[發明專利]一種新型半潛式海上風電平臺

有效

• 申請號: 202011397679.4
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112455617B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 李貝貝;王元清;張穎;支新航
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 李全旺

本發明公開了一種新型半潛式海上風電平臺，包括四個上浮筒、四個防垂蕩浮筒、十二個連接浮筒、三個水平浮筒、三個短連接浮筒、三個桁架、壓載艙、四個防屈曲連接桿和系泊裝置。該半潛式風電平臺采用高強鋁合金建造，可以實現輕量化、小型化和高防腐的目標。四個上浮筒的上表面位于海平面上方，水平浮筒的上表面位于海平面，提高風電系統的浮心。阻尼池可以有效降低風電平臺在水平方向的運動響應。防垂蕩浮筒可以有效降低風電平臺在垂蕩方向的運動響應。壓載艙與四個防垂蕩浮筒之間采用防屈曲連接桿鉸接連接，安全可靠。壓載艙遠離防垂蕩浮筒，可以有效降低風電平臺的重心，提高風電系統的穩定性。

技術領域

本發明屬于海上浮式風電裝備技術領域，具體涉一種新型半潛式海上風電平臺。

背景技術

海洋是國家戰略性新興產業的重點領域，隨著各國對能源安全、氣候變化等問題日益重視，加快發展風電已成為國際社會推動能源轉型發展、應對氣候變化的普遍共識。相比于陸上和近海風電，遠海、深海的風能更加強勁、更加穩定，對人類和自然環境的影響更小，可發展更大規模的風場，從而可降低發電成本。另外，適用于遠海、深海的浮式風機的常規系泊系統適用大多數海床土壤情況，并且可以拆解，易于運輸、安裝。研究表明，水深大于50m時，浮式風機更具經濟性優勢。

歐美等國較早地研究、開發了海上風電技術，目前正處于大規模應用前夕。我國陸上風機技術較為成熟，但海上風機起步較晚，尤其對浮式風電技術研究較少；海上風電正處于近海規模化、深海試點化的關鍵階段。隨著技術成熟與近海資源開發程度的加深，浮式風電將是海上風電發展的主要方向。

半潛式風電平臺適用水深范圍廣、安裝難度較小，可在港口裝配后拖航，是目前開發遠海、深海風能最具潛力的裝備之一，已成為國內外海上風電研究和搶占海上資源的熱點領域。但目前研發和已投入使用的半潛式風電平臺一般需要配備昂貴的主動壓載系統，均采用鋼材制造，國內外諸多學者以美國國家可再生能源實驗室發布的海上5MW風機(質量為697t)為對象而研發的多種鋼結構平臺質量為1804～7150t，占風電系統70％左右的重量，平臺龐大而笨重，建造費用高昂；且鋼結構平臺防腐性能較差，防腐涂裝和后期運維費用高昂，這兩個不利因素是阻礙遠海風電發展的關鍵技術瓶頸。

因此研究輕量化、小型化、高防腐、穩性好，運動性能好，可有效抵抗海上復雜環境風浪流作用的半潛式海上風電平臺具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是設計一種新型半潛式海上風電平臺，可以實現平臺的輕量化、小型化、高防腐、穩性好和運動性能好，可有效抵抗海上復雜環境風浪流作用。

本發明的技術方案是一種新型半潛式海上風電平臺，包括四個上浮筒、四個防垂蕩浮筒、十二個連接浮筒、三個水平浮筒、三個短連接浮筒、三個桁架、壓載艙、四個防屈曲連接桿和系泊裝置；

所述四個上浮筒中有三個上浮筒形成等邊三角形，三個上浮筒分別位于等邊三角形的端點，另一個上浮筒位于等邊三角形的幾何中心；三個周邊上浮筒之間分別用水平浮筒連接；中心上浮筒與水平浮筒之間分別用短連接浮筒連接；

由中心上浮筒、周邊上浮筒、水平浮筒和短連接浮筒圍合形成阻尼池；

所述中心上浮筒和三個周邊上浮筒的上表面位于海平面上方，水平浮筒的上表面位于海平面；

所述四個防垂蕩浮筒位于四個上浮筒的下方，每個上浮筒與防垂蕩浮筒之間分別用三個連接浮筒連接，三個連接浮筒呈等邊三角形布放在以上浮筒與防垂蕩浮筒的中心連線為中心線的周邊；三個周邊防垂蕩浮筒與中心防垂蕩浮筒之間分別用桁架連接；

所述壓載艙位于中心防垂蕩浮筒的下方，壓載艙與四個防垂蕩浮筒之間分別用防屈曲連接桿鉸接連接；

所述系泊裝置分別安裝在防垂蕩浮筒上。

所述四個上浮筒、四個防垂蕩浮筒、十二個連接浮筒、三個水平浮筒、三個短連接浮筒、三個桁架、壓載艙、四個防屈曲連接桿所用材料為高強鋁合金。