[發明專利]一種具有高度自穩性的浮式風機平臺

在審

• 申請號: 201910978031.7
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110712724A
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 劉海笑;陳映宇;張玉明
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44;B63B21/50;F03D13/25
• 代理公司: 12201 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 曹玉平

1.一種具有高度自穩性的浮式風機平臺，包括風機(1)、浮力艙(3)、壓載艙(4)和系泊系統(5)，所述浮力艙(3)設置在所述壓載艙(4)的上方，所述風機(1)設置在所述浮力艙(3)的上方，其特征在于，所述浮力艙(3)與所述風機(1)之間連接有過渡段(2)，所述過渡段(2)為圓柱，所述風機(1)固定于所述過渡段(2)的頂部，所述過渡段(2)的底部與所述浮力艙(3)的頂部固定。

2.根據權利要求1所述的具有高度自穩性的浮式風機平臺，其特征在于，所述浮力艙(3)為頂部直徑大于底部直徑的圓臺；所述壓載艙(4)為圓盤；所述過渡段(2)的底面與所述浮力艙(3)的頂面貼合，所述浮力艙(3)頂部直徑大于所述過渡段(2)的直徑；所述浮力艙(3)的底面與所述壓載艙(4)的頂面貼合，所述壓載艙(4)的直徑大于所述浮力艙(3)底部的直徑，所述過渡段(2)、浮力艙(3)和壓載艙(4)的中心軸線重合，所述系泊系統(5)的系泊纜繩的一端固定于壓載艙(4)的底部，其另一端固定于海底。

3.根據權利要求2所述的具有高度自穩性的浮式風機平臺，其特征在于，所述過渡段(2)、浮力艙(3)和壓載艙(4)均采用鋼筋混凝土材料制成。

4.根據權利要求3所述的一種具有高度自穩性的浮式風機平臺，其特征在于：所述浮力艙(3)為空心結構，所述壓載艙(4)為實心結構。

5.根據權利要求4所述的具有高度自穩性的浮式風機平臺，所述風機(1)包括轉子、機艙和塔柱，所述風機(1)的總質量為m₂，所述風機(1)中心所受水平風力為F_w，所述風機(1)最大風傾力矩為M_w，風機重心距塔柱底部的距離為H₄，風機輪轂中心距塔柱底部的距離為H₅，浮式風機平臺的傾斜角度為α，浮式風機平臺整體重心至浮力艙(3)底部的距離為SK，浮式風機平臺整體浮心至浮力艙(3)底部的距離為PK；其特征在于：

過渡段(2)的高度為H₁，浮力艙(3)的高度為H₂，浮式風機平臺總體質量m₁滿足：

其中，ρ_c為混凝土密度，ρ_w為海水密度；

過渡段(2)的高度H₁滿足：其中，h_f為浮式風機平臺的垂蕩幅值；

過渡段(2)的直徑D₁大于風機底部的直徑；

浮力艙(3)的高度H₂滿足：H₂≤h-H₁-H₃-h_f-h_k-0.25h，其中，h為水深；h_k為壓載艙(4)傾斜時的垂向變化高度，h_k＝0.5D₂ sinα；

D₂為壓載艙(4)的直徑，H₃為壓載艙(4)的高度；浮力艙(3)頂部直徑d₁與底部直徑d₂之比為Q；浮式風機平臺縱搖固有頻率ω為：

根據目標海域的波浪譜參數，從中選出浮式風機平臺縱搖固有頻率較小的設計方案作為備選方案，即可確定混凝土壓載艙(4)的直徑D₂和高度H₃的取值范圍。