[發(fā)明專利]可伸縮阻尼裝置以及海上漂浮式風機基礎

有效

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• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102720209A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設計）人: 朱海飛;李榮富;石磊;羅勇;汪亞洲
• 申請（專利權）人: 北京金風科創(chuàng)風電設備有限公司
• 主分類號: E02D27/44
• 分類號: E02D27/44;B63B35/44
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 劉奕晴

技術領域

本發(fā)明涉及一種可伸縮阻尼裝置以及具有所述可伸縮阻尼裝置的海上漂浮式風機基礎。

背景技術

海上有著豐富的風資源和廣闊的開發(fā)面積，因此隨著陸地優(yōu)質風場資源日趨開發(fā)完畢，世界范圍內各主要風機制造商都開始把發(fā)展重點向海上轉移。與陸地風電場建設相比，海上風電場要面對風浪流等多重載荷的考驗，環(huán)境條件更復雜，技術開發(fā)難度更大，面臨許多新的挑戰(zhàn)。目前，潮間帶、潮下帶灘涂風電場及近海風電場，這些水深不超過50米的海上風電場通常采用固定式基礎結構形式，主要包括重力式基礎、單樁或多樁基礎、導管架基礎、負壓桶式基礎等。

2011年，國家能源局與國家海洋局聯(lián)合制定并出臺了《海上風電開發(fā)建設管理暫行辦法實施細則》，根據該細則，海上風電場原則上應在離岸距離不少于10公里、灘涂寬度超過10公里時海域水深不得少于10米的海域布局，可見，未來海上風電的發(fā)展方向是向遠離岸邊的深海發(fā)展。在遠離大陸的深海區(qū)域，可開發(fā)利用的風資源更多更優(yōu)質，市場前景也更廣闊。

現階段，為了開發(fā)深海風電的需要，人們將海洋石油行業(yè)常用的深海漂浮式石油平臺型式應用在風電領域，相繼開發(fā)了采用單立柱平臺(SPAR)、半潛式平臺(Semi-submersible)、張力腿平臺(TLP)的漂浮式風機。采用這三種類型的典型漂浮式風機的定位型式如表1所示：

表1

項目名稱基礎結構型式系泊定位方式挪威Hywind項目單立柱基礎懸鏈線定位系統(tǒng)Vestas與Windfloat合作項目半潛式基礎懸鏈線定位系統(tǒng)荷蘭Blue?H項目張力腿平臺張力腿定位系統(tǒng)

表1中示出的三種漂浮式基礎型式最早應用在石油行業(yè)，石油鉆采平臺與海上漂浮式風機基礎所受上部載荷差異很大，具體表現為：除了承受風浪流等環(huán)境載荷作用外，石油鉆采平臺承受的上部載荷較為單一，主要為組塊及設備自重Fz，而海上漂浮式風機基礎需要承受風機這一高聳結構運行所引起的陀螺回轉效應，傾覆力矩Mx、My以及繞垂直軸的扭矩Mz，整個風機會產生六個自由度的劇烈運動，包括X軸、Y軸和Z軸的軸向運動和繞軸的擺動，給風機的變槳和偏航控制系統(tǒng)帶來巨大挑戰(zhàn)，會影響到風機的正常運行，影響發(fā)電量，甚至會危及整個系統(tǒng)結構的安全。

Hywind項目中采用的SPAR平臺由于本身水線面面積較小，提供的水體附加阻尼很小，在風機載荷Mx、My、Mz的作用下，整個平臺的轉角會很大，風機極限工況下甚至會達到40°以上，這是風機設計所不允許的。因而Hywind項目采用SPAR平臺型式時，需要在轉角方向設計阻尼器，但這將會額外增加設計難度及工程造價。

Vestas與Windfloat合作項目采用的風機基礎形式為半潛式結構，主體由三個相距35m的浮筒組成，風機安裝在其中一個浮筒上，基礎的定位系統(tǒng)采用系泊定位。為了有效地降低風機基礎的升沉、縱搖和首搖方向的運動幅度，該半潛式結構需要在每個浮筒的底部設置阻尼板增大升沉運動的阻尼。