專利名稱：浮式海上風電基礎的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種浮式海上風電基礎。適用于海上風力發(fā)電行業(yè)的土木工程。
背景技術(shù)：
目前，常見的近海風電基礎結(jié)構(gòu)型式包括單樁基礎、多樁導管架式、重力式基礎等。隨著海上風電領域的發(fā)展，向深海跨進已呈現(xiàn)趨勢。在水深大于50 m的近海區(qū)域建設風電場，固定式樁基礎或?qū)Ч芗苁交A的成本將會很高，浮式基礎結(jié)構(gòu)是較為理想的選擇。該基礎作為安裝風力機的平臺，用錨泊系統(tǒng)錨定于海床，其成本相對較低，且運輸方便。浮式基礎必須有浮力支撐風電機組的重量，并且在可接受的限度內(nèi)能夠抑制傾斜、搖晃和法向移動。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對上述存在的問題，提供一種施工安裝快速、 造價低、受力好的浮式海上風電基礎。本實用新型所采用的技術(shù)方案是浮式海上風電基礎，具有由塔筒、機艙、輪轂及葉片組成的上部結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基礎還包括一鋼制的浮動平臺，該浮動平臺由塔筒連接段兼中間浮箱和一組張力腿浮箱組成，塔筒連接段兼中間浮箱基本呈圓柱體并與塔筒根部相連，張力腿浮箱在塔筒連接段兼中間浮箱的圓周上呈放射狀布置，張力腿浮箱外端的延伸段通過鋼纜與海床上的錨泊系統(tǒng)固定。所述塔筒連接段兼中間浮箱的高度為2. (T4. 0倍塔筒直徑、直徑為2. (T5. 0倍塔筒直徑；張力腿浮箱主體長度為4 7倍塔筒直徑，延伸段長度為0. 5^1. 5倍塔筒直徑；張力腿浮箱主體近端寬度為0. 5^1. 5倍塔筒直徑，張力腿浮箱主體遠端寬度為0. 5^1. 0倍塔筒直徑；張力腿浮箱的頂面傾角為8 15°。所述錨泊系統(tǒng)為負壓桶基結(jié)構(gòu)或重力式基座等型式。本實用新型的有益效果是本實用新型采用浮式基礎結(jié)構(gòu)適用于水深大于50m的深海區(qū)域；陸上預制，漂浮式運輸，減少海上作業(yè)量，運輸方便，成本相對較低；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定， 受力好；其中，錨泊系統(tǒng)采用負壓桶型式時，還可以重復利用或移動。

圖I、圖2、圖4分別為本實用新型實施例I (三腿)的主視圖、立體圖和俯視圖。圖3為塔筒連接段兼中間浮箱及張力腿浮箱的主剖視圖。圖5為實施例2中塔筒連接段兼中間浮箱及張力腿浮箱的俯視圖(四腿)。圖6為實施例3中塔筒連接段兼中間浮箱及張力腿浮箱的俯視圖(八腿)。
具體實施方式
實施例I :如圖I、圖2、圖4所示，本實施例由上部結(jié)構(gòu)(包括塔筒6、葉片9、機艙7、輪轂8以及法蘭5、靠船構(gòu)件等，與常規(guī)海上風電無異)、海平面11以下的浮動平臺(包括塔筒連接段兼中間浮箱I及張力腿浮箱2)、鋼纜3及錨泊系統(tǒng)4組成。所述塔筒連接段兼中間浮箱I及張力腿浮箱2為鋼制箱型結(jié)構(gòu)，塔筒連接段兼中間浮箱I為鋼制封閉圓筒(上端圓錐)構(gòu)造，提供浮力并與塔筒6根部連接固定，本例中張力腿浮箱2有3個且在塔筒連接段兼中間浮箱I的圓周上呈放射狀布置，張力腿浮箱的外端(延伸段2-1)通過鋼纜3與錨固在海床10上的錨泊系統(tǒng)4固定。所述鋼纜3根據(jù)連接張力腿浮箱2與錨泊系統(tǒng)4所需張力選取合適規(guī)格的鋼纜及數(shù)目。所述錨泊系統(tǒng)4根據(jù)海床土質(zhì)、海域環(huán)境條件選用合適尺寸的負壓桶基礎或重力式基座等型式。如圖3所示，塔筒連接段兼中間浮箱I的高度g=2.(T4.(k/，V為塔筒6的直徑， 塔筒連接段兼中間浮箱I的直徑^=2. (T5. Od,延伸段2-1的高度盡小于塔筒連接段兼中間浮箱I的高度H1 Cff2由及9確定)；張力腿浮箱主體長度Z=4U，延伸段2-1長度 7=0. 5^1. bd (延伸段2-2的寬度同W2,高度同盡)；張力腿浮箱主體近端寬度Zf1=O. 5^1. 5: 浮箱主體遠端寬度巧=0.5 1.0^/;張力腿浮箱的頂面傾角0二8 15°。本實施例的上述參數(shù)取值如下塔筒6 直徑 ￠/=4. 2m，/1,=2. Od ；L=5d ；l=d ；D=2. 5d ； W1=Q. 7d ；W2=0. 5d ； ^=14°。實施例2 :如圖5所示，本實施例的結(jié)構(gòu)與實施例I基本相同，不同之處僅在于本例在塔筒連接段兼中間浮箱I的圓周上呈放射狀布置4個張力腿浮箱2。實施例3 :如圖6所示，本實施例的結(jié)構(gòu)與實施例I基本相同，不同之處僅在于本例在塔筒連接段兼中間浮箱I的圓周上呈放射狀布置8個張力腿浮箱2。具體工程進行設計時，各形狀參數(shù)宜通過相關試驗及計算進行優(yōu)化確定。本實用新型的施工方法是塔筒連接段兼中間浮箱I及張力腿浮箱2為陸上加工廠預制，與上部結(jié)構(gòu)(塔筒6、機艙7、輪轂8、葉片9等)通過塔筒連接段兼中間浮箱I連接完成后浮運至指定機位；海床10的錨泊系統(tǒng)4采用負壓桶基礎時，其運輸、沉貫等操作與常規(guī)負壓桶施工無異；張力腿浮箱2及上部結(jié)構(gòu)整體浮運至指定位置后，通過鋼纜3與錨泊系統(tǒng)4固定，并進行調(diào)節(jié)，以符合風機運行所需符合的穩(wěn)定性要求。
權(quán)利要求1.一種浮式海上風電基礎，具有由塔筒(6)、機艙(7)、輪轂(8)及葉片(9)組成的上部結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基礎還包括一鋼制的浮動平臺，該浮動平臺由塔筒連接段兼中間浮箱(I)和一組張力腿浮箱(2)組成，塔筒連接段兼中間浮箱(I)基本呈圓柱體并與塔筒(6) 根部相連，張力腿浮箱(2)在塔筒連接段兼中間浮箱(I)的圓周上呈放射狀布置，張力腿浮箱外端的延伸段(2-1)通過鋼纜(3)與海床(10)上的錨泊系統(tǒng)(4)固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮式海上風電基礎，其特征在于所述塔筒連接段兼中間浮箱(I)的高度為2. (T4. 0倍塔筒(6)直徑，直徑為2. (T5. 0倍塔筒(6)直徑；張力腿浮箱(2) 主體長度為4 7倍塔筒(6)直徑，延伸段(2-1)長度為0. 5^1. 5倍塔筒(6)直徑；張力腿浮箱(2)主體近端寬度為0. 5^1. 5倍塔筒(6)直徑，張力腿浮箱(2)主體遠端寬度為0. 5^1. 0 倍塔筒(6)直徑；張力腿浮箱的頂面傾角為8 15°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浮式海上風電基礎，其特征在于所述錨泊系統(tǒng)(4)為負壓桶基結(jié)構(gòu)或重力式基座。
專利摘要本實用新型涉及一種浮式海上風電基礎。本實用新型的目的是提供一種施工安裝快速、造價低、受力好的浮式海上風電基礎。本實用新型的技術(shù)方案是浮式海上風電基礎，具有由塔筒、機艙、輪轂及葉片組成的上部結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基礎還包括一鋼制的浮動平臺，該浮動平臺由塔筒連接段兼中間浮箱和一組張力腿浮箱組成，塔筒連接段兼中間浮箱基本呈圓柱體并與塔筒根部相連，張力腿浮箱在塔筒連接段兼中間浮箱的圓周上呈放射狀布置，張力腿浮箱外端的延伸段通過鋼纜與海床上的錨泊系統(tǒng)固定。本實用新型適用于海上風力發(fā)電行業(yè)的土木工程。
文檔編號F03D11/00GK202295230SQ201120351939
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者呂娜, 周永, 孫杏建, 李煒, 趙生校, 鄭永明, 陸飛 申請人:中國水電顧問集團華東勘測設計研究院