一种提高Spar风电平台水深适应范围的系统的制作方法

本发明涉及spar风电平台的技术领域，更具体地涉及该类平台的水深适应范围，涉及提高spar风电平台水深适应范围、功能性与美观性的装置。

背景技术：

与固定式风电平台不同，漂浮式海上风力发电平台主要通过平台结构浮力与系泊线(mooringline)的张力来保持平台的定位与稳定性。目前常见的三种漂浮式基础分别为系泊缆式、浮箱式与压载式。spar式风电平台是基于压载式基础的一种典型海上平台，主要包括平台上体（这里指叶片、轴承和发电机组）、平台主体（spar式基础）与系泊系统（包括锚固基础），其中平台上体和平台主体并称为平台本体。由于其经济性和稳定性优于其他浮式平台，spar风电平台开始受到人们关注，并在适用范围、风机效率、系统稳定性上有一系列改进。从风机效率上，由于spar基础张紧式系泊系统无法满足风机系统保持迎风状态的要求，瑞典的sway公司设计了一种sway型spar风电平台，应用单根张力腿系泊系统，可随风力改变风机方向。从系统稳定性上，日本福岛风电场设计团队提出一种advancedspar概念，通过八边形浮箱与柱体的组合，有效降低垂荡幅度。从适用范围上，为了增强稳定性，传统的spar式风机塔架通常设计得特别长，并在其底部加以压载舱，以此达到整个结构的重心低于浮心的目的，这使得传统spar式风电平台对水深有较高要求，仅适用于深水海域。韩国蔚山大学的phamthanhdam教授设计了一种水深仅为50m的可承载5mw风机的spar型海上风力发电平台，降低spar风电平台水深要求以提高其适用范围。但是，目前spar风电平台作为一种深海新能源技术，成本昂贵，易受海洋灾害影响，且电力运输成本高，目前尚未得到大力推广。

技术实现要素：

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种提高spar风电平台水深适应范围的系统，继承了传统spar式风机的稳定性、耐波性特点，使其更适应于深海交界海域。

本发明技术方案：一种提高spar风电平台水深适应范围的系统，其中，包括风电平台、功能浮仓和系泊浮仓；所述风电平台包括平台上体、平台基础结构和系泊系统；所述平台上体包括风机及第一塔架，所述风机包括风机叶片、轴承和发电机组；所述平台基础结构包括浸没浮体第二塔架与压载水舱；所述功能浮仓通过结构连接件与第一塔架及第二塔架相互连接；所述系泊浮仓通过支架安装在第二塔架底部，位于压载水舱之上。

本发明中，其中基础结构采用陀螺状变截面设计，降低海流对平台稳定性的影响。所述功能浮仓安装在风电平台基础结构的上部，距离风机塔架有一定的距离，这样大大增加了整体结构的回复力矩、提高了整体结构的抗倾覆性能。所述系泊浮仓（浸没于水下）包括连接杆、浮仓和系泊系统，安装在风电平台基础结构的下部，有效的减小了塔架的长度，并且其超大的底面截面积增加了整体结构的稳定性。此外，系泊浮仓由三个浮箱组成，整体呈三角形结构，有利于提高该结构的强度。

进一步的，作为优选技术方案，可以根据海况要求，调整平台基础结构的高度与系泊方式，并调整浮仓大小使得spar平台适应不同深度的海域。

进一步的，作为优选技术方案，功能浮仓可进行海产养殖，并搭载增氧机，改善、净化水质，提高海产品质量，充分利用海域空间，降低平台运行成本。再者，平台顶部设计带有人工智能照明系统。该照明系统按当地需要实现或者到天黑自动启用照明，或者有旅游光临时自动启用照明。最后，功能浮仓还可为海上试验提供作业平台，并搭载试验设备。

进一步的，spar风电平台还包括设于平台顶部的智能照明系统及喷泉设备。所述的智能照明系统包括照明灯及导电线，所述喷泉设备包括喷泉装置及导流管，照明灯与喷泉装置安装在风电平台顶部，导流管与电线置于平台第一塔架中部。

进一步的，所述的风电平台垂直轴式风机叶片的垂直轴底部与轴承内圈相接，轴承外圈与风电平台第一塔架相接。轴承还包括内圈导管，导电线布置在轴承内圈导管中，并与发电机组相连。

进一步的，作为优选技术方案，平台上体采用垂直轴风机，噪音较小，并配以喷泉及智能照明设备，其中导流管安装于功能浮仓，可利用平台蓄电提供喷泉所需电力，建立音乐喷泉等人工景观美化环境。

与现有技术相比，有益效果是：本发明改进型spar式平台整体继承了传统spar式风机的稳定性、耐波性等特点，并通过改进基础结构外形与增加浮仓结构，使得spar平台水深适应范围更广。平台附着功能浮仓可进行海产养殖，并搭载增氧机，改善、净化水质，提高海产品质量，充分利用海域空间，降低平台运行成本。再者，平台上体采用垂直轴风机，噪音较小，并配以喷泉及智能照明设备，为渔船提供灯塔照明，并美化海域环境。

附图说明

图1为本发明的结构立体图。

图2为本发明的结构正面图。

图3为本发明中喷泉设备及智能照明系统的导流管与电线置布置示意图。

图4为本发明的a-a剖面图。

图5为本发明的b-b剖面图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1、2所示，一种提高spar风电平台水深适应范围的系统，其中，包括风电平台、功能浮仓7和系泊浮仓11；风电平台包括平台上体、平台基础结构和系泊系统；平台上体包括风机及第一塔架6，风机包括风机叶片3、轴承4和发电机组5；平台基础结构包括浸没浮体第二塔架9与压载水舱10；功能浮仓7通过结构连接件8与第一塔架6及第二塔架9相互连接；系泊浮仓11通过支架12安装在第二塔架9底部，位于压载水舱10之上。

本实施例中，基础结构采用变截面设计，降低平台基础结构的高度。所述风机叶片与发电机组通过轴承与所述基础结构相连。所述功能浮仓安装在风电平台基础结构的上部，不仅可以提高风电平台的稳定性，还可为风电平台的附着功能提供作业平台。所述系泊浮仓包括连接杆、浮仓和系泊系统，安装在风电平台基础结构的下部。所述系泊系统为张紧式系缆。系泊浮仓由三个浮箱组成，整体呈三角形结构，有利于提高该结构的强度。

如图1－5所示，spar风电平台还包括设于平台顶部的智能照明系统及喷泉设备。智能照明系统包括照明灯1及导电线，所述喷泉设备包括喷泉装置2及导流管15，照明灯1与喷泉装置2安装在风电平台顶部，导流管15与电线14置于平台第一塔架6中部。风电平台垂直轴式风机叶片3的垂直轴底部与轴承4内圈相接，轴承4外圈与风电平台第一塔架6相接。轴承4还包括内圈导管16，导电线布置在轴承4内圈导管16中，并与发电机组5相连。导流管15布置在轴承4内圈导管16中。

本实施例中，喷泉装置2安装在风电平台顶部，导流管15与电线14置于平台塔架中部。可以根据海况要求，调整平台基础结构的高度与系泊方式，并调整浮仓大小使得spar平台适应不同深度的海域。功能浮仓可进行海产养殖，并搭载增氧机，改善、净化水质，提高海产品质量，充分利用海域空间，降低平台运行成本。再者，平台顶部设计带有人工智能照明系统。该照明系统按当地需要实现或者到天黑自动启用照明，或者有旅游光临时自动启用照明。最后，功能浮仓还可为海上试验提供作业平台，并搭载试验设备。平台上体采用垂直轴风机，噪音较小，并配以喷泉及智能照明设备，其中导流管安装于功能浮仓，可利用平台蓄电提供喷泉所需电力，建立音乐喷泉等人工景观美化环境。

本发明所提出的改进型spar式平台整体继承了传统spar式风机的稳定性、耐波性等特点，并通过改进基础结构外形并增加浮仓结构，使得spar平台水深适应范围更广。平台附着功能浮仓可进行海产养殖，并搭载增氧机，改善、净化水质，提高海产品质量，充分利用海域空间，降低平台运行成本。再者，平台上体采用垂直轴风机，噪音较小，并配以喷泉及智能照明设备，为渔船提供灯塔照明，并美化海域环境。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。