[實用新型]一種半漂浮式帶樁腿和壓載系統的海上風電機組基礎

有效

• 申請號: 201920923027.6
• 申請日: 2019-06-18
• 公開（公告）號: CN210437359U
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 劉政南;白斌;宋占勝;葉春標
• 申請（專利權）人: 明陽智慧能源集團股份公司
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44;B63B43/06;B63B21/50
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本實用新型公開了一種半漂浮式帶樁腿和壓載系統的海上風電機組基礎，包括一個帶壓載系統的中間浮筒和多個邊浮筒，該多個邊浮筒圍成一個正多邊形，中間浮筒位于該正多邊形的中心處，其頂部作為安裝風電機組的平臺；每個邊浮筒均安裝有一只樁腿，作為樁腿浮筒使用，邊浮筒做變徑處理，分為上、下兩部分，上部分直徑較小，下部分直徑較大；每個邊浮筒的下部分與中間浮筒之間均采用矩形浮筒連接，矩形浮筒底部設計有類似船舶舭龍骨的結構；樁腿的底部形成有樁靴結構，且其末端設計為樁尖結構。本實用新型結構可靠，載荷分布均勻，為大兆瓦海上風電機組提供一種兼顧可靠性和經濟性的海上支撐結構，保證機組穩定安全運行，適用于水深40米至70米的海域。

技術領域

本實用新型涉及海上風力發電的技術領域，尤其是指一種半漂浮式帶樁腿和壓載系統的海上風電機組基礎。

背景技術

未來十年到二十年，風電行業發展將重點向海上進軍，海上風電勢必走向遠海、深海。我國海上風電開發正從樣機試驗、小批量走向大規模應用階段。目前海上風電機組的基礎主要是固定式機組，有單樁基礎、多樁基礎和高樁承臺等。隨著水深的增加，固定式海上風力發電機組基礎成本直線上升，建造難度加大，施工成本上升顯著。針對這種情況，國內外已經開始對漂浮式海上風電基礎進行研究和應用。漂浮式基礎的重量和材料都低于固定式基礎，且安裝成本也遠低于固定式安裝成本。相對于固定式基礎，漂浮式基礎還有以下優勢：1、適用于水深較大海域，風能資源巨大；2、容納更大容量的風力發電機組；3、依靠系泊系統定位，環境適用性更強；4、漂浮式基礎便于拖航，可重復利用部署。但是，相對于固定式基礎，漂浮式基礎多了錨鏈系泊系統和整機平衡系統的成本，且由于基礎存在縱向震蕩和水平方向的搖擺，對風力發電機組的技術要求更高，載荷更大。對于單錨鏈系泊系統的漂浮式機組，發電機組本身不帶偏航對風系統，需要整個基礎的轉向來實現葉輪對風，因此，單錨鏈系泊系統基礎的風力發電機組還增加主電源高壓滑環，技術要求和成本較高。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提出了一種結構可靠、載荷分布均勻的半漂浮式帶樁腿和壓載系統的海上風電機組基礎，為大兆瓦海上風電機組(5.5MW以上)提供一種兼顧可靠性和經濟性的海上支撐結構，保證機組穩定安全運行，該型式基礎適用于水深40米至70米的海域。

為實現上述目的，本實用新型所提供的技術方案為：一種半漂浮式帶樁腿和壓載系統的海上風電機組基礎，包括有一個中間浮筒和多個邊浮筒，該多個邊浮筒等距間隔排開圍成一個正多邊形，所述中間浮筒位于該正多邊形的中心處，并帶壓載系統，能夠調節基礎吃水，且所述中間浮筒的頂部作為安裝風電機組的平臺，能夠連接風電機組的塔筒及布置應急艙，以供特殊情況下運維人員避難；每個邊浮筒均安裝有一只樁腿，作為樁腿浮筒使用，且所述邊浮筒做變徑處理，分為上、下兩部分，其下部分直徑較大，基礎穩定時在水線以下，作為壓載艙的一部分，其上部分直徑較小，通過調整壓載，在基礎穩定時保持在水線以上，以降低基礎重心和減少洋流對基礎沖擊的載荷；每個邊浮筒的下部分與中間浮筒之間均采用矩形浮筒連接，以保證基礎整體結構強度，且所述矩形浮筒也能夠作為壓載艙的一部分，起壓載和力的傳遞作用，也能夠減少基礎的垂蕩影響，所述矩形浮筒的底部設計有類似船舶舭龍骨的結構，以進一步最大限度地減少基礎的垂蕩影響，加強基礎的耐波性和穩定性；所述樁腿的底部形成有樁靴結構，且其末端設計為樁尖結構，使得在固定樁腿的同時能夠減少因機組重力作用而發生的緩慢沉降。

進一步，所述邊浮筒有三個或者四個。

本實用新型與現有技術相比，具有如下優點與有益效果：

1、本方案基礎是半漂浮式帶樁腿結構型式，基礎的穩定性高過漂浮式基礎，風電機組的技術要求較低，安全性較高；相對于固定式基礎，版漂浮式帶樁腿結構可以適應更深的海域，且安裝成本低，更適應海上作業時間窗口短的特點。

2、本方案采用組合浮筒結構型式，中間浮筒提供基礎大部分的浮力，且帶壓載系統，可調節基礎吃水；周圍其它浮筒主要是作為樁腿的連接結構；整體結構采用焊接的連接型式，結構穩定，受載分布均勻。