本發(fā)明涉及浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)壓載水水量調(diào)節(jié)，具體涉及一種浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的干式環(huán)網(wǎng)壓排載裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、壓排載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是遠(yuǎn)海用漂浮式風(fēng)力發(fā)電機(jī)（下稱浮式風(fēng)機(jī)）設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一,該系統(tǒng)設(shè)計(jì)直接關(guān)系到平臺的穩(wěn)性與安全,起到調(diào)節(jié)平臺吃水及平衡的作用,同時保障平臺和工作人員生命財(cái)產(chǎn)安全。

2、國內(nèi)現(xiàn)有的浮式風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)均為被動壓載，即風(fēng)機(jī)在位后不進(jìn)行調(diào)載，僅需完成一次永久的注水過程，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時僅僅依靠浮體結(jié)構(gòu)自身性能抵抗風(fēng)浪流的作用。

3、目前的浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)在進(jìn)行水量壓排載調(diào)節(jié)的過程中，通常需要開設(shè)海底門來形成被動壓載系統(tǒng)，現(xiàn)有的開設(shè)海底門進(jìn)行壓排載調(diào)節(jié)的方式不僅破壞風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的完整性，容易導(dǎo)致破艙，還需要定期保養(yǎng)，檢修需潛水員下潛進(jìn)行操作，容易給檢修造成困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的干式環(huán)網(wǎng)壓排載裝置及方法，用于解決現(xiàn)有的開設(shè)海底門進(jìn)行壓排載調(diào)節(jié)的方式不僅破壞風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的完整性，容易導(dǎo)致破艙，還需要定期保養(yǎng)，檢修需潛水員下潛進(jìn)行操作,容易給檢修造成困難的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明公開了一種浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的干式環(huán)網(wǎng)壓排載裝置，設(shè)置在一個浮箱上，包括一個風(fēng)機(jī)立柱和兩個非風(fēng)機(jī)立柱、一個壓排載干式環(huán)網(wǎng)，所述浮箱和所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)分別設(shè)置在風(fēng)機(jī)立柱和兩個非風(fēng)機(jī)立柱的底部和頂部；一個所述風(fēng)機(jī)立柱和兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱的底部分別設(shè)置有一個可調(diào)壓載艙，每個可調(diào)壓載艙與所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)之間均配置有一條第一注水管路和一條回水管路，在每條第一注水管路上設(shè)置有第一液壓控制閥，每條回水管路上設(shè)置有一個排載泵；

4、當(dāng)需要調(diào)整浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的姿態(tài)時，通過控制相應(yīng)的所述第一注水管路的第一液壓控制閥或/和相應(yīng)的所述回水管路的排載泵，從所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)中調(diào)撥壓載水至水量少的立柱的可調(diào)壓載艙或水量多的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)的壓載水至水量少的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)，來調(diào)節(jié)一個所述風(fēng)機(jī)立柱和兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱的底部的壓載水水量之間的平衡，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)姿態(tài)的調(diào)整。

5、優(yōu)選地，一個所述風(fēng)機(jī)立柱和兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱呈三角形分布，且其底部均設(shè)置在所述浮箱上；所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)呈三角形，由三根水平支撐管兩兩彼此相連通形成，所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)的三個角部分別設(shè)置在所述風(fēng)機(jī)立柱和兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱的頂部。

6、優(yōu)選地，所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)包括三根水平支撐管，在所述風(fēng)機(jī)立柱的頂部與其中一個非風(fēng)機(jī)立柱的頂部之間、所述風(fēng)機(jī)立柱的頂部與另一個非風(fēng)機(jī)立柱的頂部之間以及兩個非風(fēng)機(jī)立柱的頂部之間分別通過一根水平支撐管相連通，三根水平支撐管兩兩相連通，形成所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)。

7、進(jìn)一步地，所述風(fēng)機(jī)立柱和兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱分別配置有一根斜撐，所述斜撐的頂端設(shè)置在風(fēng)機(jī)立柱或所述非風(fēng)機(jī)立柱上，所述斜撐的底端設(shè)置在所述浮箱上。

8、優(yōu)選地，所述浮箱內(nèi)部設(shè)置有若干個永久壓載艙，所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)與每個永久壓載艙分別通過一條第二注水管路相連通，在每條第二注水管路上設(shè)置有第二液壓控制閥，當(dāng)打開某一個需要注入壓載水的永久壓載艙對應(yīng)的第二液壓控制閥，所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)向該永久壓載艙注入壓載水。

9、優(yōu)選地，所述浮箱包括三個橫向浮梁，三個橫向浮梁首尾依次相連形成三角形，且所述浮箱的三個橫向浮梁與所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)的三根水平支撐管分別對應(yīng)且平行。

10、進(jìn)一步地，每個橫向浮梁的兩端分別設(shè)置有一個永久壓載艙，三個橫向浮梁總共設(shè)置有六個永久壓載艙；兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱的底部分別設(shè)置有一個永久壓載艙。

11、優(yōu)選地，所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)與每個可調(diào)壓載艙分別通過一條第一注水管路相連通，在每條第一注水管路上設(shè)置有第一液壓控制閥，當(dāng)打開某一個需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙對應(yīng)的第一液壓控制閥，所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)向該可調(diào)壓載艙注入壓載水。

12、優(yōu)選地，所述風(fēng)機(jī)立柱和兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱還分別設(shè)置有一條回水管路，每條回水管路上設(shè)置有一個排載泵，每個排載泵兩側(cè)的回水管路上分別設(shè)置有第三液壓控制閥和第四液壓控制閥，每條回水管路的兩端分別與所述風(fēng)機(jī)立柱或所述非風(fēng)機(jī)立柱的可調(diào)壓載艙和所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)相連通，當(dāng)啟動其中一個排載泵時，該排載泵將其所對應(yīng)的可調(diào)壓載艙內(nèi)的壓載水抽回至所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)內(nèi)。

13、優(yōu)選地，所述風(fēng)機(jī)立柱或所述非風(fēng)機(jī)立柱上設(shè)置有一個調(diào)載泵，所述調(diào)載泵的進(jìn)水口連通有注水管，所述注水管的海水進(jìn)口用于正對海水；所述調(diào)載泵的出水口與所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)通過管道相連通，且調(diào)載泵的出水口與所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)相連通的管道上設(shè)置有手動調(diào)節(jié)閥，當(dāng)啟動所述調(diào)載泵并打開手動調(diào)節(jié)閥時，海水被調(diào)載泵吸入至壓排載干式環(huán)網(wǎng)內(nèi)。

14、第二方面，本發(fā)明還公開了一種浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的干式環(huán)網(wǎng)壓排載方法，采用上述的裝置，該方法包括：

15、步驟a：先將所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)的壓載水注入至水量少的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)；

16、步驟b：如果所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)內(nèi)的壓載水不足以向該可調(diào)壓載艙注入來維持一個所述風(fēng)機(jī)立柱和兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱的底部的壓載水水量之間的平衡，再將水量多的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)的壓載水調(diào)撥至水量少的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)，調(diào)節(jié)浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)底部的壓載水，進(jìn)而調(diào)整浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的姿態(tài)。

17、進(jìn)一步地，在實(shí)施所述步驟a之前，需要預(yù)先向永久壓載艙注水，確保一個所述風(fēng)機(jī)立柱和兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱的底部的壓載水水量之間在初始狀態(tài)時能達(dá)到平衡，包括以下步驟：

18、步驟o1：啟動調(diào)載泵并打開手動調(diào)節(jié)閥，海水通過海水進(jìn)口被調(diào)載泵吸入至壓排載干式環(huán)網(wǎng)內(nèi)作為壓載水；

19、步驟o2：分別打開待注水的永久壓載艙對應(yīng)的第二液壓控制閥，將壓排載干式環(huán)網(wǎng)內(nèi)的壓載水分別注入至待注入的永久壓載艙內(nèi)，直至注滿為止；

20、步驟o3：分別打開待注水的可調(diào)壓載艙對應(yīng)的第一液壓控制閥，將壓排載干式環(huán)網(wǎng)內(nèi)的壓載水分別注入到待注入的可調(diào)壓載艙內(nèi)，直至每個可調(diào)壓載艙裝載部分的壓載水，以確保一個所述風(fēng)機(jī)立柱和兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱的底部的壓載水水量之間在初始狀態(tài)時能達(dá)到平衡。

21、優(yōu)選地，所述步驟b包括以下步驟：

22、步驟b1：根據(jù)所述風(fēng)機(jī)立柱和兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱的底部的壓載水水量的多少，在所述風(fēng)機(jī)立柱和兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱的可調(diào)壓載艙中確定需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙，其中，立柱底部的壓載水的水量少的可調(diào)壓載艙作為需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙；

23、步驟b2：打開需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙對應(yīng)的第一液壓控制閥，將所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)的壓載水注入至需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙內(nèi)；

24、步驟b3：如果所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)內(nèi)的壓載水不足以向該可調(diào)壓載艙注入來維持一個所述風(fēng)機(jī)立柱和兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱的底部的壓載水水量之間的平衡，則在所述風(fēng)機(jī)立柱和兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱的可調(diào)壓載艙中確定需要排出壓載水的可調(diào)壓載艙，其中，立柱底部的壓載水的水量多的可調(diào)壓載艙作為需要排出壓載水的可調(diào)壓載艙，則再從所述需要排出水的可調(diào)壓載艙抽取壓載水至所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)內(nèi)，最后將所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)的壓載水注入至需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙內(nèi)，直至一個所述風(fēng)機(jī)立柱和兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱的底部的壓載水水量之間重新達(dá)到平衡，包括以下步驟：

25、步驟b31：啟動所述需要排出水的可調(diào)壓載艙對應(yīng)的回水管路上的排載泵，并打開該回水管路上的排載泵兩側(cè)的第三液壓控制閥和第四液壓控制閥，將所述需要排出水的可調(diào)壓載艙內(nèi)的壓載水注入到所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)內(nèi)；

26、步驟b32：打開所述需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙相對應(yīng)于的第一液壓控制閥，將所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)的壓載水注入至需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙內(nèi)，直至所述風(fēng)機(jī)立柱和兩個所述非風(fēng)機(jī)立柱的底部的壓載水水量之間重新達(dá)到平衡。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

28、（一）本發(fā)明公開了一種浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的干式環(huán)網(wǎng)壓排載裝置，設(shè)置在一個浮箱上，包括一個風(fēng)機(jī)立柱和兩個非風(fēng)機(jī)立柱、一個壓排載干式環(huán)網(wǎng)，浮箱和壓排載干式環(huán)網(wǎng)分別設(shè)置在風(fēng)機(jī)立柱和兩個非風(fēng)機(jī)立柱的底部和頂部；一個風(fēng)機(jī)立柱和兩個非風(fēng)機(jī)立柱的底部分別設(shè)置有一個可調(diào)壓載艙，每個可調(diào)壓載艙與壓排載干式環(huán)網(wǎng)之間均配置有一條第一注水管路和一條回水管路，在每條第一注水管路上設(shè)置有第一液壓控制閥，每條回水管路上設(shè)置有一個排載泵；當(dāng)需要調(diào)整浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的姿態(tài)時，通過控制相應(yīng)的所述第一注水管路的第一液壓控制閥或/和相應(yīng)的所述回水管路的排載泵，調(diào)撥所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)的壓載水至水量少的立柱的可調(diào)壓載艙或水量多的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)的壓載水至水量少的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)，來調(diào)節(jié)一個風(fēng)機(jī)立柱和兩個非風(fēng)機(jī)立柱的底部的壓載水水量之間的平衡，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)姿態(tài)的調(diào)整，即通過3臺排載泵即可實(shí)現(xiàn)將壓載水在3個艙室之間調(diào)撥。本發(fā)明配置的干式環(huán)網(wǎng)檢修方便，不僅不會破壞風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的完整性，而且降低了風(fēng)險，解決了現(xiàn)有的開設(shè)海底門進(jìn)行壓排載調(diào)節(jié)的方式不僅破壞風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的完整性，容易導(dǎo)致破艙，還需要定期保養(yǎng)，檢修需潛水員下潛進(jìn)行操作,容易給檢修造成困難的難題。

29、（二）本發(fā)明公開了一種浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的干式環(huán)網(wǎng)壓排載方法，先將所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)的壓載水注入至水量少的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)，如果水量還不夠，再將水量多的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)的壓載水調(diào)撥至水量少的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)，調(diào)節(jié)浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)底部的壓載水，進(jìn)而調(diào)整浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的姿態(tài)。本發(fā)明公開的浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的干式環(huán)網(wǎng)壓排載方法，能結(jié)合漂浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的特點(diǎn)，能根據(jù)環(huán)境條件，通過所述壓排載干式環(huán)網(wǎng)將三個立柱內(nèi)的壓載水互相調(diào)撥，調(diào)整姿態(tài)實(shí)現(xiàn)對環(huán)境荷載的整體平衡，不僅保證風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)完整性，提高系統(tǒng)整體性、安全性以及降低壓排載泵數(shù)量，而且使風(fēng)機(jī)的扇葉始終處于最大迎風(fēng)面，從而提高風(fēng)機(jī)發(fā)電效率。

30、（三）本發(fā)明公開了一種浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的干式環(huán)網(wǎng)壓排載方法，采用壓載水內(nèi)循環(huán)，在調(diào)載過程中不用排出和吸入外部海水，降低了管線、泵等設(shè)備的腐蝕和海生物滋生；節(jié)省壓載泵數(shù)量，提高風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)整體的完整性和安全性，有較高的經(jīng)濟(jì)價值。

31、（四）本發(fā)明公開了一種浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的干式環(huán)網(wǎng)壓排載方法，相比于每個立柱需要同時具備壓排載功能而每個立柱需配備壓載泵、排載泵的傳統(tǒng)方案，本發(fā)明通過環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)壓載水相互調(diào)撥的功能，注水過程只需一臺調(diào)載泵，調(diào)載過程每個立柱只需各自配備一臺排載泵，壓載水的注入功能由干式環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，節(jié)省壓載泵數(shù)量，有效降低前期投入成本，同時降低了風(fēng)機(jī)調(diào)載過程中的能耗。