[發明專利]一種全潛分離式風機基礎

有效

• 申請號: 201611090185.5
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106759454B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 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: E02D27/44
• 分類號: E02D27/44;E02D27/52
• 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

本發明公開了一種全潛分離式風機基礎，涉及海上風力發電技術領域，直接避免浮筒所受波浪荷載影響，明顯降低了風機整體動力響應。所述全潛分離式風機基礎，主要由兩部分組成，一部分為潛浮式基礎，另一部分為風機體系。潛浮式基礎由套筒、支撐架、潛浮筒、張緊線和懸鏈線組成，風機體系由風機和塔筒構成。塔筒穿過中套筒可實現上下浮動，套筒通過支撐架與潛浮箱固定連接，套筒、支撐架、潛浮筒經張緊線和懸鏈線固定于海面以下形成潛浮式基礎，充當塔筒的定向支座，塔筒底部通過張緊線連接到海床。所述為全新海上風機基礎結構形式，適用于海上風機基礎建設。

技術領域

本發明涉及海上風力發電技術領域，尤其涉及一種潛浮式風機基礎。

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，均采用固定式支撐基礎。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。

與淺海固定式基礎結構形式相比，對于深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，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，此結構不適用于100米以內水域風能的開發。

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，未能像淺海域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，隨著對海上風能的開發，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，這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，本發明提供一種全潛分離式風機基礎，能有效減少整機運動幅值，避免浮筒受波浪荷載的作用，運動性能上要優于傳統的漂浮式風機基礎，為風機提供最大可能的穩定運行環境，保障風機正常運行發電。

技術方案：為實現上述目的，本發明的技術方案如下：