本發(fā)明涉及海上平臺(tái)應(yīng)急供電，具體涉及一種基于多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的應(yīng)急供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、海上風(fēng)力發(fā)電是一種利用海上風(fēng)力資源進(jìn)行發(fā)電的清潔能源技術(shù)。多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)就是常用的一種風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，其傳力路徑明確、穩(wěn)定性強(qiáng)、應(yīng)用較廣。多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)包括：中軸筒體、斜撐管、水平撐管、連接套管和多個(gè)鋼管樁(一般不少于三個(gè))，多個(gè)鋼管樁以中軸筒體為中心分散布置。以三腳架式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)為例，三個(gè)鋼管樁呈等邊三角形布置，且分別位于三個(gè)頂點(diǎn)處，中軸筒體就布置在等邊三角形的中心位置。中軸筒體通過斜撐管、水平撐管、連接套管與鋼管樁的頂端連接完成風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的搭建。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔架設(shè)置于中軸筒體上，實(shí)現(xiàn)與風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的連接，構(gòu)建成海上風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)。

2、海上風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)在服役期間，受人為或天氣因素的影響，會(huì)出現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組停機(jī)的情況。人為因素例如需要對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行維護(hù)或修理，天氣因素例如臺(tái)風(fēng)、寒潮、雷暴等惡劣天氣，以及無風(fēng)或者風(fēng)力較小天氣的影響，這些都可能導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組停止發(fā)電或與電網(wǎng)脫離。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組失電期間，為維持海上風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)正常運(yùn)作，仍有一些設(shè)施有用電需求，如風(fēng)機(jī)偏航變槳(使風(fēng)機(jī)調(diào)整至最優(yōu)姿態(tài)以抵御臺(tái)風(fēng))、消防應(yīng)急用電、水文氣象監(jiān)測設(shè)備(如測風(fēng)儀、浪高儀)、結(jié)構(gòu)監(jiān)測設(shè)備、視頻監(jiān)控、導(dǎo)助航系統(tǒng)(航行安全警示燈、虛擬ais)、海上通信基站、測繪rtk基站等，這就要求海上風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)配備應(yīng)急供電的裝置。

3、目前海上風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)通過配置蓄電池組或柴油發(fā)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)應(yīng)急供電。但是，蓄電池組存儲(chǔ)的電量有限，通常僅能維持幾個(gè)小時(shí)，且體積巨大；柴油發(fā)電機(jī)需要取用空氣、排放廢氣，柴油這種原材料在海上不易補(bǔ)給，運(yùn)維成本較高，而且柴油發(fā)電機(jī)在使用期間會(huì)造成污染及碳排放。此外，蓄電池組或柴油發(fā)發(fā)電機(jī)的設(shè)置會(huì)占用多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上外平臺(tái)的安裝空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的應(yīng)急供電系統(tǒng)，以解決設(shè)置蓄電池組或柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行應(yīng)急供電會(huì)占用多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上外平臺(tái)的安裝空間，而且蓄電池組存儲(chǔ)的電量有限、采用柴油發(fā)電會(huì)造成污染，同時(shí)柴油在海上不易補(bǔ)給，運(yùn)維成本較高的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種基于多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的應(yīng)急供電系統(tǒng)，包括：

3、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)組件，所述風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)組件包括：中軸筒體、斜撐管、連接套管、水平撐管和管樁，所述中軸筒體底端設(shè)置有進(jìn)出水口，所述連接套管與所述管樁的頂端連接，所述斜撐管一端與所述中軸筒體連接，另一端連接所述連接套管，所述水平撐管的一端與所述中軸筒體連接，另一端與所述連接套管連接，且所述中軸筒體、所述斜撐管、所述連接套管、所述水平撐管和所述管樁內(nèi)部連通；

4、電氣組件，所述電氣組件包括：應(yīng)急發(fā)電設(shè)備和供電設(shè)備，所述應(yīng)急發(fā)電設(shè)備設(shè)置在所述水平撐管內(nèi)部，所述應(yīng)急發(fā)電設(shè)備適于利用自所述進(jìn)出水口進(jìn)入所述水平撐管中的海水發(fā)電，所述供電設(shè)備設(shè)置于所述中軸筒體，且與所述應(yīng)急發(fā)電設(shè)備電連接；

5、導(dǎo)水排水組件，所述導(dǎo)水排水組件用于引導(dǎo)水流或?qū)⑺龉軜秲?nèi)的海水排走，其包括：抽水件、排水管和導(dǎo)水管，所述抽水件設(shè)置于所述管樁內(nèi)，所述排水管的進(jìn)水端與所述抽水件連接，其排水端穿過所述管樁、連接套管、所述斜撐管延伸至所述中軸筒體，所述導(dǎo)水管的一端位于所述水平撐管內(nèi)，位于應(yīng)急發(fā)電設(shè)備尾水側(cè)，另一端延伸至所述管樁內(nèi)，且所述導(dǎo)水管上設(shè)置有閘門。

6、有益效果

7、應(yīng)急發(fā)電設(shè)備利用從中軸筒體的進(jìn)出水口進(jìn)入水平撐管的海水進(jìn)行發(fā)電，并將電能傳送給供電設(shè)備，由供電設(shè)備進(jìn)行電力分配，在應(yīng)急階段，保證應(yīng)急發(fā)電設(shè)備的持續(xù)運(yùn)行。即在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組停機(jī)失電的情況下，可通過電氣組件進(jìn)行應(yīng)急發(fā)電、供電。在非應(yīng)急階段，可通過導(dǎo)水排水組件將海水排走，為下一次應(yīng)急發(fā)電設(shè)備工作做好準(zhǔn)備。而且發(fā)電使用的工作介質(zhì)為海水，易獲取、水量充足，成本低廉。此外，電氣組件和導(dǎo)水排水組件的設(shè)置和安裝基本是在管樁、連接套管、斜撐管、水平撐管和中軸筒體內(nèi)，也就是利用了多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的內(nèi)部空間，不會(huì)額外占用風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)外平臺(tái)的安裝空間。

8、并且通過抽水件可以將應(yīng)急發(fā)電設(shè)備使用后進(jìn)入管樁的海水抽走，為下一次應(yīng)急發(fā)電設(shè)備工作做好準(zhǔn)備。通過排水管將管樁內(nèi)的海水排放至中軸筒體及多余部分排入海中，可以盡量提高發(fā)電水力管路的壓力差，利于發(fā)電。通過導(dǎo)水管設(shè)置在應(yīng)急發(fā)電設(shè)備尾水側(cè)，引導(dǎo)水流，設(shè)置閘門后可以控制導(dǎo)水管的通斷以及導(dǎo)水管的流量。進(jìn)而可以輔助調(diào)節(jié)應(yīng)急發(fā)電設(shè)備的發(fā)電功率。

9、在一種實(shí)施方式中，所述連接套管套住所述管樁的頂端，且所述連接套管與所述管樁通過膠凝材料連接固定。

10、有益效果

11、中軸筒體通過連接套管、斜撐管和水平撐管與管樁進(jìn)行連接，這種結(jié)構(gòu)的連接套管套在管樁頂端，連接穩(wěn)固方便，管樁對(duì)中軸筒體的支撐效果好。并且通過連接套管、斜撐管和水平撐管可將管樁與中軸筒體內(nèi)部空間連通，提供更多的空間，以供安裝設(shè)施或者布置管線。

12、在一種實(shí)施方式中，所述連接套管上開設(shè)有排氣口。

13、有益效果

14、通過設(shè)置排氣口可以調(diào)節(jié)管樁內(nèi)氣壓，保障發(fā)電組件、導(dǎo)水排水組件能順暢工作。

15、在一種可選的實(shí)施方式中，所述抽水件與所述供電設(shè)備電連接。

16、有益效果

17、非應(yīng)急階段，通過供電設(shè)備為抽水件供電，無需為抽水件額外配備供電設(shè)備。

18、在一種可選的實(shí)施方式中，所述管樁的底部設(shè)置有洞庫，所述洞庫與所述管樁連通。

19、有益效果

20、設(shè)置洞庫可以增大管樁內(nèi)的儲(chǔ)水空間，避免管樁內(nèi)水位上漲迅速，影響應(yīng)急發(fā)電設(shè)備工作。

21、在一種可選的實(shí)施方式中，所述管樁底端設(shè)置有隔水封底。

22、有益效果

23、隔水封底提高了管樁的密封性，防止海水滲入管樁內(nèi)部占據(jù)空間。并且隔水封底也可兼做工作平臺(tái)，為工人施工、運(yùn)維提供便利。

24、在一種可選的實(shí)施方式中，基于多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的應(yīng)急供電系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述中軸筒體中的運(yùn)維通道。

25、有益效果

26、通過設(shè)置運(yùn)維通道便于工作人員進(jìn)入進(jìn)行一些運(yùn)維工作。

27、在一種可選的實(shí)施方式中，基于多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的應(yīng)急供電系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)組件上的附屬設(shè)施。

技術(shù)特征：

1.一種基于多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的應(yīng)急供電系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的應(yīng)急供電系統(tǒng)，其特征在于，所述連接套管(13)套住所述管樁(15)的頂端，且所述連接套管(13)與所述管樁(15)通過膠凝材料連接固定。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的應(yīng)急供電系統(tǒng)，其特征在于，所述連接套管(13)上開設(shè)有排氣口(131)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的應(yīng)急供電系統(tǒng)，其特征在于，所述抽水件(31)與所述供電設(shè)備(22)電連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的應(yīng)急供電系統(tǒng)，其特征在于，所述管樁(15)的底部設(shè)置有洞庫(35)，所述洞庫(35)與所述管樁(15)連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的應(yīng)急供電系統(tǒng)，其特征在于，所述管樁(15)底端設(shè)置有隔水封底(151)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的應(yīng)急供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置于所述中軸筒體(11)中的運(yùn)維通道(4)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的基于多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的應(yīng)急供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置于所述風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)組件上的附屬設(shè)施。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及海上平臺(tái)應(yīng)急供電技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的應(yīng)急供電系統(tǒng)。應(yīng)急供電系統(tǒng)包括：風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)組件、電氣組件和導(dǎo)水排水組件，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)組件的中軸筒體通過斜撐管、水平撐管、連接套管與管樁的頂端連接；電氣組件包括：應(yīng)急發(fā)電設(shè)備和供電設(shè)備，應(yīng)急發(fā)電設(shè)備設(shè)置在水平撐管內(nèi)部，適于利用進(jìn)出水口進(jìn)入水平撐管中的海水發(fā)電，供電設(shè)備設(shè)置于中軸筒體且與應(yīng)急發(fā)電設(shè)備電連接；導(dǎo)水排水組件設(shè)置于風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)組件內(nèi)部，用于引導(dǎo)水流或?qū)⒐軜秲?nèi)的海水排走。本發(fā)明利用海水進(jìn)行發(fā)電，成本低易獲取，能滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)組停機(jī)時(shí)海上風(fēng)電場的應(yīng)急供電需求。主要部件設(shè)置于多腳架式海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的內(nèi)部空間，不會(huì)額外占用外平臺(tái)等空間。

技術(shù)研發(fā)人員：閭澤洋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上?？睖y設(shè)計(jì)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9