用于张力腿平台的系泊装置的制作方法

本公开涉及可再生能源系统安装平台，具体涉及一种布置成在浸没在水体中时支撑可再生能源利用装置的张力腿平台。

背景技术：

1、张力腿平台(tlp)是指一种海洋平台和系泊装置，其中浮力平台受到张力系泊线的约束。垂直作用于系泊线的浮力将平台稳定在锚泊点上方。

2、常规地，tlp包括垂直系泊线；这种装置提供了非常好的刚度，因此在垂直(升趁)方向上具有良好的稳定性控制，但是取决于系泊线的长度，其水平(浪涌)刚度和位置控制能力不太理想。

3、位置稳定性是可安装在海洋平台上的例如风力涡轮机和波浪能转换器等可再生能源利用设备的一项要求。一般来说，在性能受到影响或存在损坏风险之前，所有此类机器都会对例如偏移、加速和倾斜等运动因素进行限制。

4、因此，在传统垂直布局之上需要能够提高tlp稳定性的系泊装置，以增加使用tlp安装可再生能源设备或其他系统的可行性。

技术实现思路

1、本公开涉及浮力张力腿平台(tlp)和用于该平台的系泊装置。浮力平台具有至少三个顶点或横向延伸部，该至少三个顶点或横向延伸部中的每一个都具有系泊装置。系泊装置被构造成在平台的每个顶点或横向延伸部与浸没平台的水体的床之间构成三角形。由于作用在平台上的波浪力导致横向偏移，平台的浮力的浸没速率增加，因此这种三角化提高了平台在浸没运行状态下的稳定性。因此，本系泊装置显著提高了平台的水平(浪涌)刚度。已经发现，平台中的这种稳定性有利于通过安装在该平台上的可再生能源利用装置持续且不间断地捕获可再生能源，同时提高对作用在其上的波浪力的鲁棒性，并因此提高可再生能源捕获系统的整体寿命。这种改进的寿命被认为是有益的，特别是由于此类系统位置偏远，在考虑对此类系统进行必要的维护和修理时，物流要求较高。

2、根据本公开的一个方面，提供了一种浮力张力腿平台，该浮力张力腿平台布置成当该平台浸没在水体中时支撑可再生能源捕获装置，该平台具有至少三个顶点或横向延伸部，其中顶点或横向延伸部中的至少三个具有系泊装置；该系泊装置包括：第一系泊线，其在顶点或横向延伸部与连通至水体的床的第一锚点之间延伸，第一系泊线相对于床以一定角度延伸；第二系泊线，其从顶点或横向延伸部延伸至第二锚点，第二系泊线相对于床以一定角度延伸，使得对应的顶点或横向延伸部的每个系泊装置都限定了位于平面上的三角形。

3、通过使tlp的每个顶点或横向延伸部与多条斜线构成三角形，当浮力的浸没速率响应于横向偏移而增加时可以提高tlp的稳定性。因此，tlp的水平(浪涌)刚度显著增加。

4、在本公开的上下文中，本领域技术人员可理解的是术语“水体”意指任何合适的水体，并且具体涉及大海或海洋。

5、可理解的是，术语“顶点”表示在平台的外围边缘处形成的主要“横向顶点”，其中顶点的数量由描绘平台的主要二维横截面形状控制，该平台优选地是正多边形。例如，具有大致三角形形状的平台将被理解为具有三个顶点。应理解的是本公开适合与具有任意数量的顶点的平台一起使用。在具有多于三个顶点的平台中，应当理解，该顶点中的至少三个包括系泊装置。具有系泊装置的顶点优选地围绕平台的周边等距分布，并且距平台中心的距离大致相等。在本公开的上下文中，应理解的是术语“横向延伸部”与术语“顶点”可互换，并且旨在表示平台上的位于平台外边缘周围或位于远离平台中心的点或区域。本文中任何提及了术语“顶点”或“多个顶点”的也旨在分别在其含义内包括“横向延伸部”或“多个横向延伸部”。这种顶点或横向延伸部的示例包括多边形上的主要顶点，或者远离平台中心附近延伸的细长结构或构件的端部。该细长结构可以例如从平台的中心附近径向向外延伸，诸如以星形或旭日形构造。在最优选的实施例中，平台的每个顶点或横向延伸部都包括系泊装置。

6、第一系泊线和第二系泊线相对于水体的床定向的角度相同，使得每个顶点或横向延伸部的对应系泊装置限定位于平面上的三角形。顶点或横向延伸部与海床间的这种三角化布置为tlp的浪涌刚度提供了必要的改善，从而改进了平台稳定性。

7、在一些优选实施例中，系泊装置的第一系泊线和第二系泊线可以相对于海床成45°定位。已发现这种布置对平台稳定性具有特别有益的影响。已发现进一步优选的特征包括使系泊装置的第一系泊线和第二系泊线相对于彼此成90°定位，同样用于改进稳定性。

8、在一些优选实施例中，第一锚点和第二锚点定位成距系泊装置的中心轴线等距，中心轴线从系泊装置的对应顶点或横向延伸部竖直延伸。在大多数实施例中，锚点将被理解为固定点，平台通过系泊线在该固定点处拴系到水体的床。

9、在特别优选的实施例中，由系泊装置形成的每个三角形的所在平面是平行的。平行平面可以优选地定向为垂直于最常见的波向和/或最常见的风向。已经确定的是垂直于常见波浪和/或风向布置的平面能够提供意想不到的对浪涌力的鲁棒性。在许多位置，可以预期平台和安装在其上的任何可再生能源利用装置将经历的盛行风向和/或波浪方向。为了在这样的实施例中提供最佳的稳定性，优选地将平面布置成垂直于该方向。在一些实施例中，这样的“最常见”方向可以在部署之前确定以决定平面的定向。

10、在一些实施例中，由系泊装置形成的每个三角形的平面与不同的三角形的平面相交。在这样的实施例中，系泊装置的平面的相交性质优选地提供了对多个方向上的浪涌的鲁棒性，因此可优选地应用在部署在风向和/或波浪方向预期随时间变化的位置的实施例中。在一些实施例中，平面可以相交以形成交叉角，其中平台的所有交叉角的总和大约等于(n-2)×180°(其中n是平台的顶点的数量)。应当理解，交叉角是指相交平面靠近平台的内角。在这样的实施例中，交叉角优选地是相等的。例如，在具有三个顶点的实施例中，由三个顶点的系泊装置形成的三角形的平面可以定位成使得它们相交且相交处形成约60°的相等角度。在具有相交的平面的一些实施例中，平面可以与平台的对应顶点相切。

11、在一些优选实施例中，每个系泊装置优选地包括多于两条系泊线。在优选的此类实施例中，多于两个系泊线中的每一个可固定至对应的锚点，每个系泊装置的锚点限定规则二维形状的顶点，每个锚点距该形状的中心等距。在优选实施例中，该形状的中心与形成该形状的系泊装置的对应平台顶点或横向延伸部在竖直方向上对齐。术语“与对应的平台顶点或横向延伸部在竖直方向上对齐”在本公开的上下文中将被理解为意指定位在平台顶点或横向延伸部的正下方，并且还可以指与平台顶点或横向延伸部所在平面正下方的平面上的顶点或横向延伸部水平地对齐。

12、优选地，系泊线包括一种或多种选自以下组的系泊线材料：链；绳。系泊线材料优选地是防锈的。在其材料是链的实施例中，链可以包括钢或包含钢的合金或由钢或包含钢的合金形成。在其材料是绳的实施例中，绳可以是由金属形成，例如多根金属丝，金属可以包括例如钢或包含钢的合金或由例如钢或包含钢的合金形成。在一些实施例中，绳可以是合成材料绳，其中合适的合成材料的示例可以是尼龙和迪尼玛(dyneema)。应当理解，实施例的系泊线材料可以是用于提供张力腿平台的任何合适的材料。

13、优选地，平台还包括位于每个顶点或横向延伸部处或邻近每个顶点或横向延伸部的浮力构件。浮力构件优选地限定对应顶点或横向延伸部的浮力中心，其中浮力中心优选地位于对应系泊装置的中心轴线上。在一些实施例中，浮力构件可以布置成向顶点或横向延伸部提供可调节的浮力。

14、优选地，系泊装置被构造成将平台保持在水体中的浸没位置。在一些实施例中，平台可包括在浸没位置处位于水面上方的上部部分。上部部分可以支撑可再生能源捕获装置。

15、根据本公开的另一方面，提供了一种与第一方面的平台一起使用的系泊装置。

16、应当理解的是，本文中描述为适合并入本公开的一个或多个方面或实施例中的任何特征旨在可适用于本公开的任何和所有方面。