между собой ярусы. В верхнем ярусе симметрично вертикальной оси и бортовым граням пирамиды-поплавка встроена шестигранная жесткая герметичная выгородка 59 (с таким же числом граней, что и у самой пирамиды-поплавка). В этой выгородке размещено типовое преобразовательное электрооборудование 60 всех ветроэлектрических установок данной понтонной фигуры. Между каждой стенкой-гранью выгородки и обращенным к ней бортом-гранью пирамиды-поплавка установлены полые внутренние горизонтальные жесткости 61, являющиеся продолжением наружных межпоплавковых 10, 10' и межраскосных 12 радиальных элементов жесткости (фиг.2, 9 и 10). По обоим торцам внутренних горизонтальных жесткостей в стенках-гранях выгородки 59 и бортах-гранях пирамиды-поплавка устроены проходы 62. Они служат для сообщения выгородки 59 соответствующей центральной пирамиды-поплавка со всеми угловыми 3, 3' и линейными 7 водоизмещающими фундаментами-поплавками соответствующей понтонной фигуры. На поверхность центральной пирамиды-поплавка 8, 8' многоугольной понтонной фигуры (фиг.1) установлена полая цилиндрическая шахта 63 сообщения (фиг.9), закрытая съемной герметичной крышкой 64. В нижней части шахты сообщения на боковой ее поверхности имеется люк с герметичной крышкой 65. Полости шахты 63 и выгродки 59 имеют свободное сообщение между собой через проем 66 на поверхности пирамиды-поплавка. Для возможности естественной вентиляции шахты сообщения 63 и выгродки 59 в верхней части шахты выше волноотбойного листа 67 устроены жалюзи 68.The central displacement pyramid-
Днище центральной пирамиды-поплавка любой понтонной фигуры выполнено с уклоном 3-5° к сточному колодцу 69, размещенному по ее вертикальной оси. Таким же путем в центре нижнего яруса центральной пирамиды-поплавка любой понтонной фигуры установлена цилиндрическая полая опора 70. Она разделена перегородкой 71 на верхнюю герметичную и нижнюю водопроницаемую полости. В верхней полости размещен электроприводной центробежный осушительный насос 72, соединенный своей всасывающей полостью (не показана) с приемником 73 сточного колодца 69, а нагнетательными трубопроводами 74 и 75 - соответственно с коллектором 76 и отливным кингстоном 77 пирамиды-поплавка. От коллектора 76 отведены лучи-трубопроводы 46, которые по соответствующим межпоплавковым радиальным 10, 10', межраскосным 12 и раскосным 11 элементам жесткости (фиг.2, 7, 8, 9, 10) подведены к входным полостям (не показаны) рабочей воды эжекторов 41 (фиг.7) угловых 3, 3' и линейных 7 водоизмещающих фундаментов-поплавков. Верхняя полость цилиндрической опоры 70 (фиг.9) имеет свободное сообщение с выгородкой через лаз 78 (фиг.10) в горизонтальной перегородке 58. В нижней полости опоры 70, боковые поверхности которой перфорированы (не показано), установлен приемный магнитоуправляемый кингстон 79, а в верхней части стенки-грани выгородки 59 установлены электроуправляемые клапаны вентиляции (не показаны).The bottom of the central pyramid-float of any pontoon figure is made with a slope of 3-5 ° to the drain well 69, placed along its vertical axis. In the same way, a cylindrical
На подволоке выгородки 59 закреплен центробежный воздухонагнетатель 80 системы рекреации морской среды (если она установлена), соединенный приемным патрубком (не показан) с всасывающим воздухопроводом 81. Выходной патрубок (не показан) воздухонагнетателя 80 снабжен трехходовым электроуправляемым клапаном-заслонкой (не показан), соединяющим этот патрубок с атмосферным воздухопроводом (не показан) и нагнетательным воздухопроводом 82, который выведен наружу к забортному патрубку 83. Все внутреннее пространство каждой центральной пирамиды-поплавка, за исключением граненой выгородки 59, внутренних горизонтальных жесткостей 61 и цилиндрической полой опоры 70, составляет балластную полость.A
Якорная система фермы-понтона 1 состоит из совокупности независимых якорных устройств, которыми оборудованы угловые 3 и линейные 7 водоизмещающие фундаменты-поплавки. Отдельное якорное устройство содержит электроприводной брашпиль 36 (фиг.7, 8), установленный в герметичном помещении 35 на поверхности соответствующего водоизмещающего фундамента-поплавка. Приводной вал (не показан) брашпиля 36 выведен через стенки герметичного помещения 35 к якорным звездочкам 84, расположенным с наружной стороны стенок герметичного помещения 35. Нагруженные ветви 85 якорных цепей выведены под днище водоизмещающего фундамента-поплавка по его наклонным каналам 86, выходные отверстия-клюзы 87 которых расположены вблизи внешнего борта-грани. Нагруженные ветви 88 якорных цепей уложены в цепные ящики 89, размещенные в водозаполняемой полости балластного отсека данного водоизмещающего фундамента-поплавка непосредственно под якорными звездочками. Угловые и линейные водоизмещающие фундаменты-поплавки, которые обращены навстречу преобладающим ветрам в данной местности, морским и приливно-отливным течениям, а также противостоящие напору ледяных полей в период ледохода, оборудованы брашпилями с двумя якорными звездочками 84 с соответствующими якорными цепями 85 и якорями (не показаны). Те из угловых водоизмещающих фундаментов-поплавков многочисленных понтонных фигур, которые расположены в вершинах боковых сторон 5 и 5' (фиг.1) четырехугольной понтонной фигуры, выполнены свободными от якорных устройств. Брашпили остальных угловых и линейных водоизмещающих фундаментов-поплавков оборудованы брашпилями 36 с одинарными якорными звездочками 84 (фиг.7, 8).The anchor system of the pontoon farm 1 consists of a set of independent anchor devices with which angular 3 and linear 7 displacement foundations floats are equipped. A separate anchor device contains an electric drive windlass 36 (Fig.7, 8) installed in an
Каждая из многоугольных и четырехугольной понтонных фигур оборудована независимой балластно-осушительной системой. В ее состав входят осушительная подсистема (фиг.11) и обслуживаемые ею балластные отсеки соответствующей понтонной фигуры. У многоугольной понтонной фигуры балластными отсеками являются водозаполняемые полости центральной 8, 8' и угловых 3, 3' водоизмещающих пирамид-поплавков (фиг.1 и 2), а также полости межпоплавковых периметрических связей 4, 5, 4', 5'. У четырехугольной понтонной фигуры балластными отсеками являются водозаполняемые полости центральной 9 и линейных 7 водоизмещающих пирамид-поплавков. В днище каждой из водоизмещающих пирамид-поплавков встроен приемный кингстон 57 (фиг.7) и 79 (фиг.9) с дистанционным магнитным управлением для приема забортной воды. Кроме того, они оборудованы клапанами вентиляции с дистанционным электрическим управлением (не показаны), установленными попарно соответственно под электрогенератором 25 на поверхности фундаментов-поплавков 3, 3' и 7 и в верхней части стенки-грани шестигранной выгородки 59 центральных пирамид-поплавков 8, 8' и 9, а также датчиками уровня воды, крена и дифферента (не показаны).Each of the polygonal and quadrangular pontoon figures is equipped with an independent ballast-drainage system. It includes a drainage subsystem (Fig. 11) and the ballast compartments of the corresponding pontoon figure serviced by it. In the polygonal pontoon figure, the ballast compartments are the water-filled cavities of the central 8, 8 'and angular 3, 3' displacement pyramids-floats (Figs. 1 and 2), as well as the cavities of the inter-float
Водозаполняемые периметрические межпоплавковые связи 4, 5, 4', 5' выполнены водопроницаемыми, для чего по нижней образующей их поверхности они имеют шпигаты, а по верхней образующей - отверстия для вентиляции (не показаны).The water-filled perimetric
Осушительная подсистема (фиг.11) каждой из понтонных фигур содержит: сточные колодцы 69 и 39 соответственно водоизмещающих центральной и угловых (либо линейных) пирамид-поплавков (фиг.7, 9, 11), расположенных в их днищах по центру; осушительный насос 72 (фиг.11, 9), установленный в центральной водоизмещающей пирамиде-поплавке; осушительные эжекторы 41 (фиг.11,7), расположенные в каждом из угловых 3, 3' (или линейных 7) водоизмещающих фундаментов-поплавков. Приемники 42 и 73 сточных колодцев соответствующих пирамид-поплавков соединены с всасывающими полостями (не показаны) осушительного насоса 72 (фиг.11, 9) и осушительных эжекторов 41 (фиг.11, 7). Нагнетательный патрубок 74 осушительного насоса 72 соединен посредством магнитоуправляемой запорной арматуры 90, коллектора 76 и расходящихся от него лучей-трубопроводов 46 (фиг.11, 9, 7) с патрубками (не показаны) рабочей воды осушительных эжекторов 41, а нагнетательные полости последних (не показаны) соединены посредством отливных трубопроводов 43 с отливными кингстонами 45 (фиг.11, 7) угловых и линейных фундаментов-поплавков. Указанные трубопроводы 43 и 46 снабжены каждый запорной арматурой 44 с дистанционным магнитным управлением. Осушительный насос 72, кроме того, своим нагнетательным патрубком 75 соединен посредством магнитоуправляемой запорной арматуры 91 с отливным кингстоном 77, установленным в днище соответствующей центральной водоизмещающей пирамиды-поплавка (фиг.11, 9).The drainage subsystem (Fig. 11) of each of the pontoon figures contains: drain
Многоагрегатная плавучая прибрежная ферма в частном случае может быть оборудована системой рекреации морской среды, состоящей из совокупности независимых подсистем, которые установлены на каждой угловой, линейной и центральной пирамиде-поплавке каждой из многоугольных и четырехугольной понтонных фигур. Отдельная подсистема содержит центробежный воздухонагнетатель 50 (фиг.7) или 80 (фиг.9), всасывающий 51 (фиг.7) или 81 (фиг.9) и нагнетательный 53 (фиг.7) или 82 (фиг.9) воздухопроводы с их арматурой (не показана), забортный патрубок 54 (фиг.7) или 83 (фиг.9) и приданный воздухораспределитель 92 (фиг.6). Воздухонагнетатель 50 в каждом из угловых и линейных водоизмещающих фундаментов-поплавков установлены в полостях герметичных горизонтальных элементов 47 жесткости (фиг.7) со стороны внутреннего борта-грани, а воздухонагнетатель 80 в каждой из центральных водоизмещающих пирамид-поплавков установлен в ее герметичной шестигранной выгородке 59 (фиг.9) верхнего яруса наряду с преобразовательным электрооборудованием ветроустановок. Приемные раструбы 52 (фиг.7, 9) воздухопроводов всех воздухонагнетателей выведены в атмосферу выше волноотбойных листов 33 (фиг.7) опорных башен ветроустановок на угловых и линейных фундаментах-поплавках 3, 3', 7 и 67 шахт сообщения (фиг.9) на центральных пирамидах-поплавках 8, 8'. Нагнетательный воздухопровод 53 (фиг.7) или 82 (фиг.9) каждого воздухонагнетателя каждой пирамиды-поплавка соединен через трехходовой электроуправляемый запорный клапан-заслонку (не показан) с атмосферным трубопроводом (не показан) и забортным патрубком 54 (фиг.7) или 83 (фиг.9). Забортный патрубок соответствующей пирамиды-поплавка установлен вблизи ее днища. Гибким шлангом-воздуховодом 93 (фиг.6) забортный патрубок соединен с придонным воздухораспределителем 92. Последний выполнен в виде приемного жесткого патрубка 94 (фиг.12), раздаточного коллектора 95, плоской опоры 96, радиальных полых отводов 97, соединяющих раздаточный коллектор 95 с несколькими перфорированными воздухораспределительными трубопроводами 98, концентрически опоясывающими указанный коллектор и поддерживаемыми на весу посредством растяжек 99.A multi-unit floating coastal farm in a particular case can be equipped with a marine environment recreation system consisting of a set of independent subsystems that are installed on each angular, linear and central pyramid-float of each of the polygonal and quadrangular pontoon figures. A separate subsystem contains a centrifugal blower 50 (Fig.7) or 80 (Fig.9), a suction 51 (Fig.7) or 81 (Fig.9) and a discharge 53 (Fig.7) or 82 (Fig.9) air ducts with their fittings (not shown), outboard pipe 54 (Fig. 7) or 83 (Fig. 9) and an attached air distributor 92 (Fig. 6). An
В частном случае надводная площадка 14 (фиг.5, 6) многоагрегатной плавучей прибрежной ветрофермы и поддерживающая ее центральная водоизмещающая пирамида-поплавок 9 четырехугольной понтонной фигуры могут быть выполнены в исполнении, пригодном для обслуживания туристов-экскурсантов. В этом исполнении обслуживающие помещения надстройки 16 надводной площадки 14 разделены на производственные 100 и служебные 101 помещения, а надводная площадка 14 оборудована средствами для массовых развлечений в виде экскурсионной платформы 102. В экскурсионную платформу входят: посадочно-прогулочная терраса 103, занимающая пространство вокруг обслуживаемых помещений и ограниченная по периметру надводной площадки перилами 19; примыкающие к посадочно-прогулочной террасе трапы 17 и 104, ведущие соответственно к катеру (не показан) и к вертолетной площадке 18 на посадку; прилегающие по периметру к террасе зрительный зал 105, надводный бар-кафе 106 с примыкающим к нему открытым салоном-верандой 107, сооружения ресторанного блока 108 и санитарно-гигиенического блока 109. Центральная водоизмещающая пирамида-поплавок в частном исполнении содержит дополнительный (третий) ярус 110, расположенный ниже ее водозаполняемого балластного отсека и имеющий форму многогранника с таким же числом вертикальных граней, что и у двух верхних ярусов данной пирамиды-поплавка. В нижнем ярусе 110 размещен подводный ресторан-океанариум, у которого наружные бортовые стенки-грани выполнены из высокопрочного прозрачного материала. Ресторан-океанариум сообщен с граненой выгородкой спиральным трапом (не показан), а с надводной площадкой - посредством двух лифтов (служебного и пассажирского), герметичные шахты 111 и 112 которых расположены на наружных противоположных боковых поверхностях дополнительной полой опоры 15.In the particular case, the surface area 14 (FIGS. 5, 6) of the multi-unit floating coastal wind farm and the central displacement pyramid-
Электроэнергия, произведенная ветроустановками, со сборного щита, находящегося в надстройке 16, передается в береговую энергосистему по подводному кабелю 113.Electricity generated by wind turbines from the prefabricated switchboard located in the
Многоагрегатную плавучую прибрежную ветроферму используют следующим образом.Multi-unit floating coastal wind farm is used as follows.
Буксировка ветрофермы и ее позиционирование. Начинают операцию со сборки многоугольных 2 и 2' и четырехугольной 5-6-5'-6' понтонных фигур (фиг.1) по отдельности на стапелях судостроительного завода (не показано). Затем их доставляют поочередно посредством буксира-толкача (не показан) на место якорной стоянки в надводном положении этих понтонных фигур. При буксировке указанных частей используют буксирные кнехты 37 (фиг.7, 8), закрепленные на угловых 3 и линейных 7 водоизмещающих фундаментах-поплавках (фиг.1, 7, 8). Отбуксированные понтонные фигуры позиционируют посредством буксиров-толкачей так, чтобы навстречу преобладающим ветрам, течениям и движению ледяных полей в период ледохода противостояли водоизмещающие фундаменты-поплавки, оборудованные брашпилями 36 с двойными якорными звездочками 84 (фиг.7, 8). В таком положении указанные понтонные фигуры соединяют посредством фланцев (не показаны) в звенья (фиг.1), которые устанавливают на якоря (не показано). Эту операцию выполняют поэтапно. Первоначально якоря заводят на места их залегания (не показано) с помощью этого буксира, потравливая при этом якорные цепи 85, 88 брашпилями 36 (фиг.7). После заводки всех якорей ферму-понтон 1 окончательно раскрепляют, выбирая одни и потравливая другие якорные цепи посредством брашпилей разных водоизмещающих фундаментов-поплавков. Электроэнергия на этот период может быть подведена к брашпилям по временному гибкому кабелю (не показано) с буксира-толкача. По окончании позиционирования первого звена ветрофермы нагруженные ветви 85 якорных цепей закрепляют стопорами (не показаны). Если ветроферма имеет многозвенное исполнение, в аналогичной последовательности производят буксировку и сборку ее второго и последующих звеньев, которые в собранном виде причаливают посредством буксира-толкача к первому звену, соединяют их посредством фланцев и также устанавливают на якоря.Towing a wind farm and its positioning. The operation begins with the assembly of
На следующем этапе закрепленную на якорях ветроферму соединяют с заранее проложенным по морскому дну высоковольтным подводным кабелем 113, который заводят на ветроферму в районе надводной площадки 14 четырехугольной понтонной фигуры (фиг.6). Прокладку кабеля по дну моря производят, используя судно-кабелеукладчик или иное приспособленное для этой цели плавсредство (не показаны).At the next stage, the anchored wind farm is connected to a high-voltage
После завершения операции позиционирования всех звеньев ветрофермы выполняют при необходимости монтаж системы рекреации. При этом используют судно обслуживания, оборудованное грузоподъемным механизмом (не показано). Перемещаясь на этом судне от одного водоизмещающего фундамента-поплавка 3, 3', 7 к другому, опускают на дно моря с помощью грузоподъемного механизма придонные воздухораспределители 92 (фиг.6) так, чтобы они опорами 96 (фиг.12) опирались на морское дно. Затем эти воздухораспределители их патрубками 94 соединяют посредством гибких шлангов-воздуховодов 93 (фиг.6) с забортными патрубками 54 (фиг.6, 7) угловых (также линейных) и 83 (фиг.6, 9) центральных пирамид-поплавков фермы-понтона 1.After completion of the positioning operation of all links of the wind farm, if necessary, the installation of a recreation system is carried out. In this case, a service vessel equipped with a lifting mechanism (not shown) is used. Moving on this vessel from one displacing foundation-
После завершения всех монтажных работ ветроферму переводят в полупогруженное положение до уровня ее летней ватерлинии, проходящей по среднему сечению конусной части 23 (фиг.3, 6, 7) опорных башен 20 ветротурбин 21 (фиг.1, 3, 6) ниже их волноотбойных листов 33 (фиг.7) и 67 (фиг.9). Эту операцию выполняют посредством одновременного приема забортной воды в балластные отсеки всех угловых 3, 3', линейных 7 и центральных 8, 8', 9 пирамид-поплавков фермы-понтона (фиг.1 и 2). Для этого, используя систему автоматизированного дистанционного управления (не показана), открывают одновременно кингстоны 57 (фиг.7) и 79 (фиг.9) соответственно в угловых (также линейных) и центральных пирамидах-поплавках, а также их клапаны вентиляции (не показаны). Забортная вода заполняет самотеком балластные отсеки указанных пирамид-поплавков. Вытесняемый при этом воздух, используя датчики уровня воды, регулируемо стравливают внутрь опорных башен 20 ветротурбин (фиг.1, 3, 6, 7), дополнительной опорной башни 15 центральной пирамиды-поплавка 9 (фиг.3, 6) и шахт сообщения 63 (фиг.9) центральных пирамид-поплавков 8 и 8' (фиг.1, 2). Отсюда воздух уходит в атмосферу в последних случаях через жалюзи 68 (фиг.9) шахт сообщения 63 и опорных башен 15, в первом случае - через отверстия (оба не показаны) опорных башен 20 ветротурбин 21, расположенные в обоих случаях выше волноотбойных листов 33 (фиг.7) и 67 (фиг.9) указанных пирамид-поплавков. Когда ферма-понтон 1 погрузится до уровня нижней поверхности периметрических связей 4, 4', 5, 5' (фиг.1, 2), забортная вода поступает в их полости самотеком через шпигаты (не показаны), вытесняя при этом воздух в атмосферу через отверстия (не показаны) в верхней поверхности указанных связей. Глубину погружения фермы-понтона 1 регулируют посредством вышеупомянутых управляемых кингстонов и клапанов вентиляции по сигналам датчиков уровня воды (не показаны), датчиков крена и дифферента (не показаны). В полупогруженном состоянии ветрофермы внутренние полости опорных башен 20 ветротурбин предохраняют от попадания морской воды и атмосферных осадков соответственно волноотбойными листами 33 и козырьками 32 (фиг.7), а у шахт сообщения 63 центральных пирамид-поплавков 8 и 8' это делают посредством волноотбойных листов 67 и жалюзи 63 (фиг.9).After completing all installation work, the wind farm is transferred to a semi-submerged position to the level of its summer waterline, passing through the middle section of the conical part 23 (Figs. 3, 6, 7) of the supporting
Эксплуатация ветрофермы в весенне-летний период. В этот период ферма-понтон 1 (фиг.1, 3 и 6) находится в полупогруженном положении по летнюю ватерлинию. Над поверхностью воды возвышаются только трубообразные части 24 опорных башен с их ветротурбинами 21, верхушки шахт 63 сообщения и надводная площадка 14 с ее надстройкой 16, расположенной в районе миделя четырехугольной понтонной фигуры 5-6-5'-6'. Благодаря тому что ветроферма занимает значительную площадь, имеет достаточную массу и, прежде всего, что ее подводные строения находятся ниже возмущенного слоя воды, ферма-понтон 1 даже при самом сильном волнении не испытывает колебаний от действия волн. Этим почти исключаются волновые динамические нагрузки на конструкции фермы-понтона и обеспечивается нормальное функционирование ветроэлектрических установок. Тем не менее из-за нестабильности ветровых потоков и переменной частоты вращения ветрегенераторов 25 (фиг.7) последние вырабатывают "грязную" электроэнергию, т.е. имеющую напряжение и частоту тока, непригодные для ее потребителей. Поэтому эту продукцию преобразуют в "чистую" электроэнергию со стабильными и номинальными значениями ее параметров посредством известного преобразовательного электрооборудования 60 (фиг.9, 10), установленного в герметичных выгородках 59 центральных пирамид-поплавков 8, 8' и 9. Затем стабилизированное напряжение 6-10 кВ чистой электроэнергии повышают посредством типового трансформатора (не показан), расположенного в надстройке 16 (фиг.3, 6) до 35-110 кВ (в зависимости от суммарной мощности ветрофермы), и передают по высоковольтному подводному кабелю 113 на ближайшую береговую трансформаторную подстанцию (не показана) соответствующего напряжения. Часть чистой электроэнергии напряжением 0,4-10 кВ подводится к типовому распределительному щиту собственных нужд (не показан), установленному в надстройке 16. С этого щита, в частности, получают электропитание осушительные насосы 72 (фиг.9 и 11), размещенные в центральных пирамидах-поплавках 8, 8' и 9 в герметичных полостях их вертикальных опор 70, вентиляторы 28 (фиг.7, 8) независимого воздушного охлаждения ветрогенераторов 25, брашпили 36, воздухонагнетатели 50 (фиг.7) и 80 (фиг.9) системы рекреации морской среды, размещенные в герметичных полостях всех пирамид-поплавков: угловых, линейных, центральных. Кабельные трассы (не показаны) от ветрогенераторов 25 (фиг.7) к преобразовательному электрооборудованию 60 (фиг.9), расположенному в выгородках 59 центральных пирамид-поплавков 8, 8', 9 и надстройке 16 (фиг.3, 6) четырехугольной понтонной фигуры, проходят по герметичным полостям межпоплавковых элементов жесткости.Operation of the wind farm in the spring and summer. During this period, the farm-pontoon 1 (Fig.1, 3 and 6) is in a semi-submerged position along the summer waterline. Only the pipe-shaped parts 24 of the supporting towers with their
Ветроферма работает в автоматическом режиме. Функции обслуживающего персонала, работающего по вахтовому методу, сводятся к наблюдению за работой оборудования ветрофермы. В базовом варианте суточная вахта состоит из двух человек: инженера-электромеханика и его помощника, которые поочередно несут вахту в центральном посту управления ЦПУ (не показан), расположенном в надстройке 16, отдыхают и выполняют регламентные работы. Между собой они поддерживают связь по мобильному радиотелефону. При необходимости выполнения текущих ремонтно-профилактических работ вахтенная команда вызывает через берегового диспетчера ремонтную бригаду, прибывающую на служебном катере, который швартуют к причальному устройству 17. При сильном волнении ремонтную бригаду доставляют вертолетом, который принимают на вертолетную площадку 18. В период смены дежурств сдающая и принимающая вахты делают обход всех ветроэлектрических установок. Пешеходный маршрут из ЦПУ в сторону многоугольных понтонных фигур проходит следующим образом. По служебному лифту 111 (фиг.5, 6) обходчики опускаются в выгородку 59 (фиг.9, 10) центральной пирамиды-поплавка 9 четырехугольной понтонной фигуры. Затем через проходы 62 и горизонтальные жесткости 61 маршрут пролегает по межраскосным 12 и межпоплавковым раскосным 11 элементам жесткости (стрелки на фиг.2) в сторону любого линейного водоизмещающего фундамента-поплавка 7 и через люки 48 (фиг.7, 8) во внутренние полости последнего. Из этого, например левого, фундамента-поплавка 7 к левой многоугольной понтонной фигуре 2 (фиг.1, 2) в ее центральную пирамиду-поплавок 8 маршрут проходит через люк 48 этого линейного фундамента-поплавка, аналогично по линейной связи 6', аналогично через угловой фундамент-поплавок, лежащий на пересечении связей 5 и 6', и далее по межпоплавковому радиальному элементу 10 жесткости в центральную пирамиду-поплавок 8. Из выгородки 59 пирамиды-поплавка 8 по другим межпоплавковым радиальным элементам 10 жесткости и через люки 48 (фиг.7, 8) обходчики проходят в любой другой угловой водоизмещающий фундамент-поплавок 3. Через их герметичные горизонтальные элементы 47 жесткости они попадают в смежные полости и помещения: через лаз 55 - в помещение 35 брашпиля 36; через люк 56 - в цилиндрическое помещение 22 ветрогенератора 25; через лаз 49 - в герметичную полость вертикального элемента 38 жесткости к осушительному эжектору 41.The wind farm operates in automatic mode. The functions of the staff working on a rotational basis are reduced to monitoring the operation of the wind farm equipment. In the basic version, the daily watch consists of two people: an electrical engineer and his assistant, who alternately keep watch in the central control center of the CPU (not shown), located in add-on 16, rest and perform routine maintenance. Between themselves, they communicate on a mobile radiotelephone. If it is necessary to carry out current repair and maintenance work, the watch team calls the repair crew arriving on the service boat, which is moored to the
К правой многоугольной фигуре 2' (фиг.1 и 2) из выгородки 59 центральной пирамиды-поплавка 9 маршрут аналогичен (показан стрелками на фиг.2 через линейную связь 6).To the right polygonal figure 2 '(figures 1 and 2) from the
Чтобы избежать возникновения механических напряжений в узлах фермы-понтона 1, вызываемых возможным образованием крена, дифферента из-за возможного неодинакового уровня воды в отсеках водоизмещающих пирамид-поплавков, и обеспечить нормальное положение ветротурбин 21 относительно направления потока ветра, горизонтальное положение фермы-понтона контролируют посредством датчиков уровня воды (не показаны) в балластных отсеках всех водоизмещающих пирамид-поплавков, и датчиков крена и дифферента (не показаны) фермы-понтона, расположенных в выгородках 59 центральных пирамид-поплавков 8, 8' и 9. При повышении уровня воды в балластном отсеке какой-либо пирамиды-поплавка относительно заданного значения система автоматического кренования и дифферентовки (не показана) запускает автоматически осушительный насос 72 (фиг.9, 11) соответствующей балластно-осушительной подсистемы, включает в работу осушительный эжектор 41 (фиг.7, 11) соответствующего фундамента-поплавка и выравнивает давление в его балластном отсеке открытием клапана вентиляции (не показан). При восстановлении заданного уровня воды в балластном отсеке эта система работающий эжектор выключает, а осушительный насос останавливает, перекрывая также соответствующую арматуру.To avoid the occurrence of mechanical stresses in the nodes of the pontoon truss 1 caused by the possible roll, trim due to the possible uneven water level in the compartments of the displacement pyramids-floats, and to ensure the normal position of the
Эксплуатация ветрофермы в осенне-зимний период. Этот период характерен усилением муссонных ветров вплоть до штормовых и установлением отрицательных температур воздуха. До покрытия водной акватории льдом сильное волнение поверхности моря вызывает обледенение опорных башен 20 (фиг.1, 7) ветроустановок и шахт сообщения 63 (фиг.1, 9) центральных пирамид-поплавков. Масса ветрофермы увеличивается, равно как и ее осадка. Для поддержания осадки по летнюю отметку часть балласта откачивают, сохраняя горизонтальное положение фермы-понтона 1 и не допуская перенапряжений в ее узлах. Для этого запускают в режиме дистанционного автоматизированного управления балластно-осушительной системой осушительные насосы 72 (фиг.9, 11), включают посредством запорной арматуры 44 (фиг.7, 11) осушительные эжекторы 41 и откачивают через отливные кингстоны 45 балластную воду за борт, восстанавливая летнюю осадку. Образующиеся в балластных отсеках пустоты заполняют атмосферным воздухом через клапаны вентиляции. Чтобы ограничить процесс обледенения и вызвать таяние льда на обледенелых участках фетрофермы в тихую погоду, периодически включают типовое противообледенительное устройство, например встроенные плоские тепловыделяющие кабели (не показаны), опоясывающие конусную часть опорных башен 20 выше уровня летней ватерлинии до волноотбойных листов 33 и нижнюю поверхность этих листов.Operation of a wind farm in the autumn-winter period. This period is characterized by an increase in monsoon winds up to stormy and the establishment of negative air temperatures. Before covering the water area with ice, a strong disturbance of the sea surface causes icing of the supporting towers 20 (Figs. 1, 7) of wind turbines and communication shafts 63 (Figs. 1, 9) of the central pyramids-floats. The mass of the wind farm is increasing, as well as its draft. To maintain precipitation at the summer elevation, part of the ballast is pumped out, maintaining the horizontal position of the pontoon truss 1 and avoiding overvoltages in its nodes. To do this, in the remote automated control mode of the ballast-drainage system, the drainage pumps 72 (FIGS. 9, 11) are started, the
С появлением первых признаков образования ледяного покрова вокруг ветрофермы балластно-осушительной системе подают команду на полное всплытие фермы-понтона до уровня зимней ватерлинии, проходящей несколько ниже нижней поверхности ее периметрических 4, 4', 5, 5' и линейных 6, 6' связей, а также межпоплавковых радиальных 10, раскосных 11 и межраскосных 12 элементов жесткости многоугольных 2, 2' и четырехугольной фигур 5-6-5'-6' (фиг.1 и 2). По этой команде вводят в действие осушительные насосы 72 и осушительные эжекторы 41 (фиг.7, 11) всех балластно-осушительных подсистем на полную мощность. Ферма-понтон всплывает и при указанной осадке вмерзает в лед, превращаясь в монолитный полностью неподвижный фундамент для надводных строений, которому не страшны самые сильные буревые ветры. После всплытия балластные отсеки полностью опорожнены вследствие того, что днище у всех пирамид-поплавков имеет уклон 3-5° к их сточному колодцу 39 (фиг.7, 11) или 69 (фиг.9, 11) и вода самотеком стекает в этот сточный колодец, из которого эжектором она полностью удаляется за борт через отливные кингстоны 45. Когда будут осушены сточные колодцы у всех фундаментов-поплавков соответствующей многоугольной или четырехугольной понтонной фигуры, ее запорную арматуру 44 и 90 закрывают, тогда как запорный клапан 91 открывают. Осушительный насос 72, который переводят на пониженные обороты, осушает сточный колодец 69 через отливной кингстон 77. Во избежание размораживания трубопроводов 43, 46 и коллекторов 76 центральных пирамид-поплавков их продувают сжатым воздухом от вспомогательной пневматической системы (не показана).With the appearance of the first signs of ice formation around the wind farm, the ballast-drainage system is instructed to completely raise the pontoon farm to the level of the winter waterline, which is slightly lower than the lower surface of its
Весной в ледоход противостояние ветрофермы напору льда обеспечивают, прежде всего, тем, что водоизмещающие фундаменты-поплавки фермы-понтона, подверженные напору льда, оборудованы брашпилями 36 с двойными якорными звездочками 84, двойными якорными цепями 85, 88, присоединенными к двум якорям (не показаны). Кроме того, сама ветроферма имеет льдоустойчивое исполнение за счет, во-первых, того, что ее зимняя ватерлиния проходит ниже нижней поверхности ее элементов жесткости, параметрических и линейных связей, чем уменьшается общая линия соприкосновения фермы-понтона с ледяным покровом. Во-вторых, все пирамиды-понтоны, вмерзшие в лед, имеют скошенные борта-грани, подобно форштевню ледокольного судна. Благодаря этому сила реакции со стороны бортов-граней, возникающая в момент напора массы льда на них, направлена по нормали к кромке льда. К началу ледохода весенний лед имеет рыхлую структуру и указанная сила реакции легко раскалывает этот лед. Образующиеся куски льда под напором задней линии льда обтекают борта-грани пирамид-поплавков и уходят под их днища. Для страховки непосредственно перед началом ледохода лед вокруг ветрофермы обкалывают, используя портовый ледокол.In the spring, in the ice drift, the opposition of the wind farm to the pressure of ice is ensured, first of all, by the fact that the displacing foundations-floats of the pontoon farm, subject to pressure of ice, are equipped with
По окончании ледохода ферму-понтон 1 переводят повторно в подводное положение по летнюю ватерлинию, как описано выше.At the end of the ice drift, the farm-pontoon 1 is transferred again to the underwater position along the summer waterline, as described above.
Ремонтные работы. Текущий ремонт ветроустановок, преобразовательного и вспомогательного оборудования ветрофермы выполняют на месте силами ремонтной бригады. В ее распоряжении имеются слесарно-токарная и электрическая мастерские (не показаны), сварочный участок со стационарным и переносным сварочными агрегатами (не показаны), расположенными в надстройке 16. Текущий ремонт облегчен тем, что основное оборудование ветрофермы, исключая ветротурбины 21 (фиг.3, 6, 7), расположено в ее внутренних отсеках и помещениях, чем исключается влияние погодных условий на производство работ.Repair work. Routine repair of wind turbines, conversion and auxiliary equipment of the wind farm is carried out on site by the repair team. It has at its disposal a turning and electric workshops (not shown), a welding section with stationary and portable welding units (not shown) located in the
Средний ремонт ветрофермы выполняют в условиях судоремонтного завода по известному агрегатному методу. Подлежащую ремонту ветроэлектрическую установку в комплекте со своим водоизмещающим фундаментом-поплавком отсоединяют от фланцев соответствующих периметрических (либо линейных) связей и ребер жесткости, а на ее место устанавливают уже отремонтированный ветроэлектрический модуль. Эту работу выполняют в надводном положении фермы-понтона 1. Демонтированный модуль буксируют на судоремонтный завод. Если ремонту подлежит не весь модуль, а только ветротурбина какой-либо ветроустановки, демонтажу подлежит с помощью кранового судна (не показано) только трубообразная часть 24 опорной башни 20 (фиг.7). Если на судоремзавод следует доставить преобразовательное электрооборудование 60, осушительный насос 72 (фиг.9), воздухонагнетатель 80 или другие вспомогательные узлы и механизмы, расположенные в центральных водоизмещающих пирамидах-поплавках 8, 8', многоугольных фигур-понтонов 2, 2', их поднимают наружу посредством кранового судна (не показано) через люк 66 шахты 63 сообщения при снятой крышке 64. При этом всплытия ветрофермы в надводной положение не требуется.The average repair of the wind farm is carried out in a shipyard according to the well-known aggregate method. The wind-driven installation to be repaired together with its displacement foundation-float is disconnected from the flanges of the corresponding perimetric (or linear) connections and stiffeners, and an already repaired wind-electric module is installed in its place. This work is performed in the surface position of the pontoon farm 1. The dismantled module is towed to the shipyard. If not the entire module is subject to repair, but only a wind turbine of any wind turbine, only the pipe-shaped part 24 of the supporting tower 20 (Fig. 7) is to be dismantled with the help of a crane vessel (not shown). If converter
Капитальный ремонт ветрофермы также производят на судоремзаводе, доставляя туда не отдельные модули ветроустановок, а целиком демонтированные многоугольную 2, 2' или четырехугольную 5-6-5'-6' понтонные фигуры (фиг.1). На время ремонта одной понтонной фигуры другие части ветрофермы этого звена продолжают свое функционирование.Overhauls of wind farms are also carried out at the shipyard, delivering there not separate wind turbine modules, but completely dismantled
Перед началом демонтажа подлежащих ремонту частей ветрофермы выполняют подъем их якорей. Эту операцию выполняют с помощью вспомогательного судна (не показано). Посредством грузоподъемного устройства последнего производят поочередно отрыв и подъем каждого якоря до поверхности воды. После этого подают команду на ветроферму начать выбирание якорной цепи 85, 88 (фиг.7) брашпилем 36 соответствующего фундамента-поплавка. Вместе с поднятым якорем подтягивают и вспомогательное судно, удерживающее этот якорь на весу. Выбираемую якорь-цепь укладывают в цепной ящик 89, а якорь (не показан) втягивают в клюз 87. По завершении операции съемки одного якоря приступают к съемке следующего якоря, действуя в указанной последовательности. После втягивания в соответствующий клюз последнего якоря у подлежащей ремонту части ветрофермы приступают к ее демонтажу.Before dismantling the parts of the wind farm to be repaired, their anchors are lifted. This operation is performed using an auxiliary vessel (not shown). By means of the lifting device of the latter, the lifting and lifting of each anchor to the surface of the water is carried out in turn. After that, a command is given to the wind farm to begin selecting the
Использование системы рекреации морской среды. В случае использования системы рекреации морской среды реализуют известную технологию рекреационных процессов, которая основана на усилении естественной биологической активности морских микроорганизмов за счет принудительной подачи к придонным слоям воды, обедненных кислородом, атмосферного воздуха. Для этого на каждой водоизмещающей пирамиде-поплавке каждой из многоугольных 2,2' и четырехугольной 5-6-5'-6' понтонных фигур (фиг.1, 2) в частном случае использования установлен центробежный воздухонагнетатель 50 (фиг.7) и 80 (фиг.9). Электропитание к этим воздухонагнетателям подают с распредщита собственных нужд (не показан), установленного в надстройке 16 (фиг.3-6). У неработающих нагнетателей все их воздухопроводы перекрыты запорной арматурой (не показана). Пуск воздухонагнетателей производят поочередно по командам, посылаемым из ЦПУ. По команде "пуск" открывают воздушную заслонку раструба 52 (фиг.7, 9) и трехходовой клапан-заслонку, соединяющий выходной патрубок (не показаны) воздухонагнетателей 50 и 80 с атмосферой. Включают электродвигатель воздухонагнетателя и при достижении номинальной частоты вращения синхронно прикрывают посредством трехходового клапана-заслонки атмосферный воздухопровод и открывают нагнетательный воздухопровод 53 (фиг.7) и 82 (фиг.9), ведущий к забортному патрубку 54 (фиг.7) и 83 (фиг.9). Нарастающим давлением вытесняют воду из гибкого шланга-воздуховода 93 (фиг.6), раздаточного коллектора 95 (фиг.12), радиальных отводов 97 и воздухораспределительных трубопроводов 98 через их отверстия. После опорожнения от воды всего воздухораспределителя 92 (фиг.6) давление в нагнетательном воздухопроводе стабилизируется и процесс ввода в действие воздухонагнетателя завершается.Use of a marine environment recreation system. In the case of using a system of recreation of the marine environment, they implement the well-known technology of recreational processes, which is based on the enhancement of the natural biological activity of marine microorganisms due to the forced supply of atmospheric air to the bottom layers of oxygen-depleted water. For this, on each displacement pyramid-float of each of the polygonal 2.2 'and quadrangular 5-6-5'-6' pontoon figures (Figs. 1, 2), in the particular case of use, a centrifugal blower 50 (Fig. 7) and 80 are installed (Fig.9). Power to these air blowers is supplied from the auxiliary switchboard (not shown) installed in the superstructure 16 (Fig.3-6). For non-working superchargers, all their air ducts are blocked by shutoff valves (not shown). The start of the air blowers is carried out alternately according to the commands sent from the CPU. At the start command, the air damper of the socket 52 (Figs. 7, 9) and the three-way damper valve connecting the outlet pipe (not shown) of the
В обогащенных кислородом придонных слоях воды активизируется аэробная биологическая очистка загрязнений органического происхождения, поступающих в море (залив) с канализационными и промышленными стоками. В результате обычный морской ил постепенно превращается в активный ил, насыщенный бактериями и простейшими микроорганизмами. Первые минерализуют органические вещества, растворенные в воде, вторые - вещества, находящиеся во взвешенном состоянии. В итоге прозрачность воды улучшается, а вместе с этим и ее светопроницаемость. Обилие света и кислорода вызывают бурный рост подводной растительности, являющейся питательной средой морских микроорганизмов (планктона), животных и рыб. Наличие разнообразной и обильной пищи вызывает увеличение их видов, рост видовых популяций, включая и тех, что имеют промысловое значение. Этим обуславливается развитие прибрежного любительского и промышленного рыболовства и марикультуры и пополнение продовольственного рынка свежей недорогой продукцией. Богатый и разнообразный подводный мир создает благоприятные условия для организации морских видов отдыха местного населения и привлечения иногородних и зарубежных туристов.In oxygen-rich bottom layers of water, aerobic biological treatment of organic pollutants entering the sea (bay) with sewage and industrial effluents is activated. As a result, ordinary sea sludge gradually turns into activated sludge, saturated with bacteria and simple microorganisms. The former mineralize organic substances dissolved in water, the latter minerals in suspension. As a result, the transparency of water improves, and with it its light transmission. The abundance of light and oxygen causes the rapid growth of underwater vegetation, which is a breeding ground for marine microorganisms (plankton), animals and fish. The presence of diverse and plentiful food causes an increase in their species, an increase in species populations, including those that are of commercial importance. This leads to the development of coastal amateur and industrial fishing and mariculture and the replenishment of the food market with fresh, inexpensive products. The rich and diverse underwater world creates favorable conditions for organizing marine recreational activities of the local population and attracting nonresident and foreign tourists.
Роль заявленной системы рекреации приобретает особое значение в период ледостава, когда ледяной покров препятствует естественному процессу насыщения морской воды кислородом. В это время растительный и животный мир испытывает кислородное голодание. Животные и рыбы мигрируют, и эффективность прибрежного рыболовства зимой падает. Практически прекращаются и процессы биологической очистки. Искусственная подача атмосферного воздуха под лед делает эту очистку круглогодичной и исключает кислородное голодание, по крайней мере, в районе расположения ветрофермы.The role of the claimed system of recreation is of particular importance during the period of freezing, when the ice cover prevents the natural process of saturation of sea water with oxygen. At this time, the plant and animal world experiences oxygen starvation. Animals and fish migrate, and coastal fishing efficiency declines in winter. The biological treatment processes are practically ceasing. Artificial supply of atmospheric air under the ice makes this cleaning year-round and eliminates oxygen starvation, at least in the area where the wind farm is located.
В зимний период этот район явится излюбленным местом отдыха рыбаков-любителей и работы промысловиков.In winter, this area will be a favorite vacation spot for amateur fishermen and the work of fishing.
Частный случаи использования ветрофермы. С целью привлечения в данный дорогостоящий проект широких инвестиций, повышения его коммерческой привлекательности и сокращения срока окупаемости предусмотрено расширение функций ветрофермы, в частности использование ее как объекта туристической достопримечательности. Такая функция является вполне оправданной и закономерной, поскольку перед земным сообществом назрела задача сохранения природных органических ресурсов для потомков и удовлетворения энергетических потребностей за счет новых, в том числе нетрадиционных и возобновляющихся источников энергии. Однако к их использованию, по крайней мере деловой мир, имеющий все возможности, относится сдержанно. Содействовать успеху поможет широкая информация и пропаганда практических шагов в этой области посредством убедительной демонстрации реальных достижений и возможностей осуществленных проектов. Сама по себе прибрежная плавучая ветроферма может представлять интерес как уникальное наукоемкое и высокотехнологичное инженерное сооружение, достойное для показа широким слоям населения, включая зарубежных туристов.Special cases of using wind farms. In order to attract wide investments in this expensive project, increase its commercial attractiveness and reduce the payback period, it is envisaged to expand the functions of the wind farm, in particular its use as an object of tourist attraction. Such a function is quite justified and logical, since the task has arisen for the earth community to preserve natural organic resources for posterity and to satisfy energy needs through new, including non-traditional and renewable energy sources. However, their use, at least the business world, which has all the possibilities, is reserved. Promoting success will be helped by extensive information and advocacy of practical steps in this area through a convincing demonstration of the real achievements and capabilities of the implemented projects. The coastal floating wind farm itself may be of interest as a unique high-tech and engineering construction worthy of display to a wide range of people, including foreign tourists.
Это демонстрируют следующим путем. Непосредственно посещению ветрофермы предшествует морская прогулка на экологичном пассажирском катере, например приводимом в движение ветросолнечной энергией, вокруг ветрофермы, периметр которой составляет несколько километров, с обзором панорамы города со стороны моря (залива). В период прогулки производят одиночное и групповое фотографирование и видеосъемку туристов с катера на фоне ветрофермы на первом плане и панорамы города на втором плане. После прогулки катер причаливает к причальному устройству 17 (фиг.5, 6) и экскурсантов приглашают подняться на посадочно-прогулочную террасу 103 и пройти в зрительный зал 105, где им демонстрируют короткометражные видеофильмы о конструктивной, ресурсосберегающей, экологичной и социальной эффективности плавучей ветрофермы. После этого экскурсантам предлагают пешеходный маршрут по ветроферме. Он проходит по периметру надводной площадки 14 с посещением производственных помещений 100 надстройки 16. Затем по пассажирскому лифту 112 экскурсантов опускают в граненую выгородку 59 (фиг.9, 10) центральной пирамиды-поплавка 9 (фиг.2), откуда начинается подводная часть пешеходного маршрута. Из граненой выгородки 59 маршрут пролегает через межраскосные 12 и межпоплавковые раскосные 11 (фиг.2) элементы жесткости в герметичные полости одного из линейных, например на связи 6, фундаментов-поплавков 7, включая помещения 35 брашпиля и 22 ветрогенератора (фиг.7). Из посещенного линейного фундамента-поплавка по другим раскосным и межраскосным ребрам жесткости экскурсанты снова попадают в граненую выгородку 59 упомянутой центральной пирамиды-поплавка. Отсюда маршрут ведет по спиральному трапу (не показан) в нижний ярус 110 (фиг.6) пирамиды-поплавка, где расположен ресторан-океанариум с прозрачными бортами-гранями, оформленный изнутри и снаружи под подводный грот. Здесь на фоне естественного подводного мира в сопровождении музыкальных произведений из известных кинофильмов утомленным туристам предлагают отдохнуть и продегустировать дары моря и освежающие лечебно-оздоровительные напитки местных фармацевтических предприятий. После отдыха экскурсию организованно поднимают по пассажирскому лифту на посадочно-прогулочную террасу и делают групповой фотоснимок на память о посещении ветрофермы. После приобретения сувениров туристов приглашают на посадку на пассажирский катер и доставляют на берег.This is demonstrated in the following way. A direct visit to the wind farm is preceded by a boat trip on an environmentally friendly passenger boat, for example driven by wind-powered energy, around a wind farm with a perimeter of several kilometers, with a panoramic view of the city from the sea (bay). During the walk, single and group photographing and video shooting of tourists from the boat against the background of the wind farm in the foreground and panoramas of the city in the background are made. After the walk, the boat moors to the mooring device 17 (Figs. 5, 6) and the excursionists are invited to climb onto the landing and walking terrace 103 and go to the
В свежую погоду морскую прогулку заменяют прогулкой на вертолете с его посадкой на вертолетную площадку 18. Прибывших таким способом туристов приглашают спуститься по трапу 104 на посадочно-прогулочную террасу 103, откуда и начинается экскурсия. Для неорганизованных туристов, прибывших на ветроферму частными плавсредствами, экскурсионные группы формируют непосредственно на самой ветроферме. В ожидании начала экскурсии отдыхающие прогуливаются по посадочно-прогулочной террасе, фотографируются, просматривают в зрительном зале 105 развлекательные видеопрограммы, проводят время в верхнем баре-кафе 106 либо на открытой салон-веранде 107 с видом на городской пейзаж.In fresh weather, a boat trip is replaced by a helicopter ride with its landing on the
В зимнее время организованные экскурсионные группы доставляют на ветроферму на экскурсионных автобусах по твердому льду, а когда лед еще непрочен - то также на вертолете.In winter, organized excursion groups are delivered to the wind farm by sightseeing buses on hard ice, and when the ice is still unstable, then also by helicopter.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113470/11A RU2258633C2 (en) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | Multi-unit floating coastal wind-operated truss |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113470/11A RU2258633C2 (en) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | Multi-unit floating coastal wind-operated truss |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002113470A RU2002113470A (en) | 2004-01-27 |
RU2258633C2 true RU2258633C2 (en) | 2005-08-20 |
Family
ID=35846249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002113470/11A RU2258633C2 (en) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | Multi-unit floating coastal wind-operated truss |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2258633C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102506012A (en) * | 2011-11-09 | 2012-06-20 | 汪砚秋 | Semi-submersible anchoring type offshore wind generating set with integrated pedestal |
RU2483968C2 (en) * | 2010-11-18 | 2013-06-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Sea floating power plant |
RU2522698C2 (en) * | 2012-08-01 | 2014-07-20 | Российская Федерации, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) | Method to provide electric energy to consumers under conditions of freezing arctic seas and complex of technical means for implementing method |
RU2555778C2 (en) * | 2009-12-07 | 2015-07-10 | Гексикон Аб | Floating power generation station |
CN108825441A (en) * | 2018-07-27 | 2018-11-16 | 马丽萍 | The anti-violent typhoon wind power system of floating type high-efficiency |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108248778A (en) * | 2018-02-26 | 2018-07-06 | 黄诚 | Modularization long range fishing ship |
CN108179728A (en) * | 2018-02-26 | 2018-06-19 | 黄诚 | Floating-island type cruise travelling dock |
CN108216516A (en) * | 2018-02-26 | 2018-06-29 | 黄诚 | Floating-island type power tourism body |
CN108221850A (en) * | 2018-02-26 | 2018-06-29 | 黄诚 | Babinet modularization harbor harbour |
CN108194086A (en) * | 2018-02-26 | 2018-06-22 | 黄诚 | Marine mining ship |
CN114919691B (en) * | 2022-06-07 | 2023-08-15 | 中广核新能源六安有限公司 | Floating type water photovoltaic anchoring device |
-
2002
- 2002-05-23 RU RU2002113470/11A patent/RU2258633C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Multiple unit floating offschore wmdfarm//Wmd Engineering - 1993, vol.17, №4, p.183-188. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555778C2 (en) * | 2009-12-07 | 2015-07-10 | Гексикон Аб | Floating power generation station |
RU2483968C2 (en) * | 2010-11-18 | 2013-06-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Sea floating power plant |
CN102506012A (en) * | 2011-11-09 | 2012-06-20 | 汪砚秋 | Semi-submersible anchoring type offshore wind generating set with integrated pedestal |
RU2522698C2 (en) * | 2012-08-01 | 2014-07-20 | Российская Федерации, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) | Method to provide electric energy to consumers under conditions of freezing arctic seas and complex of technical means for implementing method |
CN108825441A (en) * | 2018-07-27 | 2018-11-16 | 马丽萍 | The anti-violent typhoon wind power system of floating type high-efficiency |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002113470A (en) | 2004-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2976943C (en) | Method of construction, assembly, and launch of a floating wind turbine platform | |
RU2555778C2 (en) | Floating power generation station | |
US6327994B1 (en) | Scavenger energy converter system its new applications and its control systems | |
CN106687368A (en) | Floating substructure for a wind generator and method of installing same | |
RU2258633C2 (en) | Multi-unit floating coastal wind-operated truss | |
CN106573665A (en) | Floating structure and method of installing same | |
US20150104259A1 (en) | Method of construction, installation, and deployment of an offshore wind turbine on a concrete tension leg platform | |
WO2007009464A1 (en) | Plant for exploiting wind energy at sea | |
US20150321739A1 (en) | Marine subsurface data center vessel | |
KR20160113174A (en) | Vessel-mounted ocean thermal energy conversion system | |
US7114882B1 (en) | Aqua-terra planetary transport system and development pneumatic and electro-magnetic underwater tube-link transportation system | |
US4092827A (en) | Apparatus for aerial water acquisition and sub-sea aqueduct | |
US20140248091A1 (en) | Construction and installation process to deploy a wind turbine "WTG" on a tension leg platform/spar in medium to deep water | |
WO2006026838A2 (en) | Floating energy converter | |
DE102012011492A1 (en) | Compressed air energy storage system for wind plant, has hollow pressure vessels that are anchored on appropriately trained foundations with highly vertically working holding force and high lift forces | |
GB2487372A (en) | Offshore marina formed from a number of interconnected ships | |
EP0995032B1 (en) | Stream turbine | |
GB2445284A (en) | A hydro-electric generator arrangement for underwater placement | |
RU2173280C2 (en) | Floating windmill-electric generating plant | |
CN101734360A (en) | Multipurpose over-water platform | |
AU2002302091A1 (en) | Scavenger energy converter system its new applications and its control systems | |
KR20100110372A (en) | A floating type hotel | |
CN211058397U (en) | Detachable floating platform artificial wave making device | |
RU2237595C1 (en) | Waterborne hotel and recreation complex | |
RU2002099C1 (en) | Floating device for generating electric energy due to use of water kinetic energy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070524 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100120 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120524 |