本發(fā)明涉及浮式風(fēng)機基礎(chǔ)壓載水水量調(diào)節(jié)，具體涉及一種浮式風(fēng)機基礎(chǔ)的濕式環(huán)網(wǎng)壓排載系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、壓排載系統(tǒng)的設(shè)計是遠海用漂浮式風(fēng)力發(fā)電機（下稱浮式風(fēng)機）設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之一,該系統(tǒng)設(shè)計直接關(guān)系到平臺的穩(wěn)性與安全,起到調(diào)節(jié)平臺吃水及平衡的作用,同時保障平臺和工作人員生命財產(chǎn)安全。

2、國內(nèi)現(xiàn)有的浮式風(fēng)機的基礎(chǔ)均為被動壓載，即風(fēng)機在位后不進行調(diào)載，僅需完成一次永久的注水過程，風(fēng)機運行時僅僅依靠浮體結(jié)構(gòu)自身性能抵抗風(fēng)浪流的作用。

3、目前的浮式風(fēng)機基礎(chǔ)在進行水量壓排載調(diào)節(jié)的過程中，通常需要開設(shè)海底門來形成被動壓載系統(tǒng)，現(xiàn)有的開設(shè)海底門進行壓排載調(diào)節(jié)的方式不僅破壞風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的完整性，容易導(dǎo)致破艙，還需要定期保養(yǎng)，檢修需潛水員下潛進行操作，容易給檢修造成困難。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種浮式風(fēng)機基礎(chǔ)的濕式環(huán)網(wǎng)壓排載系統(tǒng)及方法，用于解決現(xiàn)有的開設(shè)海底門進行壓排載調(diào)節(jié)的方式不僅破壞風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的完整性，容易導(dǎo)致破艙，還需要定期保養(yǎng)，檢修需潛水員下潛進行操作,容易給檢修造成困難的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明公開了一種浮式風(fēng)機基礎(chǔ)的濕式環(huán)網(wǎng)壓排載系統(tǒng)，設(shè)置在一個浮箱上，包括一個風(fēng)機立柱和兩個非風(fēng)機立柱、水平支撐架、所述浮箱和所述水平支撐架分別設(shè)置在風(fēng)機立柱和兩個非風(fēng)機立柱的底部和頂部，?一個所述風(fēng)機立柱和兩個所述非風(fēng)機立柱的底部分別設(shè)置有第一可調(diào)壓載艙、第二可調(diào)壓載艙、第三可調(diào)壓載艙；

4、所述浮箱上浸沒有壓排載濕式環(huán)網(wǎng)，

5、所述壓排載濕式環(huán)網(wǎng)包括一個控制管路，所述控制管路上設(shè)置有一臺壓載泵以及第一接口、第二接口、第三接口，所述第一接口、所述第二接口、所述第三接口分別設(shè)置在第一可調(diào)壓載艙、第二可調(diào)壓載艙、第三可調(diào)壓載艙上；所述壓載泵配置有若干個控制閥，通過一臺壓載泵和若干個控制閥能夠分別控制所述第一接口與所述第二接口之間或所述第一接口與所述第三接口之間或所述第二接口與所述第三接口之間的單向連通；

6、當需要調(diào)整浮式風(fēng)機基礎(chǔ)的姿態(tài)時，通過控制管路的一臺壓載泵和若干個控制閥，使壓載水在第一可調(diào)壓載艙、第二可調(diào)壓載艙、第三可調(diào)壓載艙之間相互調(diào)撥，將水量多的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)的壓載水調(diào)撥至水量少的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)，以調(diào)節(jié)浮式風(fēng)機基礎(chǔ)底部的壓載水，維持一個所述風(fēng)機立柱和兩個所述非風(fēng)機立柱的底部的壓載水水量之間的平衡，實現(xiàn)浮式風(fēng)機基礎(chǔ)姿態(tài)的調(diào)整。

7、進一步地，所述控制管路包括第一支路、第二支路、第三支路，

8、所述第一接口與所述第二接口之間通過第一支路相連，所述第一支路上設(shè)置有第一控制閥；

9、所述第一接口與所述第三接口之間通過第二支路相連，所述第二支路上設(shè)置有第二控制閥；

10、所述第二接口與所述第三接口之間通過第三支路相連，所述第三支路上設(shè)置有第三控制閥。

11、進一步地，所述控制管路還包括第四支路和第五支路，

12、所述第四支路的上端節(jié)點和下端節(jié)點分別設(shè)置在所述第一支路和所述第二支路上，且所述第四支路與所述第三支路并聯(lián)；

13、所述第五支路的左端節(jié)點和右端節(jié)點分別設(shè)置在所述第四支路和所述第二支路上，且所述第二控制閥位于所述下端節(jié)點和所述右端節(jié)點之間的第二支路上；

14、其中，所述壓載泵設(shè)置在所述第五支路上，所述壓載泵兩側(cè)的第五支路上分別設(shè)置有第四控制閥和第五控制閥，且所述壓載泵為單向泵，所述壓載泵的進口朝向第四控制閥，所述壓載泵的出口朝向第五控制閥，以確保介質(zhì)只能從第四控制閥通過所述壓載泵流向第五控制閥，而不能反向流通；

15、所述左端節(jié)點與所述上端節(jié)點之間的第四支路上和所述左端節(jié)點與所述下端節(jié)點之間的第四支路上分別設(shè)置有第六控制閥和第七控制閥；

16、與第五支路并聯(lián)的所述第一支路上設(shè)置有第八控制閥，且所述第八控制閥位于上端節(jié)點與第一接口之間的第一支路上；

17、與第五支路并聯(lián)的所述第二支路上設(shè)置有第九控制閥，且所述第九控制閥位于右端節(jié)點與第一接口之間的第二支路上；

18、當需要從所述第一接口輸送介質(zhì)至所述第二接口時，則只打開第八控制閥、第六控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第二控制閥、第三控制閥并關(guān)閉其它閥門即可；當需要從所述第二接口輸送介質(zhì)至所述第一接口時，則只打開第一控制閥、第六控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第九控制閥并關(guān)閉其它閥門即可；

19、當需要從所述第一接口輸送介質(zhì)至所述第三接口時，則只打開第八控制閥、第六控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第二控制閥并關(guān)閉其它閥門即可；當需要從所述第三接口輸送介質(zhì)至所述第一接口時，則只打開第七控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第九控制閥并關(guān)閉其它閥門即可；

20、當需要從所述第二接口輸送介質(zhì)至所述第三接口時，則只打開第一控制閥、第六控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第二控制閥并關(guān)閉其它閥門即可；當需要從所述第三接口輸送介質(zhì)至所述第二接口時，則只打開第七控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第九控制閥、第一控制閥并關(guān)閉其它閥門即可。

21、進一步地，所述第一接口與所述第一可調(diào)壓載艙的對接處設(shè)置有第十控制閥，所述第二接口與所述第二可調(diào)壓載艙的對接處設(shè)置有第十一控制閥，所述第三接口與所述第三可調(diào)壓載艙的對接處設(shè)置有第十二控制閥。

22、進一步地，所述壓排載濕式環(huán)網(wǎng)包括壓載水入口，所述壓載水入口低于可調(diào)壓載艙的壓載水液面；

23、所述第一支路和所述第二支路的交點為第五結(jié)點，所述第五結(jié)點與所述第五控制閥之間的所述第一支路設(shè)置有第六結(jié)點，所述第六結(jié)點與所述壓載水入口之間通過輸入管道連通，所述輸入管道上設(shè)置有輸入控制閥；

24、當打開所述輸入控制閥、所述第十控制閥并關(guān)閉其它閥門時，海水進入至所述第一可調(diào)壓載艙內(nèi)；

25、當打開所述輸入控制閥、所述第八控制閥、所述第一控制閥、第十一控制閥并關(guān)閉其它閥門時，海水進入至所述第二可調(diào)壓載艙內(nèi)；

26、當打開所述輸入控制閥、所述第八控制閥、所述第一控制閥、所述第三控制閥、第十二控制閥并關(guān)閉其它閥門時，海水進入至所述第三可調(diào)壓載艙內(nèi)。

27、優(yōu)選地，所述壓排載濕式環(huán)網(wǎng)包括壓載水出口，所述壓載水出口低于可調(diào)壓載艙的壓載水液面；

28、所述右端節(jié)點與所述第五控制閥之間的第五支路上設(shè)置有第七結(jié)點，所述第七結(jié)點與所述壓載水出口之間通過輸出管道連通，所述輸出管道上設(shè)置有輸出控制閥；

29、當關(guān)閉所述第九控制閥、所述第二控制閥并打開所述第五控制閥和所述輸出控制閥時，從所述壓載泵的出口流出的介質(zhì)能經(jīng)壓載水出口排出。

30、進一步地，所述壓排載濕式環(huán)網(wǎng)還配置有控制器，

31、所述第一控制閥、所述第二控制閥、所述第三控制閥、所述第四控制閥、所述第五控制閥、所述第六控制閥、所述第七控制閥、所述第八控制閥、所述第九控制閥、所述第十控制閥、所述第十一控制閥和所述第十二控制閥均為電控閥門；

32、所述壓載泵、所述第一控制閥、所述第二控制閥、所述第三控制閥、所述第四控制閥、所述第五控制閥、所述第六控制閥、所述第七控制閥、所述第八控制閥、所述第九控制閥、所述第十控制閥、所述第十一控制閥和所述第十二控制閥均與所述控制器相連。

33、優(yōu)選地，一個所述風(fēng)機立柱和兩個所述非風(fēng)機立柱呈三角形分布，且其底部均設(shè)置在所述浮箱上；所述水平支撐架呈三角形，所述水平支撐架的三個角部分別設(shè)置在所述風(fēng)機立柱和兩個所述非風(fēng)機立柱的頂部。

34、優(yōu)選地，所述水平支撐架包括三根水平支撐桿，三根水平支撐桿兩兩彼此相連形成所述水平支撐架，在所述風(fēng)機立柱的頂部與其中一個非風(fēng)機立柱的頂部之間、所述風(fēng)機立柱的頂部與另一個非風(fēng)機立柱的頂部之間以及兩個非風(fēng)機立柱的頂部之間分別通過一根水平支撐桿相連通，三根水平支撐桿兩兩相連通，形成所述水平支撐架。

35、優(yōu)選地，所述風(fēng)機立柱和兩個所述非風(fēng)機立柱分別配置有一根斜撐，所述斜撐的頂端設(shè)置在風(fēng)機立柱或所述非風(fēng)機立柱上，所述斜撐的底端設(shè)置在所述浮箱上。

36、進一步地，還包括八個永久壓載艙，所述浮箱包括三個橫向浮梁，三個橫向浮梁首尾依次相連形成三角形，且所述浮箱的三個橫向浮梁與所述水平支撐架的三根水平支撐桿分別對應(yīng)且平行，每個橫向浮梁的兩端分別設(shè)置有一個永久壓載艙，三個橫向浮梁總共設(shè)置有六個永久壓載艙，六個永久壓載艙均設(shè)置在所述浮箱內(nèi)部；兩個所述非風(fēng)機立柱的底部分別設(shè)置有一個永久壓載艙。

37、第二方面，本發(fā)明還公開了一種浮式風(fēng)機基礎(chǔ)的濕式環(huán)網(wǎng)壓排載方法，采用上述的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

38、步驟s1：根據(jù)所述風(fēng)機立柱和兩個所述非風(fēng)機立柱的底部的壓載水水量的多少，在所述風(fēng)機立柱和兩個所述非風(fēng)機立柱的可調(diào)壓載艙中確定需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙和被抽出壓載水的可調(diào)壓載艙，其中，立柱底部的壓載水的水量少的可調(diào)壓載艙作為需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙，水量多的立柱的可調(diào)壓載艙為被抽出壓載水的可調(diào)壓載艙；

39、步驟s2：判斷將水量多的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)的壓載水調(diào)撥至水量少的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)后，原水量少的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)的壓載水是否足以維持一個所述風(fēng)機立柱和兩個所述非風(fēng)機立柱的底部的壓載水水量之間的平衡，

40、如果是，則將所述被抽出壓載水的可調(diào)壓載艙的壓載水調(diào)撥至所述需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙內(nèi)，具體步驟如下：

41、當需要從所述第一可調(diào)壓載艙輸送壓載水至所述第二可調(diào)壓載艙時，則只打開第十控制閥、第八控制閥、第六控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第二控制閥、第三控制閥和第十一控制閥并關(guān)閉其它閥門即可；

42、當需要從所述第二可調(diào)壓載艙輸送壓載水至所述第一可調(diào)壓載艙時，則只打開第十一控制閥、第一控制閥、第六控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第九控制閥和第十控制閥并關(guān)閉其它閥門即可；

43、當需要從所述第一可調(diào)壓載艙輸送壓載水至第三可調(diào)壓載艙時，則只打開第十控制閥、第八控制閥、第六控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第二控制閥和第十二控制閥并關(guān)閉其它閥門即可；

44、當需要從所述第三可調(diào)壓載艙輸送壓載水至所述第一可調(diào)壓載艙時，則只打開第十二控制閥、第七控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第九控制閥和第十控制閥并關(guān)閉其它閥門即可；

45、當需要從所述第二可調(diào)壓載艙輸送壓載水至所述第三可調(diào)壓載艙時，則只打開第十一控制閥、第一控制閥、第六控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第二控制閥和第十二控制閥并關(guān)閉其它閥門即可；

46、當需要從所述第三可調(diào)壓載艙輸送壓載水至所述第二接口時，則只打開第十二控制閥、第七控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第九控制閥、第一控制閥和第十一控制閥并關(guān)閉其它閥門即可；

47、如果將水量多的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)的壓載水調(diào)撥至水量少的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)后，原水量少的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)的壓載水仍不足以維持一個所述風(fēng)機立柱和兩個所述非風(fēng)機立柱的底部的壓載水水量之間的平衡，則通過打開所述輸入控制閥，直接向所述需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙注入海水，具體步驟如下：

48、當所述需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙為第一可調(diào)壓載艙時，則打開所述輸入控制閥、所述第十控制閥并關(guān)閉其它閥門時，海水進入至所述第一可調(diào)壓載艙內(nèi)；

49、當所述需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙為第二可調(diào)壓載艙時，則打開所述輸入控制閥、所述第八控制閥、所述第一控制閥、第十一控制閥并關(guān)閉其它閥門時，海水進入至所述第二可調(diào)壓載艙內(nèi)；

50、當所述需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙為第三可調(diào)壓載艙時，則打開所述輸入控制閥、所述第八控制閥、所述第一控制閥、所述第三控制閥、第十二控制閥并關(guān)閉其它閥門時，海水進入至所述第三可調(diào)壓載艙內(nèi)；

51、若通過打開所述輸入控制閥，直接向所述需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙注入海水后，一個所述風(fēng)機立柱和兩個所述非風(fēng)機立柱的底部的壓載水水量之間仍不能達到平衡，再重復(fù)所述將所述被抽出壓載水的可調(diào)壓載艙的壓載水調(diào)撥至所述需要注入壓載水的可調(diào)壓載艙內(nèi)的步驟，直至所述風(fēng)機立柱和兩個所述非風(fēng)機立柱的底部的壓載水水量之間達到平衡。

52、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

53、（一）本發(fā)明公開了一種浮式風(fēng)機基礎(chǔ)的濕式環(huán)網(wǎng)壓排載系統(tǒng)，包括壓排載濕式環(huán)網(wǎng)，壓排載濕式環(huán)網(wǎng)包括一個控制管路，所述控制管路上設(shè)置有一臺壓載泵以及第一接口、第二接口、第三接口，其中，壓載泵配置有若干個控制閥，通過一臺壓載泵和若干個控制閥能夠分別控制所述第一接口與所述第二接口之間或第一接口與第三接口之間或第二接口與第三接口之間的單向連通；一個風(fēng)機立柱和兩個非風(fēng)機立柱的底部分別設(shè)置有第一可調(diào)壓載艙、第二可調(diào)壓載艙、第三可調(diào)壓載艙，第一接口、第二接口、第三接口分別設(shè)置在第一可調(diào)壓載艙、第二可調(diào)壓載艙、第三可調(diào)壓載艙上；當需要調(diào)整浮式風(fēng)機基礎(chǔ)的姿態(tài)時，通過控制管路的一臺壓載泵和若干個控制閥，從第一可調(diào)壓載艙、第二可調(diào)壓載艙、第三可調(diào)壓載艙中，將水量多的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)的壓載水調(diào)撥至水量少的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)，以調(diào)節(jié)浮式風(fēng)機基礎(chǔ)底部的壓載水，維持一個風(fēng)機立柱和兩個所述非風(fēng)機立柱的底部的壓載水水量之間的平衡，實現(xiàn)浮式風(fēng)機基礎(chǔ)姿態(tài)的調(diào)整。

54、（二）本發(fā)明公開了一種浮式風(fēng)機基礎(chǔ)的濕式環(huán)網(wǎng)壓排載系統(tǒng)，由于壓排載濕式環(huán)網(wǎng)浸沒在三個可調(diào)壓載艙中，壓載水入口和壓載水出口均低于可調(diào)壓載艙的壓載水液面，因此無需設(shè)置多臺壓載泵將壓載水提升至壓排載濕式環(huán)網(wǎng)內(nèi)。

55、（三）本發(fā)明公開了一種浮式風(fēng)機基礎(chǔ)的濕式環(huán)網(wǎng)壓排載方法，通過1臺壓載泵即可實現(xiàn)將壓載水在3個可調(diào)壓載艙之間相互調(diào)撥，將水量多的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)的壓載水調(diào)撥至水量少的立柱的可調(diào)壓載艙內(nèi)，以調(diào)節(jié)浮式風(fēng)機基礎(chǔ)底部的壓載水，維持一個風(fēng)機立柱和兩個非風(fēng)機立柱的底部的壓載水水量之間的平衡，實現(xiàn)浮式風(fēng)機基礎(chǔ)姿態(tài)的調(diào)整，不僅實現(xiàn)了通過壓排載濕式環(huán)網(wǎng)對浮式風(fēng)機進行主動壓排載，還減少壓載泵數(shù)量，降低設(shè)備投資和維護成本。

56、（四）本發(fā)明公開了一種浮式風(fēng)機基礎(chǔ)的濕式環(huán)網(wǎng)壓排載方法，可以實現(xiàn)壓載水在三個立柱中相互調(diào)撥，無需經(jīng)常抽取新的海水用于調(diào)載，節(jié)約能源。濕式環(huán)網(wǎng)相比于濕式環(huán)網(wǎng)主動壓排載系統(tǒng)，僅需要1臺壓載泵便可實現(xiàn)壓載水在三個立柱中的調(diào)撥。節(jié)約了投資成本的同時降低了設(shè)備故障率。