[實用新型]一種張力腿平臺-風力機雙體模塊化浮式集成系統

有效

• 申請號: 201922148010.0
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN210882541U
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 任年鑫;吳鴻博;王安安;歐進萍;周智;馬哲;周道成;李想
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44;F03D13/25;F03D9/32
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

一種張力腿平臺?風力機雙體模塊化浮式集成系統，屬于海洋能源利用領域，包括風力機模塊、張力腿平臺模塊、張力腿系統、平臺?風機塔架夾緊裝置。張力腿式平臺模塊中心設置內徑大于風力機模塊塔架外徑的套筒，套筒內對稱分布的垂向多層風機塔架夾緊裝置，利用齒輪驅動方式將橡膠塞伸向風力機塔架，并將風力機塔架與張力腿平臺進行夾緊對接，限制風力機模塊與張力腿平臺模塊的相對運動。本實用新型風力機模塊具有自平衡性，其與張力腿平臺模塊的安裝不改變張力腿系統的預張力水平；利于提升浮式海上風機垂向對接安裝/拆分撤除過程中的容錯性能，兼容性也顯著增強；張力腿平臺采用耐疲勞耐腐蝕性FRP材料，能夠為兩臺大型海上風力機提供全壽命服役支撐。

技術領域

本實用新型屬于海洋能利用領域，涉及張力腿式風力機結構全壽命周期的設計、安裝、運維和撤除等技術，提供一種張力腿平臺-風力機雙體模塊化浮式集成系統。

背景技術

近年來，由于全球環境惡化和能源危機等問題，世界各國紛紛將目光投向海上風能開發，擬通過建設海上風電場電來改善能源結構。海上風能資源豐富，且相比陸上風力更穩定，因此近年來各國不斷加強海上風力機的研究和建設。然而對于挪威、美國、中國等國家來說，海上風力資源的巨大潛力主要在水深大于50m的深水域，而相比浮式海上風力機，固定式海上風力機建造成本隨著水深的增加將變得十分巨大，因此浮式風力機在深水區域更具有發展前景。浮式風力機按其基礎形式能夠分為半潛式、Spar式、張力腿式等，其中張力腿式浮式風力機具有平面外運動較小、性價比高、適用水深范圍廣和穩定性好等優點。而浮式海上風力機安裝的安全性和便捷性一直是制約其發展的關鍵因素。

現有技術中，海上風力機的安裝方法主要包括分體安裝和整體安裝：分體安裝即使用配備液壓支腿的移動自升平臺，完成風力機的分段式吊裝；整體安裝即先在陸上完成風力機的整體組裝，使用大型浮吊完成風力機的整體吊裝。

現有技術的不足是：海上風力機的安裝需要實現風力機塔架與海上基座上塔筒的對接，在保證對接準確性的同時，需要極力避免安裝過程中的碰撞損傷。尤其是采用分體安裝方法時，由于海上風浪的影響，浮式平臺基座位置極其容易發生較大運動，從而進一步加大對接的難度。而當采用整體安裝方法時，其海上運輸要求較高，不僅需要更大承載能力的運輸船，還需要在運輸過程中保持較好的穩定性，從而避免整體結構的損傷。目前還非常缺少能夠便捷裝卸和兼容性好的浮式平臺海上風力機模塊化組合系統。

實用新型內容

針對現有技術存在的問題，本實用新型提一種張力腿平臺-風力機雙體模塊化浮式集成系統，采用易于建造、安裝、拆卸、兼容性好的模塊化概念，通過在張力腿平臺內設置平臺-風力機塔架夾緊裝置，將張力腿平臺和風力機劃分為兩個易于組合和拆分的自平衡主要模塊，從而降低張力腿式風力機平臺海上裝卸和更換的困難，并改善其受力性能，降低整體結構安裝和撤除成本。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種張力腿平臺-風力機雙體模塊化浮式集成系統，包括風力機模塊1、張力腿平臺模塊2、張力腿系統3、多個平臺-風力機塔架夾緊裝置。

所述的風力機模塊1具有浮力自平衡特性，放入水中后風力機模塊1自浮力等于其自身結構重力，能夠實現自身重力與浮力自平衡。所述張力腿平臺模塊2具有浮力自平衡特性，放入水中后，半潛式平臺模塊2自浮力等于其自身結構重力，能夠實現自身重力與浮力自平衡，其中心設置風力機套筒，風力機套筒的內直徑大于風力機模塊1外直徑，風力機模塊1底部可以穿過風力機套筒進入海中。所述的多個平臺-風力機塔架夾緊裝置垂向多層對稱分布于張力腿平臺模塊2中心套筒內，各平臺-風力機塔架夾緊裝置結構尺寸相同，可協同工作，便于維護。所述張力腿系統3包括多個呈對稱分布的張力腿，其上端與張力腿平臺模塊2的四個端角鉸接，下端固定在海底，用于限制張力腿平臺模塊的運動響應。