本發(fā)明涉及海上風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施，尤其是應(yīng)用于50～100m水深海域浮式風(fēng)力發(fā)電。

背景技術(shù)：

隨著土地資源的緊缺，需要大片土地的陸地風(fēng)能的發(fā)展受到了阻礙，海洋具有廣闊的空間和高風(fēng)能密度，所以海上風(fēng)能近年來受到了極大的關(guān)注。據(jù)現(xiàn)有觀測資料統(tǒng)計，我國可開發(fā)和利用的風(fēng)能總儲量約為10億千瓦，其中在近海可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲量有7.5億千瓦，是陸地風(fēng)能資源的三倍以上，水深30米以上風(fēng)能資源更為豐富。歐洲沿海20m以下水深區(qū)域風(fēng)場基本規(guī)劃完成，20-50m水深區(qū)域正在規(guī)劃，50m以上水深規(guī)劃仍未啟動。中國海上風(fēng)能建設(shè)仍比歐洲慢一大步。

目前，海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)可分為重力式、單樁結(jié)構(gòu)、三角架結(jié)構(gòu)、導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)和浮式結(jié)構(gòu)。浮式風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)適用于深海環(huán)境(水深＞50m)，主要包括半潛型、tlp型、spar型基礎(chǔ)。現(xiàn)有的spar型風(fēng)機基礎(chǔ)多為單柱桁架式結(jié)構(gòu)，具有很強的抗傾覆穩(wěn)定性，但其由于結(jié)構(gòu)為單圓柱，容易受到渦激振動的影響，同時艙室少，抗沉性較低，浮力調(diào)節(jié)性能差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有spar型浮式風(fēng)機平臺易受到渦激振動影響，抗沉性和浮力調(diào)節(jié)性能差的不足，本發(fā)明提供一種多柱浮式spar型風(fēng)機基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)技能保證原有spar型平臺的特性，同時可以減小渦激振動的影響，具有良好的抗沉性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

多柱spar型浮式風(fēng)機平臺包括硬艙、桁架結(jié)構(gòu)、壓載艙和系泊系統(tǒng)，所述的硬艙包括立柱、加強板；所述立柱包括一個中心立柱和四個側(cè)立柱，立柱間通過加強板連接形成多柱結(jié)構(gòu)；所述的桁架結(jié)構(gòu)的一端與硬艙相連，另一端與壓載艙相連；桁架結(jié)構(gòu)上均布有垂蕩板，系泊系統(tǒng)一端鏈接硬艙，另一端固定于海底，所述多柱spar型浮式風(fēng)機平臺的浮心高于重心。

優(yōu)選的，所述的每個立柱內(nèi)均設(shè)置有數(shù)個密閉艙室，密閉艙室提高抗沉性并調(diào)節(jié)整個平臺所需浮力。

優(yōu)選的，所述的桁架結(jié)構(gòu)由若干豎直支撐柱、側(cè)支梁和垂蕩板組成；垂蕩板水平安裝在豎直支撐柱上，側(cè)支梁用于垂蕩板和支撐柱的連接、支撐。

優(yōu)選的，所述的桁架結(jié)構(gòu)由4根豎直支撐柱、24根側(cè)支梁、2個垂蕩板組成，垂蕩板有3*3排列的孔洞，以增強垂蕩板的垂蕩阻尼。

優(yōu)選的，所述的系泊系統(tǒng)包括系泊點和多根系泊線纜；所述的系泊點設(shè)置在側(cè)立柱上，所述的系泊點位于整個浮式風(fēng)機平臺的浮心和重心中間位置的所在平面上。

優(yōu)選的，所述的壓載艙劃分為若干艙室，在艙室內(nèi)裝載大于海水密度的物體以提供壓載重力，使整體結(jié)構(gòu)重心降低。

優(yōu)選的，所述的壓載艙艙室可以選擇壓載數(shù)量，以調(diào)節(jié)重心位置，使系泊系統(tǒng)的系泊點位于整個浮式風(fēng)機平臺的浮心和重心中間位置的所在平面上。

優(yōu)選的，所述立柱內(nèi)處在水線面處的密閉艙室內(nèi)設(shè)置有豎直排列的雙層隔板，以提高立柱強度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是：

1.硬艙用五個立柱代替一個整體單立柱，減少渦激振動的影響。

2.每個立柱分別劃分?jǐn)?shù)個艙室，提高破艙穩(wěn)定性與抗沉性。

3.壓載艙劃分艙室，可以提供不同重量的壓載。

4.垂蕩板中3*3排列的孔洞，進一步增強垂蕩板帶來的垂蕩阻尼。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.側(cè)立柱，2.系泊點，3.壓載艙，4.桁架斜梁，5.多空垂蕩板，6.桁架立柱，7.側(cè)立柱艙室，8.雙層隔板，9.中央立柱，10.加強板。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種多柱浮式spar型風(fēng)機基礎(chǔ)，包括硬艙、桁架結(jié)構(gòu)、壓載艙。所述的硬艙包括側(cè)立柱1、中央立柱9、加強板10。本實施例中，側(cè)立柱艙室7提供浮力，加強板10連接側(cè)立柱與中央立柱，提高硬艙結(jié)構(gòu)強度，水線面艙室設(shè)置雙層隔板8，提高立柱強度。

在本實施例中，桁架結(jié)構(gòu)由4根豎直支撐柱6、24根側(cè)支梁4、2個垂蕩板5組成，垂蕩板有3*3排列的孔洞。桁架立柱6連接側(cè)立柱6和壓載艙3，斜梁與多空垂蕩板垂直均布于立柱上。

在本實施例中，系泊系統(tǒng)的一端與海底固定連接，另一端與4根側(cè)立柱系泊點2相連。側(cè)立柱艙室7與壓載艙3調(diào)節(jié)浮力與重力，保證系泊點2處在浮心與重心中點的平面上。

在本實施例中，壓載艙3包括16個壓載艙室，可以根據(jù)實際情況改變壓載重量。

本發(fā)明的工作原理是：硬艙利用一大四小組合立柱代替單立柱，避免或減小渦激振動的影響。對中央立柱9、側(cè)立柱1、壓載艙3進行艙室劃分，提供浮力和重力及調(diào)節(jié)能力，增加破艙穩(wěn)定性。桁架結(jié)構(gòu)減少整體結(jié)構(gòu)的重量，同時增加壓載艙產(chǎn)生的力矩。多空垂蕩板通過增加垂蕩阻尼控制整體結(jié)構(gòu)在垂蕩方向的位移，提高垂蕩方向上的穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種多柱spar型浮式風(fēng)機平臺?，F(xiàn)有的Spar型風(fēng)機基礎(chǔ)多為單柱桁架式結(jié)構(gòu)，具有很強的抗傾覆穩(wěn)定性，但其由于結(jié)構(gòu)為單圓柱，容易受到渦激振動的影響，同時艙室少，抗沉性較低，浮力調(diào)節(jié)性能差。針對此種情況，本發(fā)明做出優(yōu)化改進，用一大四小組合立柱代替單立柱，避免或減小渦激振動的影響。對中央立柱、側(cè)立柱、壓載艙進行艙室劃分，提供浮力和重力及調(diào)節(jié)能力，增加破艙穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：萬占鴻;王家星;董超;姚鐘植;呂修陽;王艷
受保護的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.24
技術(shù)公布日：2017.10.10