[發明專利]具有T形浮體的半潛式浮式風機

在審

• 申請號: 202110477125.3
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113581395A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 羅伯特·路德維希森;馬庫斯·諾伯格;云岡·盧伊;王建中;李明高;傅強;肖元;張利華;王驍勇
• 申請（專利權）人: BASSOE科技公司
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44;B63B75/00;F03D13/25;F03D13/40
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 王博

一種系泊漂浮的半潛式海上風機(1)，該平臺具有至少三個支撐在成T字形的兩個長條狀水下浮體上的立柱，其中一個浮體(12)與另一浮體(11)垂直。一種將半潛平臺(1)在第一建造地建成船體組件和分段后高效運輸至靠近最終海上作業地的第二建造地的方法，在第二建造地將船體組件和分段在碼頭邊以漂浮狀態進行組裝。平臺上至少可以在支撐結構(風塔)(302)上安裝一臺風機設備(301)，也可以安裝兩臺風機設備，在后面一種情況下，該平臺用系泊轉塔系泊在海上，以使平臺朝向有利的風向。

技術領域

本發明是關于一種可以利用風能生產電能的一種近海半潛式平臺，以及與之相關的組裝和運輸方法。

背景技術

半潛式平臺主要用于近海油氣資源的勘探和生產行業。用于尋找油氣的半潛式鉆井平臺多數采用雙浮體型式，即采用兩個長條狀的浮體支持多個立柱，以獲得在不同鉆井位置之間的移動能力，如SE439,913[NO159,362US4,436,050]之所披露。近些年的半潛式油氣生產平臺多采用環形浮體，因為環形浮體具有優異的結構強度性能。其中有三角環形浮體，如US6,701,861之所披露；或四邊形/矩形環形浮體，如SE431,316[NO160,249US4,498,412]和S6,015,245之所披露。

半潛式平臺因其在惡劣海況下的良好運動性能而聞名。然而，在油氣行業我們也知道，通過增加合適尺寸的水平板以增加附加質量和運動阻尼，可以改善半潛式平臺的運動性能。如SE8,700,263[NO880,277,US4,823,719]之所披露。

半潛式平臺一般在可注水的干船塢中或陸地上建造，然后下水進行最后的舾裝工作，一些雙浮體的半潛式平臺的浮體和與之相連的立柱下部在滑道上建造，然后下水，之后(剩下的)立柱、斜撐、甲板結構在漂浮的浮體上搭建。在這種情況下，通過把半潛平臺的兩個浮體連接起來的方式來保證作業過程的穩性，以避免因為過程中半潛平臺重心過高而失穩。

隨著對可再生能源需求的增加，海上風能正成為此類清潔電能生產的重要組成部分。而隨著海上風電行業的發展，為了滿足開發利用具有更有利的風力條件、更惡劣海況、更遠離海岸、更大水深等的海域的需求，浮式風機的優勢也在增長。然而，要使此類海域的浮式風電具有吸引力，生產風電的成本必須保持在一個有吸引力、有競爭力的水平，這就要求與當前的成本水平相比，此類風機平臺必須削減建造、運輸、組裝的成本。

對于具有浮式平臺的浮式風機(或此類把風能轉換成電能的類似裝置，如豎軸風機)，業界已提出了不同的平臺設計方案，例如：半潛式平臺、Spar平臺、張力腿平臺(TLP)，參看參考資料【1】。因為吃水很大(可達100米)，船體結構重、成本高，Spar平臺不太具有吸引力，除非在其最終安裝位置的附近有大水深的海域(如峽灣)，可以把Spar在水中轉正以安裝風機設備。而如SE1850590[WO2019/143,283之所披露的TLP平臺，具有垂蕩、縱搖、橫搖幅值小的優點，許多TLP方案由一個半潛平臺和張力系泊系統組成，如US5,197,825之所披露；而其他方案的TLP在無系泊的情況下會失穩，因而在拖航和安裝過程中需要加裝助穩的臨時浮體結構。正因為需要復雜的系泊系統，以及在拖航和安裝過程中可能需要加裝助穩的臨時浮體結構，TLP平臺在很多情況下也缺少吸引力。Spar平臺、TLP平臺和系泊系統的缺點和成本因素，使半潛平臺在浮式風電中成為一個有吸引力的方案。

不管采用何種船型，因為在惡劣天氣條件下平臺和風機設備受到的外力影響，一個安裝了風機設備的海上風電平臺的拖航是一項復雜且有挑戰性的工作。因此，在相對靠近最終工作地點的遮蔽海域安裝風機設備是比較理想的選擇，從而把拖航時間和距離降到最低。這種情況下，平臺可以在靠近風機設備遮蔽安裝地的附近建造，也可以從建造地運輸至風機工作海域附近的遮蔽安裝地。平臺從建造地至安裝地的運輸，可以采用海上漂浮的濕拖方式，也可以采用在運輸船上的干拖方式，而受平臺和運輸船的尺寸限制，干拖往往一次只能運輸一個平臺。