[實用新型]半潛式浮動風機基礎和浮動風機

有效

• 申請號: 201420711900.2
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN204415681U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 李榮富
• 申請（專利權）人: 新疆金風科技股份有限公司
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44;E02D27/42;E02D27/52
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王秀君

技術領域

本實用新型涉及海上風力發電機領域，更具體地講，涉及一種結構改進的半潛式浮動風機基礎以及具有該半潛式浮動風機基礎的浮動風機。

背景技術

在50米以上深海區域，可開發利用的風資源更多更優質，市場前景也更廣闊。要開發這些海域的深海風電場，按照目前近海風場普遍采用的各種貫穿樁結構固定在海底的做法將不具備優勢，因為：隨著水深增加，固定式基礎成本直線上升；固定式海上風機建造運維成本比浮動式更高。因此，為了使海上風電場的建設可以向深海區發展，需要開發經濟實用的浮動式風力發電機。因此，如何開發運動特性優異、結構緊湊、經濟實用的浮動式風機基礎已經成為開發浮動式風機最關鍵的課題。

應用于海上風電領域的浮動式風機基礎承受的載荷不同于傳統的海油工程中的移動式平臺，因為浮動式海上風機基礎除了承受風浪流的聯合作用外，還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、Y和Z軸的軸向移動和繞軸的擺動，這給風機的變槳和偏航控制系統帶來巨大挑戰，會影響到風機的正常運行，影響發電量，甚至會危及整個系統結構的安全性。

因此，有必要開發出一種能夠使風力發電機組保持平穩運行的浮動風機基礎。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種結構改善的半潛式浮動風機基礎以及具有該半潛式浮動風機基礎的浮動風機。

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機基礎以及具有該半潛式浮動風機基礎的浮動風機。

本實用新型的另一目的在于提供一種生產成本和安裝成本降低的半潛式浮動風機基礎以及具有該半潛式浮動風機基礎的浮動風機。

為了實現上述目的，提供了一種半潛式浮動風機基礎，包括：至少三個立柱；立柱連接結構，與每個立柱的下端分別連接，以使立柱和立柱連接結構形成一體；支撐立柱，設置在浮動風機基礎的中央，用于支撐風機的塔架、機艙、葉片和風力發電機組，其中，每個立柱的橫截面面積均在水面以下的預定位置向上變大。

所述立柱的橫截面面積可在所述預定位置發生突變。

所述立柱的橫截面面積可從所述預定位置開始向上逐漸增大。

所述立柱可在所述預定位置以下的部分具有相同的橫截面。

所述立柱的底端可設置有垂蕩板。

所述立柱的外側表面可相對于豎直方向向浮動風機基礎的外側傾斜。

所述立柱的外側可相對于豎直方向向外傾斜5度至10度。

所述立柱的內側表面可保持豎直。

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。

所述立柱連接結構可以是底浮箱或桁架結構。

在立柱的底部和底浮箱內可設置有壓載水調節系統。

在垂蕩板上可形成有多個整流孔。

垂蕩板可通過傾斜的連接桿與立柱連接。

所述浮動風機基礎可通過懸鏈線式系泊纜索被錨固于海底。

所述浮動風機基礎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。

所述底浮箱可具有Y形形狀。

根據本實用新型的另一方面，提供了一種浮動風機，包括：如上所述的半潛式浮動風機基礎；塔架，安裝在所述半潛式浮動風機基礎的支撐立柱上；機艙，安裝在塔架的頂端；風力發電機組和葉片，安裝在機艙的前端。

本實用新型通過應用變截面立柱不僅可實現比傳統半潛式平臺結構減重至少20％，而且還可實現整個浮動式風機濕拖安裝，避免了使用昂貴的大型海上運輸船和安裝船。

本實用新型提出的變截面半潛式浮動風機基礎在中等水深海域使用時，運動性能、經濟性和安裝運維的綜合指標優于導管架基礎，比如對于6MW風機，該基礎用鋼量可比導管架基礎降低約15％。

本實用新型提出的在立柱的底端設置垂蕩板可提供較大的附加阻尼和附加質量，降低了基礎運動幅度，可滿足風機正常運行發電要求，提高發電量；而且，在綜合采用的變截面立柱和垂蕩板的情況下，與傳統半潛平臺比，能夠降低整體結構成本約30％。

根據本實用新型的半潛式浮動風機基礎的加工制造方便，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，省去了常規海上吊裝需要的大型浮吊船，給海上風機安裝帶來便利，大大節省運輸安裝成本。