[實(shí)用新型]新型汲能-減振深海風(fēng)力發(fā)電浮式半潛平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822104029.0
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN209228544U
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁海志;張君博;張紀(jì)剛;歐進(jìn)萍;喬東生;李蘆鈺
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué);大連理工大學(xué)
• 主分類號: F03D13/25
• 分類號: F03D13/25;F03D80/00;F03D9/11
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

本實(shí)用新型涉及海上風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體而言，涉及一種新型汲能—減振深海風(fēng)力發(fā)電浮式半潛平臺，其包括風(fēng)機(jī)葉片、風(fēng)機(jī)、塔筒以及半潛式平臺，半潛式平臺包括三個(gè)浮筒以及三角形浮箱，浮筒內(nèi)部安裝有波浪汲能?減振系統(tǒng)，汲能?減振系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)、慣容器、回復(fù)彈簧以及若干承載彈簧；本實(shí)用新型依據(jù)海況或?qū)嶋H需求通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)負(fù)載功率、慣容器液壓油流速抑制因波浪荷載引起的垂蕩、橫搖、縱搖自由度波頻響應(yīng)對上部風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行的影響和疲勞損傷等問題，同時(shí)將波浪能轉(zhuǎn)化為電能；汲能?減振系統(tǒng)作為被動控制系統(tǒng)充分利用平臺立柱空間，其減振性能可靠，同時(shí)將風(fēng)力發(fā)電和波浪能發(fā)電合為一體，整個(gè)系統(tǒng)具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及海上風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體而言，涉及一種新型汲能—減振深海風(fēng)力發(fā)電浮式半潛平臺。

背景技術(shù)

目前，海上風(fēng)力發(fā)電裝備結(jié)構(gòu)形式可分為浮式和固定式兩類。當(dāng)水深大于50米，浮式風(fēng)力發(fā)電平臺因其經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于固定式結(jié)構(gòu)，成為深海風(fēng)力發(fā)電的主要裝備之一，海上浮式風(fēng)機(jī)在風(fēng)載荷和波浪載荷作用下會產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動，在整個(gè)服役期間如不對該振動加以控制，不僅會影響風(fēng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，也極易引發(fā)浮式基礎(chǔ)疲勞損傷。波浪能和風(fēng)能同為重要的清潔能源，在浮式風(fēng)力發(fā)電平臺中如果將波浪荷載造成的振動轉(zhuǎn)化為波浪能，不僅可提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，延長浮式平臺等結(jié)構(gòu)的壽命，還可提高實(shí)現(xiàn)最佳汲能效率。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種新型汲能—減振深海風(fēng)力發(fā)電浮式半潛平臺，將主被動隔振系統(tǒng)安裝在風(fēng)機(jī)塔筒支撐結(jié)構(gòu)與浮式平臺之間，從而改善浮式平臺波頻響應(yīng)對風(fēng)機(jī)的不利影響，同時(shí)將該不利振動轉(zhuǎn)化為波浪能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案：

其特征在于，還包括半潛式平臺，所述半潛式平臺包括三個(gè)浮筒以及三角形浮箱，浮筒分別固定在三角形浮箱的三個(gè)頂點(diǎn)上，塔筒位于半潛式平臺的中心位置；

浮筒內(nèi)部安裝有汲能-減振系統(tǒng)、承載立柱以及承載鋼板，支撐橫梁通過萬向節(jié)與承載立柱連接，承載立柱固定在承載鋼板上，承載鋼板下方連接汲能-減振系統(tǒng)；

汲能-減振系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)、慣容器、回復(fù)彈簧以及若干承載彈簧，發(fā)電機(jī)連接在承載鋼板和浮筒之間；慣容器的一端與承載鋼板連接，另一端與回復(fù)彈簧連接，回復(fù)彈簧底部固定在浮筒底部；承載彈簧呈環(huán)形排布在浮筒底部，上下端分別與承載鋼板和浮筒底部連接；

回復(fù)彈簧與慣容器串聯(lián)，同時(shí)與承載彈簧以及發(fā)電機(jī)并聯(lián)安裝。

進(jìn)一步的，浮筒內(nèi)壁設(shè)置有導(dǎo)軌，承載鋼板上帶有和導(dǎo)軌相配合的滑塊。

進(jìn)一步的，浮筒之間由橫撐連接。

進(jìn)一步的，塔筒與支撐橫梁之間固定有斜撐桿。

進(jìn)一步的，所述發(fā)電機(jī)為直線發(fā)電機(jī)，其電機(jī)直軸與承載鋼板連接，定子鐵芯與浮筒固定連接。

進(jìn)一步的，所述慣容器為液壓慣容器，其活塞連軸與承載鋼板連接，液壓缸的底部與回復(fù)彈簧連接，液壓缸通過油管連接液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)連接飛輪。

進(jìn)一步的，液壓慣容器的液壓油用磁流變液替換。

進(jìn)一步的，發(fā)電機(jī)配合蓄電池及控制程序轉(zhuǎn)化為主動減振控制系統(tǒng)的驅(qū)動裝置。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

(1)汲能—減振系統(tǒng)可等效為剛度—阻尼—慣性三元件系統(tǒng)，通過隔離、衰減浮筒垂蕩、縱搖和橫搖運(yùn)動響應(yīng)，從而有效減小波浪荷載對上部風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)造成的豎向振動；

(2)在正常工況下，直線發(fā)電機(jī)主要發(fā)揮發(fā)電功能，可等效為阻尼器，其阻尼系數(shù)可通過調(diào)節(jié)負(fù)載功率實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)；在惡劣海況下，直線發(fā)電機(jī)可轉(zhuǎn)化為驅(qū)動設(shè)備，實(shí)現(xiàn)主動控制，以確保風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行；

(3)液壓油缸中的液壓油采用磁流變液，實(shí)現(xiàn)半主動阻尼控制；