[發明專利]一種海上網架式模塊化漂浮平臺

在審

• 申請號: 202110995839.3
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113619744A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 屈孝斌;姚英學;杜建軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44
• 代理公司: 北京君恒知識產權代理有限公司 11466
• 代理人: 夏正付

本發明涉及漂浮平臺領域，更具體的說是一種海上網架式模塊化漂浮平臺，由多個相互連接的浮力模塊構成，浮力模塊包括節點和連接在節點上的四個支撐桿；四個支撐桿的首端匯交于節點的中心，四個支撐桿的末端分別對應一個正四面體的四個頂點，支撐桿末端到節點中心的長度相等，任意兩根支撐桿軸線之間的夾角為109.4712度；四個支撐桿分別為第一支撐桿Ⅰ、第二支撐桿、第三支撐桿和第四支撐桿；多個浮力模塊互相連接構成金剛石立方晶體結構，浮式平臺中的任意兩個浮力模塊之間均存在四對相互平行的支撐桿，可以通過將浮力平臺模塊化、單一化、極簡化設計，降低制造和安裝成本。

技術領域

本發明涉及漂浮平臺領域，更具體的說是一種海上網架式模塊化漂浮平臺。

背景技術

目前，海上漂浮平臺有兩類用途，一類作為海上石油、天然氣、可燃冰等資源的開發平臺，另一類作為風能、波浪能、太陽能等海上新能源的獲取平臺，海上能源利用的高成本主要在于海上漂浮平臺，以海上風電為例，漂浮平臺的成本占到了總成本的36％左右，而工業化程度很高的風力發電機的成本只占了22％左右。因此，降低漂浮平臺的建造成本非常重要；

常見的漂浮平臺從水線面面積上來說，從大到小依次是泵船式、半潛式、單柱式，吃水深度依次增加，無論哪一種漂浮平臺，都需要個性化的定制和長時間的制造周期。以浮體式離岸風電場WindFloat Atlantic為例，其漂浮平臺由三個直徑11米、高30米的巨型立柱通過桁架連接呈正三角形，漂浮平臺基于個性化設計后，在船塢里逐層制造立柱，整體再由拖船拖至指定海域；

網架結構基本用在陸上的大跨度空間建筑，海上多用于結構加強或支撐導管架，通過模塊化設計的桿件和節點，可以在短時間內搭建巨型建筑，由于網架結構是高次超靜定結構體系，具有非常好的力學性能，解決了建筑成本和建設周期的問題。基于網架結構的這種優勢，一些學者將其借鑒到海洋工程，并用于漂浮平臺的建造。公開號CN102795318A提供了一種浮式網架結構，其采用了三角錐體和四角錐體的設計，將桿件和節點設計為浮體，匯交于單一節點上的桿件數量較多，且規格不一，造成桿件過多，且安裝相對復雜；

公開號CN110513238A提供了一種基于模塊化桁架平臺的多浮子波能發電裝置，主體為網架平臺，用來搭載波浪能發電裝置，但是網架是用來擴展平臺面積，浮力由多個巨型浮子提供，在一定程度上解決了建設周期的問題，但是巨型浮子的建造依舊沒有降低成本；

上述常見的網架結構在漂浮平臺的應用并沒有實現真正意義上的模塊化，使得設計、建造和安裝成本非常高。

發明內容

本發明的目的是提供一種海上網架式模塊化漂浮平臺，通過將浮力平臺模塊化、單一化、極簡化設計，降低制造和安裝成本。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

一種海上網架式模塊化漂浮平臺，由多個相互連接的浮力模塊構成，浮力模塊包括節點和連接在節點上的四個支撐桿；

進一步的，四個支撐桿的首端匯交于節點的中心，四個支撐桿的末端分別對應一個正四面體的四個頂點，支撐桿末端到節點中心的長度相等，任意兩根支撐桿軸線之間的夾角為109.4712度；

進一步的，四個支撐桿分別為第一支撐桿Ⅰ、第二支撐桿、第三支撐桿和第四支撐桿；

進一步的，多個浮力模塊互相連接構成金剛石立方晶體結構，漂浮平臺中的任意兩個浮力模塊之間均存在四對相互平行的支撐桿。

進一步的，所述支撐桿為空心桿，支撐桿的截面為圓形或正多邊形，節點為空心或實心的球體、正四面體或正棱柱。

進一步的，相互連接浮力模塊之間的支撐桿采用焊接或者過螺栓固定連接，節點和支撐桿的材料為不銹鋼、玻璃纖維復合材料或碳纖維復合材料。

進一步的，該平臺還包括浮力模塊變體，多個浮力模塊變體相互連接構成連接平臺，連接平臺連接在多個浮力模塊的上下兩側。