[發明專利]一種具有傾斜側柱的全潛式海上風機浮式平臺

在審

• 申請號: 202011346617.0
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112319717A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 張洪建;蔡新;郭興文;許波峰
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

本發明公開了一種具有傾斜側柱的全潛式海上風機浮式平臺，包括中心立柱、傾斜側柱、垂蕩板和支撐架，傾斜側柱圍繞中心立柱放置，傾斜側柱間以及傾斜側柱與中心立柱間通過支撐架連接，垂蕩板與傾斜側柱底部連接；所述傾斜側柱為頂部與底部直立，中部向外傾斜的構件，通過增大慣性半徑以增大慣性矩，提高穩定性；所述垂蕩板為直徑大于傾斜側柱底部直徑的圓形薄板，通過增大柱面橫截面積，提高穩定性。

技術領域

本發明涉及浮式平臺，具體涉及一種具有傾斜側柱的全潛式海上風機浮式平臺。

背景技術

海上風能作為全球風能產業的一個重要組成部分越來越受到關注。一般情況下，0-50米水深的淺海區域，多采用固定式風機；50米以上水深的深海區域，風力資源更加豐富且穩定，但固定式風機不再適用，需開發與水深范圍相適應的浮式平臺。我國屬于大陸架國家，水深200米以上海域距離海岸較遠，因此，開發適用于水深范圍50-200米的浮式平臺更符合我國海上風能發展的國情。

目前主流的浮式平臺有Spar式、張力腿式、半潛式等。Spar式浮式平臺水線面積小、受波浪荷載影響小，但水下結構吃水深，不適用于水深100米以下的海域；半潛式浮式平臺適用水深合理，水線面積大，回復力矩大，穩定性好，但易受到波浪載荷的影響，產生非定常運動。因此，可將兩種結構結合，制備水線面積小且回復力矩大的浮式平臺，用于目標水深范圍海域。

CN106759454A公開了一種全潛分離式風機基礎，由潛浮式基礎和風機體系組成，所述潛浮式基礎包括套筒、支撐架、潛浮筒、張緊線和懸鏈線，套筒、支撐架、潛浮筒通過張緊線和懸鏈線固定于海面以下，結合了Spar式風機較小的水線面積，塔筒受波浪荷載小，采用了半潛式基礎回復力矩大的優點，并通過張力線把浮筒拉入水中，具有較高的豎直與水平穩定性。但是張力線與海底錨固點的連接安裝困難，而且張力線需要時刻緊繃以提供張力抵消多余浮力，而產生疲勞載荷，需要定期更換，增加了安裝與材料成本。

因此，可在現有的全潛式平臺結構基礎上進行改進，通過自身結構增大慣性半徑和柱面橫截面積，以提高穩定性，避免張力線的使用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有傾斜側柱的全潛式海上風機浮式平臺，該浮式平臺引入傾斜側柱和垂蕩板，通過增大慣性矩和增大柱面橫截面積的方式，提高浮式平臺各向運動的穩定性。

本發明的目的通過以下技術方案實現：一種具有傾斜側柱的全潛式海上風機浮式平臺包括中心立柱、傾斜側柱、垂蕩板和支撐架，傾斜側柱圍繞中心立柱放置，傾斜側柱間以及傾斜側柱與中心立柱間通過支撐架連接，垂蕩板與傾斜側柱底部連接；所述傾斜側柱為頂部與底部直立，中部向外傾斜的構件，通過增大慣性半徑以增大慣性矩，提高穩定性；所述垂蕩板為直徑大于傾斜側柱底部直徑的圓形薄板，通過增大柱面橫截面積，提高穩定性。

優選的，所述支撐架包括水平浮筒，水平圓形截面橫撐，矩形截面橫撐和圓形截面橫撐，所述水平浮筒連接傾斜側柱底部，所述水平圓形截面橫撐連接水平浮筒和中心立柱底部，所述矩形截面橫撐連接傾斜側柱頂部和中心立柱中部，所述圓形截面橫撐連接傾斜側柱頂部和中心立柱上部，通過支撐架結構降低傾斜側柱與中心立柱連接處的應力和疲勞載荷。

優選的，所述具有傾斜側柱的全潛式海上風機浮式平臺包括一個中心立柱、三個傾斜側柱、三個垂蕩板、三個水平浮筒、三個水平圓形截面橫撐、三個矩形截面橫撐和三個圓形截面斜撐。所述三根傾斜側柱圍繞中心立柱形成三角結構，其底部分別位于三角形的三個端點位置，端點間分別通過水平浮筒焊接連接，并分別通過三個水平圓形截面橫撐焊接連接水平浮筒和中心立柱底部；其頂部通過三個矩形截面橫撐與中心立柱中部焊接連接，并通過三個圓形截面斜撐與中心立柱上部焊接連接。