[實(shí)用新型]一種海上風(fēng)機(jī)裙樁基礎(chǔ)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220515204.5
• 申請(qǐng)日: 2012-10-09
• 公開（公告）號(hào): CN202767094U
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈法勇;吳永祥;李明輝;代海濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): E02D27/12
• 分類號(hào): E02D27/12;E02D27/42;E02D27/52
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所 11303
• 代理人: 姜瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)，具體是涉及一種海上風(fēng)機(jī)裙樁基礎(chǔ)。

背景技術(shù)

海上風(fēng)力資源豐富。通常離岸10km的海上風(fēng)速要比沿岸陸上高出25％，深海區(qū)域的風(fēng)力資源比近海區(qū)域更為豐富。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國海域在水深60～900m處的海上風(fēng)力資源達(dá)到1533GW，而近海0～30m的水域只有430GW。據(jù)國家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所等機(jī)構(gòu)的研究，中國近海10m、20m和30m水深以內(nèi)的海域風(fēng)能資源分別約為1×10⁸kW、3×10⁸kW和4.9×10⁸kW。按比例計(jì)算，深海60～900m處的海上風(fēng)能資源將約有l(wèi)?7.4×10⁸KW。海上風(fēng)力發(fā)電發(fā)展前景廣闊。

海上風(fēng)力發(fā)電的開發(fā)與陸地的顯著區(qū)別之一就在于其基礎(chǔ)的完全不同，海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)處在風(fēng)、浪、流和冰作用的環(huán)境下，且海上風(fēng)機(jī)必須裝備單機(jī)容量大的機(jī)組以降低成本，因此海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)不僅關(guān)系到投資成本，而且關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)在服役期內(nèi)的安全。

海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)是造成海上風(fēng)電成本高的因素之一，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮海床的地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況，離岸距離，海上風(fēng)浪載荷特性及海流、冰等的影響。海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有重力式結(jié)構(gòu)，如上海東海大橋風(fēng)電場(chǎng)，采用的是即是高樁承臺(tái)基礎(chǔ)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，靠自身質(zhì)量穩(wěn)固海床上，其不但體積龐大，質(zhì)量需要隨著水深的增加而增加，基礎(chǔ)建設(shè)費(fèi)用也相應(yīng)增加，通常僅適用于水深為0-10m處，且其可承載的風(fēng)電機(jī)組容量較小，僅為3MW。

海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)還有樁基固定式結(jié)構(gòu)，包括單立柱，單立柱三樁結(jié)構(gòu)，四腿導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)等。已經(jīng)建成的大部分海上風(fēng)電場(chǎng)都采用了單立柱基礎(chǔ)，單立柱基礎(chǔ)樁體與塔架可直接連接，或通過過渡段連接，其對(duì)振動(dòng)和垂直度較為敏感，設(shè)計(jì)和施工的要求較高；單立柱三樁結(jié)構(gòu)與邊際油田開發(fā)的簡易平臺(tái)相似，三根樁通過一個(gè)三角形鋼架與中心立柱連接，風(fēng)機(jī)塔架連接在立柱上形成一個(gè)結(jié)構(gòu)整體；四腿導(dǎo)管架基礎(chǔ)完全借鑒了固定式平臺(tái)的概念，采用了剛度更大的結(jié)構(gòu)形式，樁基固定式結(jié)構(gòu)適用水深為0-50m。江蘇如東潮間帶風(fēng)電場(chǎng)采用的是普通的三樁、四樁等基礎(chǔ)，樁通過上部支撐腿管直接打入海底土壤，腿管與樁之間間隙灌注灌漿材料，風(fēng)電機(jī)組容量都在3MW以下。

超大型海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的研制。5MW和6MW的大容量風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)下線運(yùn)行，多家風(fēng)電企業(yè)都在研制10MW及以上超大容量風(fēng)電機(jī)組，聯(lián)合動(dòng)力正在研發(fā)12MW高溫超導(dǎo)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。這些超大容量的風(fēng)電機(jī)組，適合安裝在深水海域。而可以承載大容量風(fēng)電機(jī)組的海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)就成為本領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于10-100米水深海域，3MW-12MW海上風(fēng)機(jī)使用的海上風(fēng)機(jī)裙樁基礎(chǔ)。

為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：

一種海上風(fēng)機(jī)裙樁基礎(chǔ)，包括連接段鋼筒、導(dǎo)管架支撐和裙樁，連接段鋼筒的下端固定連接在導(dǎo)管架支撐上，上端與風(fēng)機(jī)塔筒相固接；導(dǎo)管架支撐是由3根以上的腿管以及將腿管橫向兩兩連接的支撐管組成的架體，每根腿管的下端均固接有1-4根中空的灌漿套管；裙樁套設(shè)在灌漿套管內(nèi)，其上端與灌漿套管相固結(jié)，下端固定在海底持力層內(nèi)。

本實(shí)用新型還可通過以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)：

所述的海上風(fēng)機(jī)裙樁基礎(chǔ)，其中，所述灌漿套管與導(dǎo)管架支撐的腿管通過連接板固定連接在一起，沿腿管外側(cè)半圓周等角度等距離分布，腿管與灌漿套管間距離為腿管直徑的三倍。

所述的海上風(fēng)機(jī)裙樁基礎(chǔ)，其中，所述灌漿套管與裙樁采用灌漿材料填充固結(jié)在一起。

所述的海上風(fēng)機(jī)裙樁基礎(chǔ)，其中，所述支撐管包括至少一層的水平撐管。

所述的海上風(fēng)機(jī)裙樁基礎(chǔ)，其中，所述支撐管還包括至少一層的斜撐管。

所述的海上風(fēng)機(jī)裙樁基礎(chǔ)，其中，所述水平撐管和/或傾斜撐管為剖切面呈圓形等直徑或變直徑的管體。

所述的海上風(fēng)機(jī)裙樁基礎(chǔ)，其中，所述連接鋼筒上端通過法蘭與塔筒固定連接，連接鋼筒上部設(shè)有檢修平臺(tái)。

所述的海上風(fēng)機(jī)裙樁基礎(chǔ)，其中，所述腿管為3-6根，垂直設(shè)置或下部略向外側(cè)傾斜。

所述的海上風(fēng)機(jī)裙樁基礎(chǔ)，其中，所述連接段鋼筒為等直徑圓形筒體或變直徑圓形筒體，固定安裝在導(dǎo)管架支撐的支撐管上，筒體頂面高于最高潮位加波高的1/2高度。

所述的海上風(fēng)機(jī)裙樁基礎(chǔ)，其中，所述裙樁的直徑為Φ1000-Φ2000mm；所述腿管直徑為Φ1200-Φ2500mm；所述支撐管直徑為Φ300-Φ1500mm。