浮式海上风电基础的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种新型浮式海上风电基础，包括用于安装风机的主浮筒以及两个尺寸小于主浮筒的次浮筒，所述主浮筒与次浮筒之间通过一级连接杆两两相连；所述主浮筒与次浮筒的底部均设置有垂荡板。本实用新型大小浮筒的设置，提高了海上风电基础结构重心的对称性，显著增加了基础结构的稳定性，有效改善了基础结构的运动性能；大小浮筒的设置，有效利用浮筒浮力，避免因浮力过剩而增加基础结构的加工成本；且采用稳定的三角形结构的固定方式，进一步确保了整个基础的稳定性。另外，连接处采用了加强固定的结构，提高了本实用新型的结构强度。
【专利说明】浮式海上风电基础
【技术领域】
[0001]本实用新型属于风力发电领域，尤其涉及一种浮式海上风电基础。
【背景技术】
[0002]随着世界能源的日益短缺，风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。目前世界上风力发电项目大部分是陆地上的，涉及海上的项目也是在浅海区域。随着风力发电技术的成熟，风力发电开始从陆地走向海洋，从浅海走向深海。目前的浅海的风力发电大多数采用固定式基础结构，但是这种结构对于深海风电项目来说并不具有优势，其主要原因有:(I)随水深的增加，固定式基础的成本增加过大；(2)固定式基础结构的施工成本比浮式基础结构高；(3)固定式基础结构的深海打桩难度直线上升。因此，为了使风力发电能从浅海走向深海，迫切需要研究开发浮式海上风电基础结构。
[0003]为了解决上述存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。人们通过借鉴目前已有的海洋石油平台的结构形式，现在已经建成的浮式海上风电的基础结构有挪威的Hywind,荷兰的Blue H以及Windf1at三种不同形式的浮式基础,分别为单立柱式基础，张力腿形式基础以及半潜式基础。然而这类的结构基础存在重心不对称或加工成本高或安装不方便等问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是针对上述的基础存在的重心不对称，加工成本高，安装不方便等问题，提出了一种具备良好稳性性能，水动力性能优良，结构强度足够，安装方便，经济实用的浮式海上风电基础。
[0005]为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案:一种浮式海上风电基础，所述浮式海上风电基础包括用于安装风机的主浮筒以及两个尺寸小于主浮筒的次浮筒，所述主浮筒与次浮筒之间通过一级连接杆两两相连；所述主浮筒与次浮筒的底部均设置有垂荡板。
[0006]作为优选，所述主浮筒与次浮筒的内部均为具有若干腔室的分舱结构。
[0007]作为优选，所述主浮筒、次浮筒与所述一级连接杆之间设置有二级连接杆，所述每两个一级连接杆之间连接有三级连接杆。
[0008]作为优选，所述主浮筒与次浮筒内各有5层舱室，每层舱室高度为5米，每层舱室内设有3个间室，各间室的横截面形状为扇形。
[0009]作为优选，一级连接杆包括上下两层。
[0010]作为优选，所述垂荡板呈正六边形，所述垂荡板与主浮筒和次浮筒之间设有加强肋板。
[0011]作为优选，所述主浮筒的直径为10m，所述次浮筒的直径为6m。
[0012]所述主浮筒底部垂荡板的边长为Sm，所述次浮筒底部垂荡板的边长为5m。所述的连接杆的截面为圆形或方形。
[0013]与现有的技术相比，本实用新型的优点在于:本实用新型大小浮筒的设置，提高了海上风电基础结构重心的对称性，显著增加了基础结构的稳性，有效改善基础结构的运动性能，大小浮筒的设置，有效利用浮筒浮力，避免因浮力过剩而增加基础结构的加工成本，且采用的稳定的三角形结构的固定方式，进一步确保了整个基础的稳定性。另外，连接处采用了加强固定的结构，提高了本实用新型的结构强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型实施例使用状态参考图；
[0015]图2为图1中浮式海上风电基础的左视图；
[0016]图3为图1中浮式海上风电基础的俯视图；
[0017]以上各图中，1、主浮筒；2、次浮筒；3、一级连接杆；4、垂荡板；5、二级连接杆；6、三级连接杆；7、加强肋板；8、风机。
【具体实施方式】
[0018]如图1、图2、图3所示，本实施例提出了一种浮式海上风电基础，包括三个圆柱形浮筒，其中尺寸较大的为用于安装风机主浮筒1，两个尺寸较小的为次浮筒2，主浮筒I和次浮筒2之间通过一级连接杆3连接，在主浮筒I和次浮筒2的底部则设置有垂荡板4。
[0019]主浮筒I和次浮筒2高度相同但直径不同，本实施例主浮筒I的直径为10米，次浮筒2的直径为6米，主浮筒I和次浮筒2之间通过一级连接杆3构成正三角形，当然，主、次筒的规格可根据实际需求而定。本实施例采用大小不同的两种浮筒的设计，使得基础总体构成不对称结构，这样的结构形式使主浮筒在安装风机以后，有效克服了结构重心的不对称性，特别是在风速或者波浪过大的情况之下能保持一定的稳定性不倾覆，同时使得结构拥有良好的运动性能。为了方便后期调整整个基础的平衡，本实施例主浮筒I和次浮筒2的内部则均采用分舱结构的处理，即在主浮筒I和次浮筒2内设置若干舱室，本实施例主浮筒I和次浮筒2内各上下设置5层舱室，每层舱室高度为5米，每层又均匀设置3个间室(图中未示出)，每个间室均为扇形，即各间室的横截面积为扇形，扇形中心角为120°。本实施例多分舱的设计可以更加灵活地根据不同工作海况，调节基础结构的压载，从而调整本实用新型的重心，保证足够的破舱稳性，起到稳定的作用。
[0020]主浮筒I和次浮筒2之间通过一级连接杆3连接，为了增强稳固性，共设两层一级连接杆，即主浮筒I和次浮筒2之间上、下端均通过一级连接杆实现两两连接。同样，为了增强整体结构的稳固性，本实施例共设三级连接杆，在一级连接杆3和主浮筒I或次浮筒2之间则设置了用于加固的二级连接杆5(即如图2当中，一级连接杆和次浮筒之间的二级连接杆5)，每两个一级连接杆3之间则设置了用于加固的三级连接杆6 (即如图3所示的所标注的6)。一、二、三级连接杆3的截面可以为圆形或者方形；二级连接杆有效确保了结构连接之间的可靠性和稳定性；三级连接杆可提高一级连接杆的轴向和侧向刚度，确保其不易弯曲。本实施例各连接杆之间以及连接杆与主、次浮筒之间的连接方式为焊接。
[0021]垂荡板4设置在主浮筒I或次浮筒的2底部，相对于主浮筒I或次浮筒的2做垂荡运动，参考图4，垂荡板4的形状为多边形或圆形，在本实施中，主、次浮筒下的垂荡板4均采用的正六边形的设计，主浮筒下的垂荡板的边长为8m，次浮筒下的垂荡板的边长为5m，且在垂荡板和主浮筒或次浮筒之间均设置了加强肋板7。参考图2及图3，加强肋板7沿主浮筒或次浮筒圆周方向设置，可以为三角形或梯形，本实施例加强肋板7呈直角三角形，其中一直角边固定在主浮筒或次浮筒的外周壁上，另一直角边固定在垂荡板的上表面。三角形的加强肋板结构增加了垂荡板与主浮筒或次浮筒之间的稳定性，同时此加强肋板也可以起到减摇的作用，可有效减少基础结构的纵摇和横摇运动，使整个基础更加的稳定。
[0022]综上，本实用新型提出一种结构简单可靠的海上风电基础，通过不对称浮筒的设计提高了海上风电基础结构重心的对称性，符合DNV规范对于半潜式结构的要求设计，基础结构在稳性上有很大的保证，运动性能优良，能支撑5MW及以上的风机。
[0023]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型作举例说明。本实用新型所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0024]尽管本文较多地使用了 1、主浮筒；2、次浮筒；3、一级连接杆；4、垂荡板；5、二级连接杆；6、三级连接杆；7、加强肋板；8、风机等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
【权利要求】
1.一种浮式海上风电基础，其特征在于，所述浮式海上风电基础包括用于安装风机的主浮筒以及两个尺寸小于主浮筒的次浮筒，所述主浮筒与次浮筒之间通过一级连接杆两两相连；所述主浮筒与次浮筒的底部均设置有垂荡板。
2.根据权利要求1所述的浮式海上风电基础，其特征在于，所述主浮筒与次浮筒的内部均为具有若干腔室的分舱结构。
3.根据权利要求2所述的浮式海上风电基础，其特征在于，所述主浮筒、次浮筒与所述一级连接杆之间设置有二级连接杆，所述每两个一级连接杆之间连接有三级连接杆。
4.根据权利要求3所述的浮式海上风电基础，其特征在于，所述主浮筒与次浮筒内各有5层舱室，每层舱室高度为5米，每层舱室内设有3个间室，各间室的横截面形状为扇形。
5.根据权利要求4所述的浮式海上风电基础，其特征在于，一级连接杆包括上下两层。
6.根据权利要求1-4任一项所述的浮式海上风电基础，其特征在于，所述垂荡板呈正六边形，所述垂荡板与主浮筒和次浮筒之间设有加强肋板。
7.根据权利要求1所述的浮式海上风电基础，其特征在于，所述主浮筒的直径为10m，所述次浮筒的直径为6m。
8.根据权利要求1所述的浮式海上风电基础，其特征在于，所述主浮筒底部垂荡板的边长为8m，所述次浮筒底部垂荡板的边长为5m。
9.根据权利要求6所述的浮式海上风电基础，其特征在于，所述的连接杆的截面为圆形或方形。
【文档编号】B63B38/00GK204110335SQ201420254295
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】王树青, 艾勇, 高叶盾, 宋宪仓, 张曼, 张元盛 申请人:中国海洋大学