[發明專利]一種半固定式海上風機基礎

有效

• 申請號: 201611072916.3
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106609511B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 戴國亮;朱文波;龔維明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 朱亮淞

本發明公開了一種半固定式海上風機基礎，包括風機、塔筒、浮筒、張緊線和底部半固式基礎，所述風機與套筒的上端豎直方向設置，所述套筒的下端與浮筒的上端豎直方向設置，所述塔筒與浮筒處于一直線上；所述浮筒的下端與底部半固定式基礎豎直方向上設置，若干所述張緊線的一端與浮筒的頂部連接，若干所述張緊線的另一端分別以浮筒為中心與海床均勻分布連接。本發明能有效減少整機運動幅值，解決了在過渡海域采用固定式基礎施工困難、造價高、基礎不穩定等問題。

技術領域

本發明涉及海上風力發電技術領域，涉及一種介于固定式與漂浮式基礎之間的半固定式海上風機基礎形式。

背景技術

目前為止，我國的漂浮式風機研究還處于起步階段。而海上風電場的發展，目前多位于0-30米水深的淺海，距離海岸在20km以內，如響水風電場、東海大橋風電場等，風機均采用固定式基礎。而根據最新的中國氣象局海上風資源調查結果顯示，我國5m到25m水深線以內的近海區域、海平面以上50m高度風電可裝機容量約為2億kW，25m到50m以內的過渡區域、海平面以上70m以上可裝機容量約為5億kW，而100m以上的深海區域風能資源更為豐富。30米水深以上的海域，風能尚未被開發利用，為了進一步開發遠海海域的風能發展漂浮式基礎已經成為必然，然而漂浮式基礎穩定性不足。

漂浮式基礎一般適用于遠海海域，或海水深度超過50m以上的海域，由于固定式與漂浮式都有自身的水域適用范圍，50m左右的水深海域是采用固定式基礎與漂浮式基礎的一個分界點，在這部分水域不管是采用固定式基礎還是漂浮式基礎，基礎造價相對較高，采用固定式基礎施工較為困難。

與淺海固定式基礎結構形式相比，對于深海海域漂浮式基礎具有明顯的優勢。目前漂浮式基礎形式有Spar式、張力腿式、半潛式等，但各種漂浮式基礎都有自身的優缺點。

Spar式浮式基礎由中央柱、浮力艙、壓載艙、系泊系統組成由于重心低于浮心，可以保證基礎的穩定性。優點：水線面積小受波浪荷載影響小；缺點：水下結構吃水深、耗材多、不經濟、同時懸鏈線對橫搖縱搖縱蕩橫蕩的剛度不夠，此結構僅適用于120米以上水域風能的開發，適用水深受到限制。

半潛式浮式基礎主要由立柱、橫梁、斜撐、浮箱和系泊系統組成。優點：此形式基礎具有較大的水線面面積，回復力矩大，穩定性好；缺點：大尺度浮筒結構遭受較大波浪載荷，基礎結構體積巨大不經濟。

張力腿式浮式基礎主要通過張力筋腱將浮于海面的平臺基礎固定在海底的基座，通過收緊張力筋鍵，使浮體的吃水比靜平衡時大，因此浮力大于浮體重力，該剩余浮力由筋鍵的張力予以平衡，保持整個風機結構的穩定。優點：張力腿式浮式基礎具有良好的垂蕩和搖擺特性；缺點：張力腿結構復雜，價格昂貴，安裝成本高。

目前世界范圍內已有不少漂浮式基礎應用到風力發電當中，卻因技術限制、造價昂貴、漂浮式基礎受荷復雜等原因，未能像固定式基礎那樣得到大力的推廣。

目前我國正在大力的開發海上風能，深海領域還未開始涉及，隨著對海上分能的開發，必定會走向深海，如何吸取國外經驗，開發一種能夠保證風機穩定的海上基礎形式是目前要解決的一個重大技術難題。

因此，為了充分利用我國廣闊的海洋風能資源，建設可以向深海區域發展的優良基礎形式，需要結合各種漂浮式基礎的優點摒棄缺點，研發一種經濟適用、受波浪荷載小、動力響應小等優異的海上新型風機基礎。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種半固定式海上風機基礎，能有效減少整機運動幅值，解決了在過渡海域采用固定式基礎施工困難、造價高、基礎不穩定等問題。

技術方案：為實現上述目的，本發明的技術方案如下：