半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)和浮動風(fēng)機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及海上風(fēng)力發(fā)電機領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種結(jié)構(gòu)改進的半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)以及具有該半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)的浮動風(fēng)機。
【背景技術(shù)】
[0002]在50米以上深海區(qū)域，可開發(fā)利用的風(fēng)資源更多更優(yōu)質(zhì)，市場前景也更廣闊。要開發(fā)這些海域的深海風(fēng)電場，按照目前近海風(fēng)場普遍采用的各種貫穿粧結(jié)構(gòu)固定在海底的做法將不具備優(yōu)勢，因為:隨著水深增加，固定式基礎(chǔ)成本直線上升；固定式海上風(fēng)機建造運維成本比浮動式更高。因此，為了使海上風(fēng)電場的建設(shè)可以向深海區(qū)發(fā)展，需要開發(fā)經(jīng)濟實用的浮動式風(fēng)力發(fā)電機。因此，如何開發(fā)運動特性優(yōu)異、結(jié)構(gòu)緊湊、經(jīng)濟實用的浮動式風(fēng)機基礎(chǔ)已經(jīng)成為開發(fā)浮動式風(fēng)機最關(guān)鍵的課題。
[0003]應(yīng)用于海上風(fēng)電領(lǐng)域的浮動式風(fēng)機基礎(chǔ)承受的載荷不同于傳統(tǒng)的海油工程中的移動式平臺，因為浮動式海上風(fēng)機基礎(chǔ)除了承受風(fēng)浪流的聯(lián)合作用外，還要承受風(fēng)機這一高聳結(jié)構(gòu)運行所引起的陀螺回轉(zhuǎn)效應(yīng)，傾覆力矩Mx，My以及繞垂直軸的扭矩Mz，整個風(fēng)機會產(chǎn)生六個自由度的劇烈運動，包括X、Y和Z軸的軸向移動和繞軸的擺動，這給風(fēng)機的變槳和偏航控制系統(tǒng)帶來巨大挑戰(zhàn)，會影響到風(fēng)機的正常運行，影響發(fā)電量，甚至?xí)＜罢麄€系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的安全性。
[0004]因此，有必要開發(fā)出一種能夠使風(fēng)力發(fā)電機組保持平穩(wěn)運行的浮動風(fēng)機基礎(chǔ)。【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)改善的半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)以及具有該半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)的浮動風(fēng)機。
[0006]本實用新型的另一目的在于提供一種運動性能提高的半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)以及具有該半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)的浮動風(fēng)機。
[0007]本實用新型的另一目的在于提供一種生產(chǎn)成本和安裝成本降低的半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)以及具有該半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)的浮動風(fēng)機。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，提供了一種半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)，包括:至少三個立柱；立柱連接結(jié)構(gòu)，與每個立柱的下端分別連接，以使立柱和立柱連接結(jié)構(gòu)形成一體；支撐立柱，設(shè)置在浮動風(fēng)機基礎(chǔ)的中央，用于支撐風(fēng)機的塔架、機艙、葉片和風(fēng)力發(fā)電機組，其中，每個立柱的橫截面面積均在水面以下的預(yù)定位置向上變大。
[0009]所述立柱的橫截面面積可在所述預(yù)定位置發(fā)生突變。
[0010]所述立柱的橫截面面積可從所述預(yù)定位置開始向上逐漸增大。
[0011]所述立柱可在所述預(yù)定位置以下的部分具有相同的橫截面。
[0012]所述立柱的底端可設(shè)置有垂蕩板。
[0013]所述立柱的外側(cè)表面可相對于豎直方向向浮動風(fēng)機基礎(chǔ)的外側(cè)傾斜。
[0014]所述立柱的外側(cè)可相對于豎直方向向外傾斜5度至10度。
[0015]所述立柱的內(nèi)側(cè)表面可保持豎直。
[0016]每個立柱和支撐立柱之間可通過直撐桿和斜撐桿互相連接。
[0017]所述立柱連接結(jié)構(gòu)可以是底浮箱或桁架結(jié)構(gòu)。
[0018]在立柱的底部和底浮箱內(nèi)可設(shè)置有壓載水調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0019]在垂蕩板上可形成有多個整流孔。
[0020]垂蕩板可通過傾斜的連接桿與立柱連接。
[0021]所述浮動風(fēng)機基礎(chǔ)可通過懸鏈線式系泊纜索被錨固于海底。
[0022]所述浮動風(fēng)機基礎(chǔ)可通過懸鏈線式系泊纜索被錨固于海底，其中，系泊纜索的上端可與垂蕩板連接。
[0023]所述底浮箱可具有Y形形狀。
[0024]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種浮動風(fēng)機，包括:如上所述的半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)；塔架，安裝在所述半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)的支撐立柱上；機艙，安裝在塔架的頂端；風(fēng)力發(fā)電機組和葉片，安裝在機艙的前端。
[0025]本實用新型通過應(yīng)用變截面立柱不僅可實現(xiàn)比傳統(tǒng)半潛式平臺結(jié)構(gòu)減重至少20%，而且還可實現(xiàn)整個浮動式風(fēng)機濕拖安裝，避免了使用昂貴的大型海上運輸船和安裝船。
[0026]本實用新型提出的變截面半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)在中等水深海域使用時，運動性能、經(jīng)濟性和安裝運維的綜合指標(biāo)優(yōu)于導(dǎo)管架基礎(chǔ)，比如對于6MW風(fēng)機，該基礎(chǔ)用鋼量可比導(dǎo)管架基礎(chǔ)降低約15%。
[0027]本實用新型提出的在立柱的底端設(shè)置垂蕩板可提供較大的附加阻尼和附加質(zhì)量，降低了基礎(chǔ)運動幅度，可滿足風(fēng)機正常運行發(fā)電要求，提高發(fā)電量；而且，在綜合采用的變截面立柱和垂蕩板的情況下，與傳統(tǒng)半潛平臺比，能夠降低整體結(jié)構(gòu)成本約30%。
[0028]根據(jù)本實用新型的半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)的加工制造方便，可在一般船塢中或船臺上建造，在岸邊碼頭實行整機拼裝，對港口水深要求不高，可整體濕拖，省去了常規(guī)海上吊裝需要的大型浮吊船，給海上風(fēng)機安裝帶來便利，大大節(jié)省運輸安裝成本。
[0029]對于采用了根據(jù)本實用新型的半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)的浮動風(fēng)機，當(dāng)需要大部件更換或遇臺風(fēng)來襲時，可以解纜，只需要一條普通拖船即可整體拖航回港進行部件更換或避風(fēng)，機動靈活性能好，節(jié)省了大型浮吊船和運輸船的高昂費用，避免了臺風(fēng)對機組造成的危害。
【附圖說明】
[0030]通過下面結(jié)合附圖進行的描述，本實用新型的上述和其它目的和特點將會變得更加清楚，其中:
[0031]圖1是應(yīng)用了根據(jù)本實用新型的實施例的半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)的浮動風(fēng)機的立體圖；
[0032]圖2是根據(jù)本實用新型的實施例的半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)及其系泊系統(tǒng)的立體圖；
[0033]圖3是根據(jù)本實用新型的實施例的半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)的立體圖。
【具體實施方式】
[0034]以下，參照附圖來詳細說明本實用新型的實施例。
[0035]如圖1所示，根據(jù)本實用新型的實施例的浮動式風(fēng)機或浮動風(fēng)機100包括浮動風(fēng)機基礎(chǔ)10、系泊纜索20、塔架30、機艙40、風(fēng)力發(fā)電機組50和葉片60。在根據(jù)本實用新型的實施例中，浮動風(fēng)機基礎(chǔ)10為半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)，顧名思義，在浮動風(fēng)機100安裝就位于海面時，浮動風(fēng)機基礎(chǔ)10的一部分會沒入于海面以下，以這種方式支撐風(fēng)機的主體，即，塔架30、機艙40、風(fēng)力發(fā)電機組50和葉片60等。由于浮動風(fēng)機基礎(chǔ)10能夠隨海浪移動，因此其通過系泊纜索20被錨固于海底。優(yōu)選地，系泊纜索20為懸鏈線式系泊纜索。
[0036]如圖1至圖3所示，在浮動風(fēng)機基礎(chǔ)10的中央設(shè)置有支撐立柱11，支撐立柱11與塔架30連接，以支撐安裝在塔架30頂端的機艙40、風(fēng)力發(fā)電機組50和葉片60。如圖1所示，風(fēng)機具有三個葉片60，發(fā)電機組50的轉(zhuǎn)子通過葉片60的旋轉(zhuǎn)而與定子相互作用，從而可將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能。在附圖1中，雖然示出了風(fēng)機具有三個葉片，但是本實用新型不限于三個，風(fēng)機也可以具有2個或更多個葉片。
[0037]下面將結(jié)合附圖2-3詳細描述根據(jù)本實用新型的實施例的半潛式浮動風(fēng)機基礎(chǔ)10的具體結(jié)構(gòu)。
[0038]如圖2至圖3所示，浮動風(fēng)機基礎(chǔ)10包括三個立柱12和連接立柱12的底浮箱13。底浮箱13具有Y形形狀，S卩，底浮箱13的三個伸出端分別與每個立柱12的下端連接，從而立柱12和底浮箱13形成為一體式結(jié)構(gòu)。在底浮箱13的中央(即整個浮動風(fēng)機基礎(chǔ)10的中央)設(shè)置有支撐立柱11，用于支撐風(fēng)機的主體。支撐立