[發明專利]聯合波浪能和風力發電的筒型基礎結構及其施工方法

在審

• 申請號: 202210583024.9
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN114991195A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 任建宇;樂叢歡;張浦陽;丁紅巖
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42;F03D13/25;F03B13/24
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 吳學穎

1.一種聯合波浪能和風力發電的筒型基礎結構，其特征在于，包括下部分艙型筒型基礎(7)和上部分艙型振蕩水柱式波浪能轉換裝置(18)；

所述分艙型筒型基礎(7)設置為一體結構，包括外筒體(14)，所述外筒體(14)上端設置有蓋板(15)，所述外筒體(14)內部由分艙板(8)分為中間艙(17)和邊艙(16)；所述中間艙(17)和每個邊艙(16)的艙室頂部均設置有用于進排水排氣的球閥(6)，基礎結構安裝時通過球閥(6)向外抽水抽氣，使艙室內氣壓低于大氣壓強，從而使分艙型筒型基礎(7)貫入地基中，回收時通過向艙室內注水打氣，從而將分艙型筒型基礎(7)頂出泥面；

所述分艙型振蕩水柱式波浪能轉換裝置(18)設置為一體結構，包括中央立柱(9)、振蕩外筒(12)、加勁板(4)；所述振蕩外筒(12)下部懸空，且同軸嵌套設置于中央立柱(9)外部，所述加勁板(4)設置于中央立柱(9)和振蕩外筒(12)之間，將中央立柱(9)和振蕩外筒(12)之間環空劃分為N個振蕩水柱式發電艙室(5)；所述加勁板(4)與分艙型筒型基礎(7)中的分艙板(8)一一對應，所述加勁板(4)下端延伸至振蕩外筒(12)外部，使得分艙型振蕩水柱式波浪能轉換裝置(18)和分艙型筒型基礎(7)之間有一定的間隙，從而使得海浪進入艙室內部；每個振蕩水柱式發電艙室(5)頂部均設置有氣動渦輪發電機(13)，所述氣動渦輪發電機(13)在雙向氣流的作用下同向轉動，在海浪的作用下，壓縮艙室內空氣，帶動氣動渦輪發電機(13)發電。

2.根據權利要求1所述的聯合波浪能和風力發電的筒型基礎結構，其特征在于，所述外筒體(14)和分艙板(8)的軸向長度均相等。

3.根據權利要求1所述的聯合波浪能和風力發電的筒型基礎結構，其特征在于，所述中央立柱(9)上部設置有法蘭盤(3)，用于安裝風力發電機的塔筒(2)和機頭(1)。

4.一種上述權利要求1至3中任一項所述的聯合波浪能和風力發電的筒型基礎結構的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：在陸地上，分別預制分艙型筒型基礎(7)和分艙型振蕩水柱式波浪能轉換裝置(18)，其中氣動渦輪發電機(13)所在艙頂的高程大于20年一遇的極端高水位，以保證上部的氣動渦輪發電機(13)不被海水淹沒，而振蕩水柱式發電艙室(5)側壁的下邊緣高程應該保證在安裝到位后海浪能夠進入艙室內部；

第二步：將上部的分艙型振蕩水柱式波浪能轉換裝置(18)與分艙型筒型基礎(7)進行組裝，分艙型振蕩水柱式波浪能轉換裝置(18)的加勁板(4)與分艙型筒型基礎(7)內部的分艙板(8)的位置相對應，從而增強結構的整體性并優化結構的傳力性能；組裝完成后檢查上部分艙型振蕩水柱式波浪能轉換裝置(18)內部的氣密性以及分艙型筒型基礎(7)的氣密性；

第三步：確保氣密性符合要求之后，在分艙型筒型基礎(7)各分艙頂部的球閥(6)上裝抽水抽氣裝置，在分艙型振蕩水柱式波浪能轉換裝置(18)的頂部安裝氣動渦輪發電機(13)，之后將聯合波浪能和風力發電的筒型基礎結構整體吊裝到駁船上并進行固定，最后將上部風力發電機的塔筒(2)和機頭(1)與中央立柱(9)上部的法蘭盤(3)進行連接；

第四步：將駁船和聯合波浪能和風力發電的筒型基礎結構運輸至指定的設計施工位置；

第五步：將聯合波浪能和風力發電的筒型基礎結構整體吊裝離開駁船，打開分艙型筒型基礎(7)分艙頂部的球閥(6)，使得聯合波浪能和風力發電的筒型基礎結構在自重作用下下沉；當聯合波浪能和風力發電的筒型基礎結構在自重作用下沉放到位后，打開分艙型筒型基礎(7)艙頂的抽水抽氣裝置，抽出艙內的水氣，使得艙內壓強小于大氣壓強，從而使聯合波浪能和風力發電的筒型基礎結構在壓差的作用下沉放到位；

第六步：聯合波浪能和風力發電的筒型基礎結構沉放到位之后將球閥(6)上部的抽水抽氣裝置拆卸，施工完畢。