TW202214485A - 用於支撐風力渦輪機的離岸半潛式平台及離岸發電設施 - Google Patents

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TW202214485A
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法商多錫斯工程
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Abstract

一種離岸半潛式平台(14),其包括: 至少三個穩定支柱(16、18); 一桁架結構(20),其將該至少三個穩定支柱(16、18)彼此固定; 對於該等穩定支柱(16、18)中之至少一者,一實質上水平之穿孔板(40)及一緊固部(42),該緊固部經配置用於至少在該穩定支柱(16、18)之一底部表面(32)下方之一工作位置中將該實質上水平之穿孔板(40)緊固至該穩定支柱(16、18),從而形成在該工作位置中之該實質上水平之穿孔板(40)與該穩定支柱(16、18)之該底部表面(32)之間界定之一波浪負荷衰減室(44)。

Description

用於支撐風力渦輪機的離岸半潛式平台及離岸發電設施
本發明涉及由浮動半潛式平台支撐之離岸風力渦輪機。
US9446822揭示一種具有三個穩定支柱之浮動風力渦輪機平台,每一穩定支柱配備有附接至支柱之底部部分之一平面水截留板。該平面水截留板允許對浮動平台之側滾、縱傾及起伏運動進行阻尼。
然而,該等運動僅部分地遭受阻尼。
作為一結果,存在對將允許一浮動平台之側滾、縱傾及起伏運動之一更有效減少的一衰減系統之一需求。
為了彼目的,根據一第一態樣,本發明係針對一種用於支撐一風力渦輪機之離岸半潛式平台,該離岸半潛式平台包括: - 至少三個穩定支柱; - 一桁架結構,其將該至少三個穩定支柱彼此固定; - 對於該等穩定支柱中之至少一者,一實質上水平之穿孔板及一緊固部,該緊固部經配置用於至少在該穩定支柱之一底部表面下方之一工作位置中將該實質上水平之穿孔板緊固至該穩定支柱,從而形成在該工作位置中之該實質上水平之穿孔板與該穩定支柱之該底部表面之間界定之一波浪負荷衰減室。
該等穩定支柱下方之該等衰減室透過以下各項之組合而幫助減少起伏、側滾及縱傾移動:質量及阻尼增加、經由穿孔板達成之黏性阻尼以及經由壓力負荷之時間相移而減少作用在支柱底部板材及穿孔底板上之所組合波浪負荷。在某些例項中,此避免了使用主動壓載物控制。
單獨地或根據任一技術上可能的組合考量,根據本發明之離岸半潛式平台可包括以下特徵中之一或多者: - 該穩定支柱具有垂直於該穩定支柱之一中心軸線截取之一經界定支柱截面,該經界定截面呈現一最大支柱寬度,該波浪負荷衰減室具有沿著該中心軸線截取之一室高度,該室高度與該最大支柱寬度之間的一比率包括在0.2與2之間; - 該室高度包括在3公尺與25公尺之間; - 該實質上水平之穿孔板具有一最大板寬度,該最大板寬度與該最大支柱寬度之間的該比率包括在0.8與1.4之間; - 至少一個額外穿孔板配置在該波浪負荷衰減室中,從而提供對該波浪負荷之額外阻尼及衰減; - 該至少一個額外穿孔板係實質上水平的或實質上垂直的,或者在相對於垂直方向及水平方向兩者傾斜之一平面中延伸; - 該緊固部經配置用於在比該工作位置更靠近該穩定支柱之該底部表面之一縮回位置中將該實質上水平之穿孔板緊固至該穩定支柱; - 該緊固部包括至少三個樑,每一樑固定至該實質上水平之穿孔板並連接至該穩定支柱之一橫向表面; - 該至少三個樑包括至少三個主樑,該緊固部包括每一主樑至該穩定支柱之該橫向表面之一滑動連接件; - 該樑及該穩定支柱之該橫向表面中之一者包括一緊固件,該樑及該穩定支柱之該橫向表面中之另一者支承一上部互補緊固件及一下部互補緊固件,從而與該緊固件協作以將該實質上水平之穿孔板分別緊固在該工作位置及該縮回位置中; - 每一穩定支柱具有一圓形或矩形橫截面; - 該實質上水平之穿孔板支承一壓載物; - 該至少三個穩定支柱包括用於支承該風力渦輪機之一主穩定支柱,該主穩定支柱具有比該等其他穩定支柱大之一大小; - 該至少三個穩定支柱恰好包括配置在一個三角形之頂點處之三個穩定支柱; - 該至少三個穩定支柱恰好包括四個穩定支柱,除該主穩定支柱之外亦具有三個次級穩定支柱,該三個次級穩定支柱配置在一個三角形之頂點處且該主穩定支柱配置在該三角形之一幾何中心處; - 該至少三個穩定支柱恰好包括五個穩定支柱,除該主穩定支柱之外亦具有四個次級穩定支柱,該四個次級穩定支柱配置在一正方形之頂點處且該主穩定支柱配置在該正方形之一幾何中心處。
本發明亦係關於一種離岸發電設施,其包括: - 一浮動離岸半潛式平台,其具有上文之該等特徵; - 一風力渦輪機,其裝配在該至少三個穩定支柱中之一者上。
圖1圖解說明用於發電之一離岸設施10。
該設施包括一風力渦輪機12及一浮動離岸半潛式平台14。
浮動離岸半潛式平台14包括: - 至少三個穩定支柱16、18; - 一桁架結構20,其將至少三個穩定支柱16、18彼此固定。
風力渦輪機12裝配在至少三個穩定支柱中之一者上。在下文闡述中,支承風力渦輪機12之穩定支柱將被指定為主穩定支柱16。在下文闡述中,其他穩定支柱將被指定為次級穩定支柱18。
次級穩定支柱18經配置用於為具有最小量(質量、大小等)之準靜態及動態條件兩者提供最佳平台穩定性。
風力渦輪機12通常包括:一支撐桅桿21,其緊固至主穩定支柱16之上部部分;一吊艙22,其位於桅桿21之頂點處;及一轉子24,其包含葉片26並緊固在於安裝在吊艙22中之軸承中旋轉之一軸件上。
此一風力渦輪機12係熟習此項技術者已知的且在下文中將不詳細揭示。
舉例而言,浮動離岸半潛式平台14適合於定位在水深度大於50 m之一區帶中。
藉由一繫留系統(未展示)將浮動平台14錨固至海床。
舉例而言,繫留系統包括將每一支柱耦合至定位在海床上之一錨之至少三個錨線。
每一支柱16、18沿著一中心軸線A分別延伸。當支柱具有一圓柱形形狀時,中心軸線與圓柱形之軸線一致。
舉例而言,中心軸線A彼此平行。
特定而言,每一中心軸線A實質上平行於風力渦輪機12之桅桿21沿著其延伸之軸線而延伸。
每一支柱16、18之中心軸線A係實質上垂直的,但其相對於水平線之傾斜會依據天氣狀況(諸如海浪或海風)而發生變化。
每一穩定支柱16、18係由一外表面30定界。
外表面30包括向下翻轉之一底部表面32及向上翻轉之一頂部表面34。
頂部表面及/或底部表面通常實質上垂直於中心軸線A。
外表面30具有一橫向表面36,其自底部表面延伸至頂部表面。橫向表面係圓柱形的且環繞中心軸線A。
如圖1及圖2中所圖解說明,每一穩定支柱16、18包括至少一個殼體38。該殼體界定外表面30。該殼體至少部分地係空的,用於將浮力提供至半潛式平台。
每一穩定支柱16、18之下部部分浸沒於水中,而每一穩定支柱16、18之上部部分在海平面上方延伸。
對於穩定支柱16、18中之至少一者,半潛式平台14包括一實質上水平之穿孔板40及一緊固部42,該緊固部經配置用於至少在穩定支柱之底部表面32下方之一工作位置中將實質上水平之穿孔板40緊固至穩定支柱16、18。
一波浪負荷衰減室44係在該工作位置中之實質上水平之穿孔板40與穩定支柱16、18之底部表面38之間界定。
通常,半潛式平台14包括一實質上水平之穿孔板40及用於每一次級穩定支柱18之一波浪負荷衰減室44。
較佳地,半潛式平台14還包括此一實質上水平之穿孔板40及用於主要穩定支柱16之一波浪負荷衰減室44。
波浪負荷衰減室44改良了平台對波浪負荷之流體動力回應。
穿孔板40被稱為實質上水平的,此乃因其在實質上垂直於穩定支柱之中心軸線A之一平面中延伸。穿孔板40可歸因於海浪或海風而相對於水平線形成一較小角度。當天氣狀況平靜時時,穿孔板40係實質上水平的。
穿孔板40實質上平行於底部表面32。
穿孔板40包括一上部表面及上部表面之對置處之一下部表面。將上部表面朝向波浪負荷衰減室44定向。將下部表面朝向海底定向。
穿孔板40直接面向海底地形成波浪負荷衰減室40之一下部自由端。
穿孔板40具有10%至50%、較佳地20%至40%之一平均孔隙率範圍。此處將孔隙率定義為穿孔板之穿孔之自由截面與穿孔板之總體截面之間的比率。
穿孔板40具有分別向上及向下翻轉之兩個大的面46、48。如圖9上所展示,穿孔板40包括若干穿孔50,其在兩個大的面46、48中打開。海水能夠跨越穿孔板40穿過穿孔50而循環。
穿孔50具有一規則或不規則截面。舉例而言,穿孔50具有一圓形截面。
穿孔50全部具有相同截面。穿孔50具有相同形狀及相同尺寸。另一選擇係,穿孔50具有不同截面。舉例而言,若干穿孔具有一圓形截面且若干穿孔具有非圓形截面。根據另一實例,若干穿孔具有一相對較小大小且若干穿孔具有一相對較大大小。
穿孔50之形狀及大小以及穿孔板40之厚度經最佳化以便既增加穿過穿孔之黏性損失又在時間上使經由板及支柱底部板材而作用之峰值壓力負荷發生偏移,因此在給定平均孔隙率範圍的情況下減少總體伴生波浪負荷。穿孔50之形狀及大小以及穿孔板40之厚度經由CFD及內灣測試進行最佳化。
穿孔50分佈在穿孔板40之至少80%之表面之上,較佳地在穿孔板40之至少90%之表面之上,且若可能,在穿孔板40之所有表面之上。
如圖9上所展示,穿孔板40之不帶有穿孔50之唯一區域係沿著板之邊緣,並且其中緊固部42固定至板40。
較佳地,穿孔50規則地分佈在穿孔板40之上。換言之,穿孔50之間的間隔跨越所有板40係等同的。
舉例而言,穿孔50係根據具有一正方形篩孔之一柵格而配置,穿孔50位於柵格之列與行之間的相交點處,如圖9上所展示。
鑒於穩定支柱16、18之截面而選擇衰減室44的沿著中心軸線A截取之高度。該室高度對應於穿孔板40與穩定支柱之底部表面32之間的間隔。
穩定支柱16、18具有垂直於該穩定支柱之中心軸線A截取之一經界定支柱截面。該經界定截面呈現一最大支柱寬度。若支柱截面係圓形的,則該最大支柱寬度係圓形截面之直徑。若支柱截面係矩形的,則該最大支柱寬度係矩形截面之對角線。
選擇室高度使得該室高度與該最大支柱寬度之間的一比率包括在0.2與2之間,較佳地在0.3與1之間。
該室高度包括在3公尺與25公尺之間,較佳地在5公尺與15公尺之間。
該室高度對於所有衰減室44通常係相同的。
穿孔板40因此在同一實質上水平平面中延伸。
當一穩定支柱通常主穩定支柱不配備有一耗散室時,其他支柱之衰減室之底板與該主穩定支柱之吃水深度水平地對準。換言之,該穩定支柱之底部表面32及其他支柱之穿孔板40實質上在同一水平平面中延伸。
衰減室之幾何結構經最佳化以將其用於峰值垂直波浪負荷之減小以及支柱誘發之運動兩者之效率最大化。此係藉由適當地選擇穿孔板40與上文支柱之底部板材之間的距離、板40之廣度及穿孔的組合(孔隙率指數、穿孔配置)而達成。此等參數係經由數值流體模型化(CFD)及內灣測試而校準。
次級穩定支柱18之穿孔板40及衰減室44通常係全部等同的。
主穩定支柱16之穿孔板40及衰減室44與次級穩定支柱18之彼等穿孔板40及衰減室44通常有所不同。
有利地,至少一個額外穿孔板配置在衰減室44內部(圖3)。至少一個額外穿孔板經配置用於提供波浪負荷之額外黏性阻尼且進一步改良流水動力效率。
該至少一個額外穿孔板係實質上水平的或實質上垂直的,或者在相對於垂直方向及水平方向兩者傾斜之一平面中延伸。
舉例而言,一個或數個額外水平之穿孔板52以中間位準配置在穩定支柱之底部表面32與實質上水平之穿孔板40之間,以改良流水動力效率。
另一選擇係或另外,一個或數個垂直穿孔板54經配置用於經由適當波浪負荷減小(阻尼及峰值壓力負荷減小)來減小一階波浪誘發之水平移動,從而在穩定支柱之基座處形成穿孔子室。
緊固部42經配置用於在比工作位置更靠近穩定支柱之底部表面32之一縮回位置中將實質上水平之穿孔板40緊固至穩定支柱16、18。
換言之,緊固部42適於允許在以下兩個不同位置中將實質上水平之穿孔板40緊固至穩定支柱16、18:工作位置及縮回位置。
在圖1、圖3、圖5、圖7及圖10上繪示工作位置。在圖11上繪示縮回位置。
在縮回位置中,浮動平台14之吃水深度減小。因此,縮回位置在浮動構造以及平台14及發電設施10之組裝階段期間尤其適應。工作位置提供最佳流水動力效率且在主動發電操作期間尤其適應。
緊固部42包括至少三個垂直樑,每一樑固定至實質上水平之穿孔板40並連接至穩定支柱16、18之橫向表面36。
至少三個樑包括至少三個主樑56。
緊固部42包括每一主樑56至穩定支柱之橫向表面36之一滑動連接件58。
主樑56與滑動連接件58協作以當穿孔板在其縮回位置與其工作位置之間移動時導引穿孔板40。
選擇主樑56之數目使得在板沒有相對於水平線而變得傾斜的情況下充分地執行該導引。
通常,至少三個樑恰好包括圍繞穩定支柱之中心軸線A相對於彼此成角度地移位之三個主樑56。
至少三個樑還包括數個次級樑60。
選擇次級樑60之數目使得主要樑及次級樑一起在工作位置中將穿孔板牢固地緊固至穩定支柱,而主要樑將板固定在縮回位置中。
通常,選擇次級樑60之數目使得樑之總數目包括在3與12之間,較佳地在4與10之間,通常在6與8之間。
舉例而言,緊固部42包括三個主要樑56及五個次級樑60。
樑56、60圍繞穩定支柱之中心軸線A相對於彼此規則地成角度地移位。若可能,樑56、60在兩個主要樑56之間配置有相同數目之次級樑60 (增減一個樑)。
在各圖上所繪示之實例中,兩個次級樑60插置在第一主要樑56與第二主要樑56之間,兩個次級樑60插置在第二主要樑56與第三主要樑56之間,且一個次級樑60插置在第三主要樑56與第一主要樑56之間。
樑56、60係舉例而言具有20英吋直徑(約70 cm)之一圓形之金屬樑。
樑56、60實質上平行於穩定支柱之中心軸線A且彼此平行。
每一樑之下部端62剛性地固定至穿孔板40。
滑動連接件58包括固定至穩定支柱之橫向表面36之一套管,其中以滑動方式接收主支柱56。
樑56、60及穩定支柱之橫向表面36中之一者包括一緊固件64,樑56、60及穩定支柱之橫向表面36中之另一者支承一上部互補緊固件66及一下部互補緊固件68,從而與緊固件64協作以將實質上水平之穿孔板40分別緊固在工作位置及縮回位置中。
在圖10及圖11上所繪示之實例中,穩定支柱之橫向表面36為每一樑56、60支承一個緊固件64。
每一樑56、60支承一個上部互補緊固件66及一個下部互補緊固件68。
上部互補緊固件66位於下部互補緊固件68上方。
緊固件及互補緊固件係具任何經調適類型的。舉例而言,緊固件包括一凸緣且互補緊固件包括適於栓接至緊固件之凸緣的另一凸緣。
在一變體(各圖上未繪示)中,每一樑56、60支承一個緊固件64。穩定支柱之橫向表面36為每一樑支承一個上部互補緊固件66及一個下部互補緊固件68。
對於在縮回位置與工作位置之間移動穿孔板40,浮動平台14針對每一主樑56包括一絞盤69及連接至主樑56之上部端71之一纜線或一鏈70 (圖11)。
在圖11上所繪示之實例中,絞盤69固定在穩定支柱之頂部表面34上。纜線或鏈70自絞盤69實質上水平地運行至配置在頂部表面34之邊緣處之一偏轉滑輪72,且自偏轉滑輪72垂直地運行至主樑56之上部端71。
對於將穿孔板40自其縮回位置降低至工作位置,啟動與所有主樑56相關聯的絞盤69,使得纜線或鏈70同時進行解繞。
對於將穿孔板40自其工作位置提升至縮回位置,啟動與所有主樑56相關聯的絞盤69,使得纜線或鏈70同時進行捲繞。
絞盤69可移除地緊固至穩定支柱。當降低/提升操作完成時,移除絞盤。
緊固部42經設計用於外部樑56、60以最終對作用在衰減室44之穿孔板上之負荷進行分配。
主樑56比次級樑60長。
次級樑60之長度使得次級樑60在穿孔板40之工作位置及縮回位置兩者中保持潛沒在海平面下方。
主樑56之長度使得主樑56之上部端71在穿孔板40之工作位置及縮回位置兩者中保持在海平面上方。
在縮回位置中,主樑56之上部端71保持在頂部表面34下方,且不會在穩定支柱上方突出。
通常,穩定支柱16、18具有垂直於中心軸線截取之一圓形橫截面(圖2、圖6、圖8、圖10)。根據另一變體,穩定支柱16、18具有可能具有經修圓隅角之一矩形橫截面(圖3)。根據另一變體,穩定支柱16、18具有任何其他形狀之一橫截面。橫截面之形狀係基於構造成本與流水動力效率之間的一折衷而判定。
實質上水平之穿孔板40具有等同於穩定支柱16、18之橫截面之一形狀。若橫截面係圓形的,則穿孔板40係圓形的。若橫截面係矩形的,則穿孔板40係矩形的。
最大板寬度與該最大支柱寬度之間的比率包括在0.8與1.4之間,較佳地1與1.2之間。
若板係圓形的,則最大板寬度係圓形板之直徑。若板係矩形的,則最大板寬度係矩形板之對角線。
作為一結果,穿孔板不會遠超出穩定支柱之外周長而延伸,且有助於藉助碼頭起重機對桅桿及渦輪機進行碼頭側繫留及提升。
如上文所指示,穩定支柱16、18具有其實質上垂直之中心軸線A。另一選擇係,次級穩定支柱18具有其相對於垂直方向傾斜之中心軸線A。
主穩定支柱16比次級穩定支柱18具較大體積,以承受風力渦輪機12之重量。
將至少三個穩定支柱16、18彼此固定之桁架結構20係有利地如在編號FR1874136提出申請之法國專利申請案中所定義。
桁架結構20包括經由角撐板及剪切板連接至穩定支柱之樑74 (圖10)。
每一穩定支柱之殼體38包括分別界定頂部表面34及底部表面36之一上部板材及一下部板材,各圖上並不明顯。
將樑74固定至上部板材及下部板材,如圖3及圖5上所展示。另一選擇係,將樑74固定至上部板材且固定至耗散室之穿孔板40,如圖1上所展示。
桁架結構20經設計以最小化在於穩定支柱之間傳送恢復負荷的同時作用在桁架結構上之波浪負荷以確保浮動設施之總體穩定性。
在圖1至圖4、圖7及圖8上所繪示之實例中,兩個給定穩定支柱藉由兩個主樑74彼此連接。每一主樑係具有一大的圓形截面之一管狀、圓柱形輪廓。
另一選擇係,管狀主樑74係由小截面輪廓之一網格製成之主樑替換,如圖5及圖6上所展示。
下文闡述離岸半潛式平台14中穩定支柱16、18之總體配置之數個實例。
根據一第一實施例,該至少三個穩定支柱恰好包括配置在一個三角形之頂點處之三個穩定支柱。
該三個穩定支柱包括一個主穩定支柱16及兩個次級穩定支柱18。
舉例而言,如在編號FR1874136下提出申請之法國專利申請案中所闡述地配置三個穩定支柱16、18。
三個穩定支柱16、18具有圓形橫截面(圖1及圖2)。
在第二實施例中,如圖3及圖4上所繪示,至少三個穩定支柱恰好包括配置在一個三角形之頂點處之三個穩定支柱。三個穩定支柱包括一個主穩定支柱16及兩個次級穩定支柱18。
舉例而言,如在編號FR1874136下提出申請之法國專利申請案中所闡述地配置三個穩定支柱16、18。
三個穩定支柱16、18具有帶有經修圓隅角之矩形橫截面(圖3及圖4)。
根據一第三實施例,該至少三個穩定支柱恰好包括四個穩定支柱,除主穩定支柱16之外亦具有三個次級穩定支柱18。
三個次級穩定支柱18配置在一個三角形之頂點處且主穩定支柱16位於該三角形之幾何中心處。
舉例而言,該三角形係實質上等邊的。
根據一第四實施例,該至少三個穩定支柱恰好包括五個穩定支柱,除主穩定支柱16之外亦具有四個次級穩定支柱18。
四個次級穩定支柱18配置在一正方形之頂點處且主穩定支柱16位於該正方形之幾何中心處。
在所有實施例中,穩定支柱特定而言其大小經設計以減小對永久壓載之需求。
壓載係藉助水或者藉助諸如混凝土、礦石混凝土(orecrete)或任何其他適合材料之一高密度固體材料而達成。
壓載物76位於殼體38內部的穩定支柱之基座處(圖3及圖5)。
另一選擇係,實質上水平之穿孔板40支承壓載物76 (圖1、圖5、圖7)。在此情形中,壓載物配置在穿孔板40之頂部處或者係穿孔板40。
根據另一替代方案,壓載物76之一部分位於穩定支柱內部,且壓載物76之另一部分由穿孔板支承。
次級穩定支柱通常負載有相同數量之壓載物76。主要穩定支柱通常負載有一不同數量之壓載物76 (圖1、圖3及圖5)。
根據圖5上所繪示之一實例,主穩定支柱負載有液體壓載物76,而次級穩定支柱負載有固體壓載物76。
壓載物76會經由經降低定傾中心高度而改良總體穩定性。
穩定支柱16、18由鋼筋混凝土板(離岸標準)、結構預應力鋼筋混凝土、普通密度混凝土或輕質量混凝土製成。桁架結構20由鋼或混凝土製成。
穿孔板40由鋼、混凝土或其一組合製成。
在項目設計階段進行材料選擇,以根據項目具體情況最佳化製作及運輸成本,同時達成與最大平台運動相關之項目標準。
根據一變體,穿孔板40至對應穩定支柱之緊固部42不包括連接至穩定支柱之側表面36之樑。而是,緊固部42包括將穿孔板40連接至穩定支柱之底部表面32之一桁架結構。
10:離岸設施/發電設施/離岸發電設施 12:風力渦輪機 14:平台/浮動平台/半潛式平台/離岸半潛式平台/浮動離岸半潛式平台 16:支柱/穩定支柱/主穩定支柱/主要穩定支柱 18:支柱/穩定支柱/次級穩定支柱 20:桁架結構 21:桅桿/支撐桅桿 22:吊艙 24:轉子 26:葉片 30:外表面 32:底部表面 34:頂部表面 36:側表面/橫向表面/底部表面 38:殼體/底部表面 40:板/穿孔板/實質上水平之穿孔板 42:緊固部 44:衰減室/波浪負荷衰減室 46:大的面 48:大的面 50:穿孔 52:額外穿孔板/額外水平之穿孔板 54:垂直穿孔板/額外穿孔板 56:樑/主樑/外部樑/主支柱/主要樑/第一主要樑/第二主要樑/第三主要樑 58:滑動連接件 60:樑/次級樑/外部樑 62:下部端 64:緊固件/上部互補緊固件 66:上部互補緊固件 68:下部互補緊固件 69:絞盤 70:纜線/鏈 71:上部端 72:偏轉滑輪 74:樑/管狀主樑 76:壓載物/液體壓載物/固體壓載物 A:中心軸線
依據閱讀僅作為一實例提供並參考附圖完成之以下闡述,將更好地理解本發明,其中: - 圖1係根據本發明之一第一可能實施例的包括一浮動離岸半潛式平台之一離岸發電設施之一側視示意圖; - 圖2係圖1之離岸發電設施之一俯視示意圖; - 圖3及圖4係用於本發明之一第二實施例的類似於圖1及圖2之彼等示意圖的示意圖; - 圖5及圖6係用於本發明之一第三實施例的類似於圖1及圖2之彼等示意圖的示意圖; - 圖7及圖8係用於本發明之一第四實施例的類似於圖1及圖2之彼等示意圖的示意圖; - 圖9係圖1之一個穿孔板之一俯視示意圖; - 圖10係圖7及圖8之離岸發電設施之一透視示意圖;且 - 圖11係配備有用於移動穿孔板之構件的一穩定支柱之一側視示意圖,該穿孔板展示於穩定支柱之縮回位置中。
10:離岸設施/發電設施/離岸發電設施
12:風力渦輪機
16:支柱/穩定支柱/主穩定支柱/主要穩定支柱
18:支柱/穩定支柱/次級穩定支柱
20:桁架結構
21:桅桿/支撐桅桿
26:葉片
34:頂部表面
36:側表面/橫向表面/底部表面
40:板/穿孔板/實質上水平之穿孔板
42:緊固部
44:衰減室/波浪負荷衰減室
56:樑/主樑/外部樑/主支柱/主要樑/第一主要樑/第二主要樑/第三主 要樑
58:滑動連接件
60:樑/次級樑/外部樑
62:下部端
64:緊固件/上部互補緊固件
66:上部互補緊固件
68:下部互補緊固件
74:樑/管狀主樑

Claims (15)

  1. 一種用於支撐一風力渦輪機(12)之離岸半潛式平台(14),該離岸半潛式平台(14)包括: 至少三個穩定支柱(16、18); 一桁架結構(20),其用於將該至少三個穩定支柱(16、18)彼此固定; 對於該等穩定支柱(16、18)中之至少一者,一實質上水平之穿孔板(40)及一緊固部(42),該緊固部經配置以用於至少在該穩定支柱(16、18)之一底部表面(32)下方之一工作位置中將該實質上水平之穿孔板(40)緊固至該穩定支柱(16、18),從而形成在該工作位置中之該實質上水平之穿孔板(40)與該穩定支柱(16、18)之該底部表面(32)之間界定之一波浪負荷衰減室(44)。
  2. 如請求項1之離岸半潛式平台,其中該穩定支柱(16、18)具有垂直於該穩定支柱(16、18)之一中心軸線(A)截取之一經界定支柱截面,該經界定截面呈現一最大支柱寬度,該波浪負荷衰減室(44)具有沿著該中心軸線(A)截取之一室高度,該室高度與該最大支柱寬度之間的一比率包括在0.2與2之間。
  3. 如請求項2之離岸半潛式平台,其中該室高度包括在3公尺與25公尺之間。
  4. 如請求項2或3之離岸半潛式平台,其中該實質上水平之穿孔板(40)具有一最大板寬度,該最大板寬度與該最大支柱寬度之間的該比率包括在0.8與1.4之間。
  5. 如請求項1至3中任一項之離岸半潛式平台,其中至少一個額外穿孔板(52、54)配置在該波浪負荷衰減室(44)中,從而提供對該波浪負荷之額外阻尼及衰減。
  6. 如請求項5之離岸半潛式平台,其中該至少一個額外穿孔板(52、54)係實質上水平的或實質上垂直的,或者在相對於垂直方向及水平方向兩者傾斜之一平面中延伸。
  7. 如請求項1至3中任一項之離岸半潛式平台,其中該緊固部(42)經配置用於在比該工作位置更靠近該穩定支柱(16、18)之該底部表面(32)之一縮回位置中將該實質上水平之穿孔板(40)緊固至該穩定支柱(16、18)。
  8. 如請求項1至3中任一項之離岸半潛式平台,其中該緊固部(42)包括至少三個樑(56、60),每一樑(56、60)固定至該實質上水平之穿孔板(40)並連接至該穩定支柱(16、18)之一橫向表面(36)。
  9. 如請求項8之離岸半潛式平台,其中該至少三個樑包括至少三個主樑(56),該緊固部(42)包括每一主樑(56)至該穩定支柱(16、18)之該橫向表面(36)之一滑動連接件(58)。
  10. 如請求項8之離岸半潛式平台,其中該樑(56、60)及該穩定支柱(16、18)之該橫向表面(36)中之一者包括一緊固件(64),該樑(56、60)及該穩定支柱(16、18)之該橫向表面(36)中之另一者支承一上部互補緊固件(64)及一下部互補緊固件(66),從而與該緊固件(64)協作以將該實質上水平之穿孔板(40)分別緊固在該工作位置及該縮回位置中。
  11. 如請求項1至3中任一項之離岸半潛式平台,其中每一穩定支柱(16、18)具有一圓形或矩形橫截面。
  12. 如請求項1至3中任一項之離岸半潛式平台,其中該實質上水平之穿孔板(40)支承一壓載物(76)。
  13. 如請求項1至3中任一項之離岸半潛式平台,其中該至少三個穩定支柱(16、18)包括用於支承該風力渦輪機(12)之一主穩定支柱(16),該主穩定支柱(16)具有比該等其他穩定支柱(18)大之一大小。
  14. 如請求項13之離岸半潛式平台,其中: 該至少三個穩定支柱(16、18)恰好包括配置在一個三角形之頂點處之三個穩定支柱;或 該至少三個穩定支柱(16、18)恰好包括四個穩定支柱,除該主穩定支柱(16)之外亦具有三個次級穩定支柱(18),該三個次級穩定支柱(18)配置在一個三角形之頂點處且該主穩定支柱(16)配置在該三角形之一幾何中心處;或 該至少三個穩定支柱(16、18)恰好包括五個穩定支柱,除該主穩定支柱(16)之外亦具有四個次級穩定支柱(18),該四個次級穩定支柱(18)配置在一正方形之頂點處且該主穩定支柱(16)配置在該正方形之一幾何中心處。
  15. 一種離岸發電設施(10),其包括: 一如請求項1至14中任一者之浮動離岸半潛式平台(14); 一風力渦輪機(12),其裝配在該至少三個穩定支柱(16、18)中之一者上。
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US8418640B2 (en) * 2008-07-30 2013-04-16 Seahorse Equipment Corp Semisubmersible offshore platform with drag-inducing stabilizer plates
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