[實用新型]一種變截面型三浮體式海上風電基礎

有效

• 申請號: 201920516359.2
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN209938890U
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 陳超核;楊躍富
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44;E02D27/42
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李瑤

本實用新型涉及海上風電開發領域，特別是涉及一種變截面型三浮體式海上風電基礎，包括三個呈三角形排列的變截面型柱狀浮體，三個變截面型柱狀浮體結構相同，三個變截面型柱狀浮體通過上水平撐桿和下水平撐桿連接；每個變截面型柱狀浮體由上至下包括上水平撐桿連接段、近水面段、下水平撐桿連接段以及壓載段，上水平撐桿連接段和下水平撐桿連接段的直徑均大于近水面段的直徑，壓載段直徑小于下水平撐桿連接段的直徑，壓載段的底部設有垂蕩板，浮體近水面段的直徑較小，有效地減小了作用于基礎上的波浪外載荷；從本質上降低了基礎的波浪運動響應，提高風力發電機的運行效率和使用壽命。

技術領域

本實用新型涉及海上風電開發領域，特別是涉及一種變截面型三浮體式海上風電基礎。

背景技術

發展海上風力發電是我國海洋經濟戰略的重要支撐點，也是解決常規能源危機、開發新能源的一個主要措施。近海及深海區域蘊藏的風資源十分豐富，是將來一段時期內我國海上風電開發的主戰場。隨著開發海域水深的增加，固定式風電基礎漸漸失去了優越性，浮式風電基礎成為了近海及深海區域風電開發的不二選擇。

目前投入使用的三浮體式基礎，其浮體都是等截面的圓柱型結構，為了提供足夠的排水量浮體的直徑大都達到了10m左右。因此，這類浮式基礎一般都具有較大的水線面，波浪中的運動響應較大，進而影響和限制了風力發電機的效率和使用壽命。如何從本質上減小浮式基礎在波浪中的運動響應，此技術難點已成為了近海及深海區域風電開發的瓶頸。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本實用新型的目的是：提供一種變截面型三浮體式海上風電基礎，其能夠從本質上減小浮式基礎在波浪中的運動響應，提高風力發電機的運行效率和使用壽命。

為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種變截面型三浮體式海上風電基礎，包括三個呈三角形排列的變截面型柱狀浮體，三個變截面型柱狀浮體結構相同，三個變截面型柱狀浮體通過上水平撐桿和下水平撐桿連接；每個變截面型柱狀浮體由上至下包括上水平撐桿連接段、近水面段、下水平撐桿連接段以及壓載段，上水平撐桿連接段和下水平撐桿連接段的直徑均大于近水面段的直徑，壓載段直徑小于下水平撐桿連接段的直徑，壓載段的底部設有垂蕩板。

進一步，上水平撐桿連接段和下水平撐桿連接段的直徑相同，壓載段的直徑大于近水面段的直徑。

進一步，每個變截面型柱狀浮體的上水平撐桿連接段、近水面段、下水平撐桿連接段、壓載段之間均采用圓臺型過渡段進行連接。

進一步，三個變截面型柱狀浮體呈等邊三角形排列，任意兩個上水平撐桿連接段之間設有上水平撐桿，任意兩個下水平撐桿連接段之間設有下水平撐桿。

進一步，壓載段的內部設有壓載艙，壓載艙內填充有固體壓載物。

進一步，垂蕩板為圓形的垂蕩板。

進一步，近水面段的直徑與下水平撐桿連接段的直徑比為0.47～0.5，高度比為0.3～0.35。

進一步，壓載段的直徑與下水平撐桿連接段的直徑比值為0.58～0.65，高度比為0.6～0.66。

進一步，上水平撐桿及下水平撐桿的直徑與長度的比值均為0.05～0.07。

總的說來，本實用新型具有以下優點：

(1)、本變截面型三浮體式海上風電基礎整體重心較低，具有較大的橫搖和縱搖剛度；

(2)、在縱蕩、橫蕩和艏搖自由度上具有較大的附加質量；

(3)、在垂蕩、橫搖、縱搖、橫蕩、縱蕩和艏搖自由度上具有較大的輻射阻尼；

(4)、浮體近水面段的直徑較小，有效地減小了作用于基礎上的波浪外載荷；