[發明專利]張力腿海上浮式風力發電機基礎

在審

• 申請號: 201710596047.2
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107585268A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 張洪達;魯效平;王軍龍
• 申請（專利權）人: 山東中車風電有限公司;國網山東省電力公司
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 趙敏玲

技術領域

本發明涉及海上風力發電機領域，尤其涉及一種張力腿海上浮式風力發電機基礎。

背景技術

隨著人類社會的不斷發展，對能源的需求迅猛增加，能源危機日益嚴峻，許多國家將目光聚焦新能源，尤其是清潔的風能資源。目前，陸上風能的開發已逐步走向產業化、規模化，但受地域限制嚴重，而海上風能較陸地具有更為明顯的優勢，海上風力發電對于新能源的發展具有戰略意義。海上的風能資源主要集中在水深在50米以上的深海區域，海上風力發電從淺海走向深海是將來勢在必行的趨勢。要開發這些深海海域的風電資源，如果還是采用適用于淺海水域的固定式基礎，建設成本就會上本非?？臁榱碎_發深海風電場就需要開發一種運動性能更好、經濟性能更佳的浮式風力發電機。在各種浮式風力發電機組基礎形式中，張力腿風力發電機組以運動性能好、運行可靠性高、經濟實用、移動靈活等優點，在深海風力發電機組領域具有廣闊的推廣前景。

目前浮式風電基礎主要有Spar結構基礎、半潛式結構基礎和張力腿結構基礎。其中，Spar結構基礎的垂蕩性能比半潛式結構基礎好，因為Spar結構基礎吃水大，而且垂向波浪力??；但由于Spar結構基礎水線面小，其橫搖和縱搖較大。張力腿結構基礎具有良好的抗橫搖和縱搖特性，但是其系泊系統的復雜性以及昂貴的安裝成本成為張力腿結構基礎發展的一大障礙。

張力腿平臺可以產生遠大于結構自重的浮力，浮力除了抵消自重之外，剩余部分就稱為剩余浮力，這部分剩余浮力與預張力平衡。預張力作用在張力腿平臺的垂直張力腿系統上，使張力腿時刻處于受張拉的繃緊狀態。較大的張力腿預緊力使平臺平面外的運動(橫搖、縱搖和垂蕩)較小，近似于剛性。張力腿平臺的預緊裝置造價占到了整個平臺總成本的接近一半，若能有效降低預緊力裝置的工作壓力則可以明顯降低平臺的總造價。

發明內容

本發明旨在提供一種吸收了Spar浮式結構形式優點的內傾式張力腿浮式風力發電機基礎。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

張力腿海上浮式風力發電機基礎，包括用于提供浮力并支撐風力發電機組的底部支撐浮體，在所述的底部支撐浮體底部設置有壓載艙；所述壓載艙正下方布置有不少于一塊阻尼板，所述的阻尼板和壓載艙通過桁架結構連為一體；圍繞浮式風機基礎的豎直中心線環向布置有至少三個中空浮體，每個中空浮體相對于浮式風機基礎的豎直中心線從下端朝上端向內傾斜；且每個中空浮體通過張力腿連接到海底的樁錨以固定到海底。

進一步的，底部支撐浮體與其他中空浮體之間可由桁架結構或者浮體連接；既保證了結構強度又降低了結構重量。

進一步的，每個中空浮體與豎直方向的夾角可在5度至45度的范圍內，內傾式的中空浮體布局形式有利于降低水平面的波浪對浮體的沖擊，能夠有效提高平臺水平方向的運動性能。

進一步的，所述阻尼板為圓形。

進一步的，所述壓載艙的壓載介質可以為海水和/或沙石。

進一步的，底部支撐浮體和/或中空浮體可具有圓形或多邊形橫截面，所述底部支撐浮體和/或中空浮體內部可形成用于安裝輔助設備的內部空間。

進一步的，所述的張力腿可由鋼纜、聚酯纖維纜、鋼管、聚氨酯纜繩、錨鏈中的至少一種形成。

進一步的，當所述的阻尼板包括多塊時，其上、下平行設置。

本發明的有益效果是：

本發明吸收了Spar海上浮式平臺垂蕩小的結構優點，通過增加阻尼板和垂向長度的方式，增加所述浮式基礎平臺的附加質量和阻尼，有效降低張力腿平臺預緊力裝置的工作壓力，從而降低海上平臺造價；

內傾式的中空浮體布局形式有利于降低水平面的波浪對浮體的沖擊，能夠有效提高平臺水平方向的運動性能。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。

圖1為張力腿海上浮式風力發電機基礎示意圖；

圖2示出了本發明的張力腿浮動風機基礎的浮體俯視圖；

1為風力發電機組，2為底部支撐浮體，3為壓載艙，4為桁架結構，5為阻尼板，6為中空浮體，7為張力腿，8為樁錨。

具體實施方式

應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請提供進一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。