[發明專利]一種分岔系泊線式風機系泊系統及海上風力發電設備

有效

• 申請號: 201910220013.2
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN109941396B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 劉震卿;周青松
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B63B21/50
• 分類號: B63B21/50;B63B35/44
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;曹葆青

本發明屬于海洋浮式風力發電相關技術領域，其公開了一種分岔系泊線式風機系泊系統及海上風力發電設備，該系泊系統包括浮式平臺、兩個垂蕩板、多個質量塊及多個系泊錨索，兩個所述垂蕩板間隔設置在所述浮式平臺的中部；多個所述系泊錨索的一端分別連接于兩個所述垂蕩板，另一端用于連接系泊錨點，所述系泊錨點設置在海底；多個所述質量塊分別連接于多個所述系泊錨索；所述浮式平臺呈圓柱狀，多個所述系泊錨索繞所述浮式平臺的中心軸均勻排布；多個所述質量塊的數量與多個所述系泊錨索的數量相同。本發明有效減小了風機的運動響應，提高了穩定性，成本較低，適用性較強，結構緊湊且合理，施工簡便。

技術領域

本發明屬于海上浮式風力發電相關技術領域，更具體地，涉及一種分岔系泊線式風機系泊系統及海上風力發電設備。

背景技術

隨著石油等化石能源的大量消耗，全球范圍內能源和環境污染問題日益凸顯，全球變暖和氣候惡化的嚴峻性正成為全球面臨的重要挑戰。風能作為一種清潔的可再生能源，可以很好的解決當今世界傳統能源緊缺的問題，越來越受到大家的重視。目前，風力發電項目大部分是在陸地上和淺海區域，隨著風力發電技術的發展，遠海風力發電逐漸成為風力發電的新領域。因為遠海區域風資源豐富，且不受土地的限制，所以風力發電走向遠海是必然趨勢。而隨著風電場建設區域水深的增加，風機基礎從傳統的固定式發展到浮式。

現有的浮式基礎主要包括Spar結構基礎、半潛式基礎和TLP結構基礎三種形式，這些浮式基礎都需要系泊系統將風機系泊在海面上，并吸收作用在風機上的環境載荷。處于深海中的浮式風機不僅要承受常規的波浪載荷和流載荷，由于其高聳的風機結構，還要承受強風引起的巨大風載荷和傾覆力矩，導致浮式風機在工作時會有較大的運動響應，影響風機的穩定性，所以減小風機在風浪聯合作用下的運動響應十分重要。

傳統的Spar浮式平臺是個圓柱形結構，系泊系統是由三根系泊錨鏈直接連接在圓柱形平臺上，由于系泊系統的剛度較小，平臺在波浪和洋流作用下會有較大的運動響應，從而加劇平臺的振動降低了系統的穩定性。而且對于海況比較惡劣的海域，風機承受的環境載荷更為復雜，浮式平臺產生了更大的運動響應，影響風機的正常工作。相應地，本領域存在著發展一種穩定性較好的分岔系泊線式風機系泊系統及海上風力發電設備的技術需求。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種分岔系泊線式系泊系統及海上風力發電設備，其基于現有浮式基礎的結構特點，研究及設計了一種穩定性較好的分岔系泊線式風機系泊系統及海上風力發電設備。所述系泊系統在浮式平臺上安裝兩個圓形垂蕩板，每個垂蕩板上有三個導纜孔，兩個垂蕩板之間加上斜撐，且采用了三組系泊線，如此能夠有效減小浮式風機在復雜海域的運動響應，提高了穩定性。此外，所述系泊系統的結構緊湊且合理，施工簡便，成本較低，適用性較強。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種分岔系泊線式系泊系統，所述系泊系統包括浮式平臺、兩個垂蕩板、多個質量塊及多個系泊錨索，兩個所述垂蕩板間隔設置在所述浮式平臺的中部；多個所述系泊錨索的一端分別連接于兩個所述垂蕩板，另一端用于連接系泊錨點，所述系泊錨點設置在海底；多個所述質量塊分別連接于多個所述系泊錨索；

所述浮式平臺呈圓柱狀，多個所述系泊錨索繞所述浮式平臺的中心軸均勻排布；多個所述質量塊的數量與多個所述系泊錨索的數量相同。

進一步地，所述系泊系統還包括多個斜撐，多個所述斜撐的一端分別連接于兩個所述垂蕩板，另一端連接于所述浮式平臺。

進一步地，多個所述斜撐位于兩個所述垂蕩板之間，且多個所述斜撐平均分為兩組，兩組所述斜撐相對于所述浮式平臺垂直于自身長度方向的橫截面對稱設置。

進一步地，所述垂蕩板呈圓盤形，其開設有多個導纜孔，多個所述導纜孔繞所述垂蕩板的中心軸均勻排布；所述系泊錨索通過所述導纜孔連接于所述垂蕩板；所述斜撐支撐在所述導纜孔的位置。