本實用新型涉及海上風力發(fā)電技術領域，特別是涉及一種柔性海上升壓站。

背景技術：

隨著國家十三五規(guī)劃中對國家能源政策的指引，由于我國傳統(tǒng)能源產(chǎn)能過剩嚴重，海上風電因其清潔、安全、開發(fā)效率高等優(yōu)勢在新能源領域發(fā)展迅速，基本代表了當前風能發(fā)電技術的最高水平。當風電場容量在200MW-300MW，離岸距離在15KM以上時，根據(jù)國際通常經(jīng)驗，一般需設置海上升壓站，以更高等級的電壓通過海纜輸電至陸上電網(wǎng)。

目前，我國已建成的海上升壓站水深相對較淺，而國外己建成的海上變電站結構，其布置方案種類多，從上部鋼平臺來看，有半敞開式的、有全封閉式的；從下部支撐裝置來看，有單樁的、多樁的、重力式等，但是目前，上部鋼平臺和下部支撐裝置的連接一般都是剛性的，上部鋼平臺和下部支撐裝置的剛性連接，影響海上升壓站的使用效果。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的技術問題，本實用新型的目的是：提供一種柔性海上升壓站，能使水平向荷載作用在上部鋼平臺時，減少對下部支撐裝置的影響，并且在下部支撐裝置受到波浪等循環(huán)荷載作用時，同樣減少對上部鋼平臺的影響。

為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種柔性海上升壓站，包括上部鋼平臺、柔性連接組件、下部支撐裝置；所述的柔性連接組件包括由上往下依次設置的上層鋼板、上層鋼管、阻尼件、下層鋼管、下層鋼板、變截面鋼管；所述的上部鋼平臺與上層鋼板固定連接，所述的變截面鋼管的下端與下部支撐裝置固定連接。通過柔性連接組件連接上部鋼平臺和下部支撐裝置，可起到阻尼效果。

進一步的是：所述的阻尼件為橡膠支座或液壓阻尼器。起到阻尼效果。

進一步的是：所述的上部鋼平臺通過法蘭盤與上層鋼板固定連接；或者，所述的上部鋼平臺焊接在上層鋼板上。實現(xiàn)上部鋼平臺和柔性連接組件的固定連接。

進一步的是：所述的下部支撐裝置包括導管架和鋼管樁，所述的導管架套在鋼管樁上，導管架和鋼管樁固定連接。鋼管樁和導管架固定連接，導管架可以保持整體的剛度。

進一步的是：所述的導管架和鋼管樁通過灌漿的方式固定連接。實現(xiàn)導管架和鋼管樁的固定連接。

進一步的是：所述的變截面鋼管的下端通過皇冠板焊接在鋼管樁的上端；或者，所述的變截面鋼管的下端和鋼管樁的上端通過灌漿的方式固定連接。實現(xiàn)柔性連接組件和鋼管樁的固定連接。

進一步的是：所述的導管架上設有靠船構件和海纜保護管?？梢赃m應船舶停靠的要求以及對海上升壓站接入、送出電纜進行保護。

進一步的是：所述的上部鋼平臺包括主腿柱、桁架結構、主梁和次梁。

進一步的是：所述上部鋼平臺的走道上設有欄桿。增加安全性。

進一步的是：所述的上部鋼平臺上布置有電氣設備、暖通設備、安全及消防設備。

總的說來，本實用新型具有如下優(yōu)點：

1.本實用新型的柔性連接組件，可根據(jù)海上風電場場址特定的海洋環(huán)境條件進行設計以滿足安全與性能要求。

2.本實用新型的技術方案不需要特別的施工工藝與設備，現(xiàn)有施工設備即可滿足安裝要求，不會特別增加造價與施工難度。

3.本實用新型的柔性連接組件與上部鋼平臺和下部支撐裝置的連接，形式簡單，安裝方便。

4.本實用新型的柔性連接組件在海上吊裝時，可以與下部支撐裝置采用皇冠板焊接或者灌漿連接。

5.本實用新型的下部支撐裝置中，導管架中部空心，鋼管樁穿過導管架，通過灌漿的方式進行連接，與現(xiàn)有技術一致，技術成熟，安全可靠。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型上部鋼平臺的立面圖。

圖3為本實用新型柔性連接組件的立面圖。

圖4為本實用新型下部支撐裝置的立面圖。

其中，1為上部鋼平臺，2為柔性連接組件，3為下部支撐裝置，1-1為上部鋼平臺的主腿柱，1-2為上部鋼平臺的桁架結構，1-3為上部鋼平臺的梁，1-4為上部鋼平臺的欄桿，1-5為鋼質樓梯，2-1為上層鋼板，2-2為上層鋼管，2-3為阻尼件，2-4為下層鋼管，2-5為下層鋼板，2-6為變截面鋼管，3-1為鋼管樁，3-2為導管架，3-3為靠船構件。

具體實施方式

下面將結合附圖和具體實施方式來對本實用新型做進一步詳細的說明。

結合圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種柔性海上升壓站，包括上部鋼平臺、柔性連接組件、下部支撐裝置。所述的柔性連接組件包括由上往下依次設置的上層鋼板、上層鋼管、阻尼件、下層鋼管、下層鋼板、變截面鋼管；上層鋼板、上層鋼管、阻尼件、下層鋼管、下層鋼板、變截面鋼管依次相接觸，且固定成為一個整體，柔性連接組件各個部件之間的固定關系屬于現(xiàn)有成熟的技術。上層鋼管的內部設有加強筋，下層鋼管的內部也設有加強筋。所述的上部鋼平臺與上層鋼板固定連接，所述的變截面鋼管的下端與下部支撐裝置固定連接。所述的阻尼件為橡膠支座或液壓阻尼器。上部鋼平臺、下部支撐裝置均為現(xiàn)有成熟的技術，上部鋼平臺與上層鋼板的連接方式也為現(xiàn)有成熟的技術，變截面鋼管的下端與下部支撐裝置的連接方式也為現(xiàn)有成熟的技術，本實用新型主要在于將上部鋼平臺、柔性連接組件、下部支撐裝置組合在一起。

上部鋼平臺與上層鋼板的連接方式常見的有兩種，一種是，所述的上部鋼平臺通過法蘭盤與上層鋼板固定連接；另一種是，所述的上部鋼平臺焊接在上層鋼板上。

所述的下部支撐裝置包括導管架和鋼管樁，所述的導管架套在鋼管樁上，導管架和鋼管樁固定連接。所述的導管架和鋼管樁通過灌漿的方式固定連接，即在導管架和鋼管樁之間灌入水泥漿進行固定連接，導管架和鋼管樁的固定連接方式也屬于現(xiàn)有的成熟的技術。

變截面鋼管與鋼管樁的連接方式常見的有兩種，一種是，所述的變截面鋼管的下端通過皇冠板焊接在鋼管樁的上端；另一種是，所述的變截面鋼管的下端和鋼管樁的上端通過灌漿的方式固定連接。

本實用新型中，下部支撐裝置由鋼管樁和導管架組成。鋼管樁有4根，4根鋼管樁的下端呈矩形，長邊和短邊均為24m，鋼管樁的直徑為1600mm，壁厚為25mm～30mm，鋼管樁的下端伸入海床以下至持力層(按照規(guī)范要求建議以性能較好的土層為持力層)，鋼管樁的樁長需根據(jù)海上升壓站所在場址的海洋水文環(huán)境條件及地質條件、上部鋼平臺的最大重量以及最不利荷載作用時的最大拔力確定。導管架上設置與常規(guī)升壓站一致的可調整的靠船構件和海纜保護管，以適應船舶?？康囊笠约皩Ｉ仙龎赫窘尤搿⑺统鲭娎|進行保護。

以下部支撐裝置為基礎，鋼管樁通過皇冠板焊接(或者灌漿連接)與柔性連接組件進行連接，上部鋼平臺與柔性連接組件在陸地上已經(jīng)通過法蘭盤(或焊接)進行連接。所述的上部鋼平臺是一種多層的鋼框架結構，主要包括主腿柱、桁架結構、主梁和次梁，桁架結構用于將多個主腿柱連接在一起，保證整體結構剛度；上部鋼平臺內布置有電氣設備、暖通設備、安全及消防設備、主變壓器、開關設備、配電設備等。上部鋼平臺除底層之外，其余各層均被鋼質圍護結構包圍，在上部鋼平臺的內部形成密封整體，上部鋼平臺的走道上設有欄桿，并在相鄰兩層間通過鋼質樓梯連通，人員可在各層之間自由通行。

升壓站上部鋼平臺各層均設有功能分區(qū)，在各層布置電氣設備、暖通設備、安全及消防設備等，這均屬于現(xiàn)有的技術，在此不再贅述，但需注意的是，本實用新型需要保證各個分區(qū)里的設備能夠安全的運行，上部鋼平臺的最大位移小于各個設備安全運行時允許偏移的最大距離，保證海上升壓站運行的可靠性。

在應用本實用新型時，上部鋼平臺以及柔性連接組件需通過一定的腐蝕防護措施應對嚴酷的海洋腐蝕環(huán)境，海洋大氣區(qū)常年處于干濕交替的狀態(tài)，處于海洋大氣區(qū)的部位采用涂層防腐；下部支撐裝置局部處于浪濺區(qū)，該部位采用性能加強的涂層防腐，水位變動區(qū)及水下區(qū)采用陰極保護防腐(犧牲陽極陰極保護或者外加電流陰極保護)，泥下區(qū)采用預留腐蝕裕量措施進行防腐。

在實際操作中，柔性連接海上升壓站的建造安裝方式與已有技術基本一致，不同的是，在上部鋼平臺制造過程中，上部鋼平臺下端與下部支撐裝置連接處增加柔性連接組件，柔性連接組件與上部鋼平臺連接處需保證連接的剛度以及疲勞強度。柔性連接組件需保證一定間隔的檢修時間，保證柔性連接組件不至于被破壞，并且保持一定的伸縮能力，達到柔性連接的效果。柔性連接組件作為本實用新型最核心的部分，需要根據(jù)計算來保證柔性連接的效果，在達到一定柔度的前提下，保證上部鋼平臺及設備運行的可靠性；并且由于海上環(huán)境惡劣，施工不便，需要考慮柔性連接組件材料的耐久性以及防腐性，保證其使用年限。

本實用新型的施工順序為：在加工建造階段，按照上部鋼平臺、柔性連接組件、下部支撐裝置的順序進行；然后將柔性連接組件和上部鋼平臺進行拼裝，二者之間通過法蘭盤(或焊接)連接而成；通常情況下，首先在陸地上安裝制造好導管架之后，利用運輸船將建造完畢的導管架運至選定位置進行安裝，安裝方法及裝船方式與已有技術一致，待導管架按照指定位置就位后，利用打樁船，按照導管架的就位位置進行鋼管樁的擊打，使鋼管樁落于指定位置，打樁過程中產(chǎn)生的噪音對海洋環(huán)境有影響，可采用帷幔的形式來降低噪音對海洋生物的影響。帷?？刹捎脷饬鞯男问?，形成氣泡，從聲源的傳播介質上杜絕其影響。上部鋼平臺在陸地指定位置加工建造完成之后，可與柔性連接組件進行連接，待完成所有結構建造、設備安裝及調試、涂層涂裝以及裝飾工作后，由大型運輸船整體運輸至海上，利用大噸位起重船對上部鋼平臺與柔性連接組件連接之后的整體結構進行吊裝，待柔性連接組件置于下部支撐裝置之上后，然后通過皇冠板焊接或者灌漿連接進行連接，之后對導管架與鋼管樁之間采用灌漿連接，即完成海上升壓站的建造與安裝。

目前海上升壓站上部鋼平臺與下部支撐裝置普遍上都是按照剛性連接，本實用新型的一種柔性海上升壓站，在上部鋼平臺設備位移滿足要求的前提下，能使水平向荷載作用在上部鋼平臺時，減少對下部支撐裝置的影響，并且在下部支撐裝置受到波浪等循環(huán)荷載作用時，同樣減少對上部鋼平臺的影響，即上部鋼平臺產(chǎn)生的疲勞也可以有效減少。本實用新型比起傳統(tǒng)剛性連接的海上升壓站在施工與制造方面并無其他復雜之處，不需要其他特別設備及要求。

上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。