[發(fā)明專利]一種漂浮式風(fēng)機基礎(chǔ)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010463379.5
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111577551A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白奇煒;李華祥;蔣勇
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電氣風(fēng)電集團股份有限公司
• 主分類號: F03D13/20
• 分類號: F03D13/20;F03D13/25;F03D80/70;B63B35/44;B63B21/50;B63B21/16;B63B21/18;B63B21/14
• 代理公司: 上海元好知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴;張靜潔

本發(fā)明提供一種漂浮式風(fēng)機基礎(chǔ)，通過上層的第一筒體承載塔架及風(fēng)機，通過下層的第二筒體設(shè)置浮筒；第一筒體與第二筒體嵌套設(shè)置且可相對轉(zhuǎn)動。本發(fā)明使風(fēng)機、塔架與第一筒體連接為可相對第二筒體自由轉(zhuǎn)動的整體，產(chǎn)生風(fēng)向標效應(yīng)，實現(xiàn)受載方向的自動調(diào)整，配合風(fēng)機上的偏航系統(tǒng)，能夠最大程度地捕捉和利用風(fēng)能；本發(fā)明還采用多點分布張力腿式系泊鏈錨固實現(xiàn)單點系泊作用，其中以錨鏈取代張力筋腱系統(tǒng)，在保證典型張力腿式平臺運動性能的前提下，提高漂浮式風(fēng)機基礎(chǔ)對不同水深環(huán)境的適應(yīng)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種漂浮式風(fēng)機基礎(chǔ)，特別涉及一種通過多點分布張力腿式系泊鏈錨固并形成有轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的漂浮式風(fēng)機基礎(chǔ)。

背景技術(shù)

隨著人類對可再生能源中風(fēng)能的開發(fā)利用，風(fēng)機逐漸從陸上轉(zhuǎn)向近海，又逐步從近海走向深遠海。這個過程中，涌現(xiàn)了多種海上漂浮式風(fēng)機基礎(chǔ)的形式，這當中，又以單立柱式(SPAR)、半潛式(Semi-Submersible)、張力腿式(TLP)以及船型(Barge)四種類型的漂浮式風(fēng)機基礎(chǔ)最為常見。

目前，歐美國家在漂浮式風(fēng)機基礎(chǔ)的研發(fā)能力和投入上都處于領(lǐng)先地位。其中，最具有代表性的幾類浮式風(fēng)機基礎(chǔ)，例如，挪威國家石油公司(Statoil)研發(fā)的Hywind是一種單立柱式基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)由一根直徑為14.4m的下浮體及直徑為7.5m的過渡段所構(gòu)成，過渡段上部承載著塔架和風(fēng)機，整體結(jié)構(gòu)形式簡單，其系泊系統(tǒng)采用了MacGregor公司的提供的總計三根半張緊多點分布式系泊系統(tǒng)進行定位。

美國的Principle Power公司研發(fā)的WindFloat是一種半潛式基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)由三個直徑約10m的立柱構(gòu)成，立柱間通過橫撐和斜撐進行連接和加強，立柱底部有六邊形的薄板結(jié)構(gòu)作為垂蕩板，其系泊系統(tǒng)采用了Dyneema公司DM20系列的Gama98纜繩，總計三根，并使用懸鏈線形式的多點分布式系泊方式進行定位。

法國的SBM Offshore公司研發(fā)了用于PGL海上風(fēng)電場項目中的漂浮式基礎(chǔ)，其是一種張力腿式基礎(chǔ)，整體結(jié)構(gòu)形式為桁架式，其中用于連接系泊系統(tǒng)的部分是三個圓形截面立柱，立柱上安裝有錨鏈鎖緊裝置，該漂浮式基礎(chǔ)主要通過錨鏈張緊裝置和錨鏈鎖緊裝置使得其系泊系統(tǒng)處于張緊狀態(tài)進行風(fēng)機基礎(chǔ)的定位(該基礎(chǔ)的重力遠小于浮力)。

法國IDEOL公司研發(fā)的Damping-Pool是一種船型風(fēng)機基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)由“回字形”的浮筒所構(gòu)成，它采用了阻尼池技術(shù)來實現(xiàn)減搖功能，該基礎(chǔ)也采用了傳統(tǒng)形式的分布式多點系泊系統(tǒng)進行定位。

綜上，就目前的海上漂浮式風(fēng)電場項目而言，以上述各種結(jié)構(gòu)為代表的風(fēng)機基礎(chǔ)，均是在傳統(tǒng)海洋油氣開發(fā)中使用到的平臺形式的變種基礎(chǔ)上，搭配常規(guī)形式的系泊系統(tǒng)而形成的。這些風(fēng)機基礎(chǔ)一定程度上將成為發(fā)展中遠海漂浮式風(fēng)電的主流方式。

我國在海上風(fēng)電場的開發(fā)上，相比于歐美國家，研發(fā)與示范應(yīng)用等有所不同，且海上風(fēng)電場所采用的基礎(chǔ)形式主要還是以單樁、導(dǎo)管架以及高樁承臺等固定式基礎(chǔ)為主，暫時并沒有漂浮式基礎(chǔ)投入使用。另外，如果直接引進歐洲在漂浮式風(fēng)機基礎(chǔ)的相關(guān)設(shè)計和技術(shù)，不但成本高，且對于我國目前開發(fā)的近岸海域的水深來講，這些形式并非最為合適的。

另外，通過相關(guān)專利、文獻和資料等的查閱后發(fā)現(xiàn)，目前世界范圍內(nèi)，采用張力腿式的漂浮式風(fēng)機除了尚未正式商業(yè)化運營的由SBM Offshore開發(fā)及研制的一種類型以外，基本上還處于空白狀態(tài)。究其緣由，主要還是因為用于傳統(tǒng)海洋油氣行業(yè)中的張力腿式平臺(TLP平臺)，其張力筋腱系統(tǒng)的研發(fā)及建造、安裝費用高昂，對于大型油氣開采平臺尚能容忍，但對于僅搭載一座風(fēng)機的漂浮式基礎(chǔ)而言，其代價太大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種漂浮式風(fēng)機基礎(chǔ)，其通過多點分布張力腿式系泊鏈錨固，并形成有轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，可以保證典型張力腿式平臺的運動性能，同時能夠根據(jù)風(fēng)機基礎(chǔ)所受環(huán)境載荷(風(fēng)、浪、流等)來調(diào)整基礎(chǔ)方位角。

本發(fā)明提供一種漂浮式風(fēng)機基礎(chǔ)，位于塔架的底部，塔架頂部設(shè)置有風(fēng)機；所述漂浮式風(fēng)機基礎(chǔ)包含：