一种漂浮式海上风机基础

技术领域

本发明涉及一种海上风机基础，特别是一种漂浮式海上风机基础。

背景技术

海上风机浮式基础的型式多种多样，一般都是借鉴海洋石油平台的经验进行设计，主要型式有立柱式(Spar式)、张力腿式(TLP式)和半潜式(SEMI式)，也可采用上述两种型式的组合。立柱式基础具有构造简单、垂向波浪激励力小、稳定性较好等优点，但对工作水深有较高的要求，通常要求水深在80m以上，且此种基础无法拖航，风机安装需在海上风电场进行。半潜式基础适用的海域范围较广，可采用湿拖法运输，技术较为成熟，但因水线面积大，易受波浪等影响。张力腿式基础具有稳定性高、自重轻等优点，但系泊系统的安装工艺复杂，且张力腱结构造价较高，风机安装通常也需在海上风电场进行。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种漂浮式海上风机基础。该风机基础总高度较小、入水深度小，从而可以在岸上或码头上进行加工制造，并完成风电机组等设备的安装，然后整体拖航运输至海上风电场的风机机位处，可以大大减少海上施工作业时间，降低施工难度，缩短施工工期。该风机基础不仅解决了海上风电场的海上施工条件较差，施工窗口期较短，施工难度大等问题，而且可以降低工程施工风险，节约工程投资。

本发明的技术方案：一种漂浮式海上风机基础，包括有浮体，浮体外围设有向下伸入的阻尼板，浮体底部还设有多根锚链，浮体中心设有贯通其顶部、底部的圆筒，浮体由若干个沿圆筒轴线分布的小浮体构成，每个小浮体内部均为空腔结构，其内部腔室装载有配重。

前述的漂浮式海上风机基础中，所述浮体的截面为半椭圆形形状、其平面为圆形形状，所述小浮体包括有弧形底板，弧形底板两侧各设有1块竖向隔板，竖向隔板顶部固定有顶部挡板。

前述的漂浮式海上风机基础中，相邻2个小浮体拼装固定时，其顶部拼接缝处设置有纵梁，纵梁底部支撑在竖向隔板上，其顶部固定设置有顶部挡板，其两端分别与圆筒和阻尼板固定连接。

前述的漂浮式海上风机基础中，每一块顶部挡板底部还固定设置有水平连接杆，水平连接杆两端分别与每块顶部挡板两侧的2根纵梁固定连接。

前述的漂浮式海上风机基础中，所述纵梁底部还经竖向连接杆与其下方的弧形底板固定连接。

前述的漂浮式海上风机基础中，所述阻尼板为斜向外侧设置，其与竖直方向夹角为10°～20°，其内壁经斜向支撑杆与弧形底板外壁固定连接。

前述的漂浮式海上风机基础中，所述阻尼板采用钢板或具有一定强度的耐腐蚀材料。

前述的漂浮式海上风机基础中，所述配重为混凝土或比重较大的材料。

前述的漂浮式海上风机基础中，所述顶部挡板可为薄壁、轻质材料。

前述的漂浮式海上风机基础中，各小浮体顶部挡板固定连接后，形成的整体为平面。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的风机基础平面为一圆形形状，基础底部为半椭圆形形状，整个风机基础由若干个小浮体构成，每个小浮体内部均为空腔结构，其空腔内装载有配重，有利于风机基础整体在海水中的稳定。阻尼板设置于风机基础浮体周围，与风机基础相连，阻尼板具有一定的刚度，在水流、波浪等作用于风机基础时，具有一定的阻尼效果，可降低水流、波浪等对风机基础的倾覆和振动，减少不利影响，提高风机基础的稳定性。

本漂浮式海上风机基础总高度较小，适用水深范围较广，可以在码头或岸上完成加工制造，同时可以在码头或岸上一并完成风机等设备安装，然后整体拖航运输至海上风电场的风机机位处，可在较短的时间内完成一台风机的安装就位，最大限度地减少在海上作业的时间和风险。可以大大减少海上施工作业时间，降低施工难度，缩短施工工期，从而降低工程施工风险，节约工程投资。

本漂浮式海上风机基础的浮体由多个相互独立的小浮体组成，小浮体的数量可根据风机基础浮体的大小等因素确定。各小浮体相互独立，即使某一个小浮体遭受破坏，但不影响其他小浮体，也不影响风机基础的整体稳定。各小浮体可单独加工制造，然后进行组装，整体风机基础的制作加工简单、方便。

附图说明

附图1为本发明的平面结构示意图；

附图2为附图1未设置顶部挡板时的结构示意图；

附图3为附图1的剖面示意图；

附图4为附图1未设置顶部挡板和纵梁时的结构示意图。

附图标记：1-阻尼板，2-锚链，3-圆筒，4-配重，5-弧形底板，6-竖向隔板，7-顶部挡板，8-纵梁，9-水平连接杆，10-竖向连接杆，11-斜向支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施实例：一种漂浮式海上风机基础，如图1-图4所示，包括有浮体，浮体外围设有向下伸入的阻尼板1，浮体底部还设有多根锚链2，锚链2由许多链环连接而成，为悬链线式系泊结构。浮体中心设有贯通其顶部、底部的圆筒3，圆筒3顶部的尺寸应与拟安装的风机塔筒底部的尺寸相匹配。浮体由若干个沿圆筒3轴线均匀分布的小浮体构成，每个小浮体内部均为空腔结构，其内部腔室装载有配重4。

本发明的漂浮式海上风机基础的总高度(即浮体高度)较小，从而可以在从而可以在岸上或码头上进行加工制造，并完成风电机组等设备的安装，然后整体拖航运输至海上风电场的风机机位处，可以大大减少海上施工作业时间，降低施工难度，缩短施工工期，从而降低工程施工风险，节约工程投资。

整体结构中，浮体由于由多个内部为空腔结构的小浮体构成，故可以漂浮在海面上。拖航运输至海上风电场的风机机位处后，将锚链2与海床固定墩(或锚)相连，从而将风机基础位置固定住，小浮体内部装载有配重4可以避免风机基础在风力或者海水冲击力作用下发生倾覆。圆筒3用于与风机的塔筒体连接，风机产生的电力经穿过圆筒3的电缆导出。通过设置在浮体外围的阻尼板1，可降低水流、波浪等对风机基础的倾覆和振动，从而提高风机基础的稳定性。

本漂浮式海上风机基础在其外围设置了阻尼板结构，该结构可有效降低水流、波浪对风机基础稳定的不利影响，从而提高风机基础的整体稳定性。

所述浮体的截面为半椭圆形形状、其平面为圆形形状，有利于风机基础整体在海水中的稳定。每个小浮体包括有1块弧形底板5，弧形底板5顶面两侧各设有1块竖向隔板6，竖向隔板6顶部固定有顶部挡板7。拼装过程中通过将竖向隔板6与圆筒3固定在一起，即可使得每个小浮体形成1个空腔结构。每个小浮体由于设置有2块竖向隔板6从而将其与周围的小浮体分隔开来，形成独立的个体。即使后期某个小浮体发生损坏，也不会影响其它小浮体的使用功能，保证风机基础的整体稳定。各个小浮体可单独加工制造，然后进行组装即可。小浮体结构中，弧形底板5提供所需的浮力，通过弧形底板5、竖向隔板6和顶部挡板7将小浮体围成空腔结构，而顶部挡板7主要用于防止雨水或海水进入到小浮体中。

相邻2个小浮体拼装固定时，其顶部拼接缝处设置有纵梁8，纵梁8底部支撑相邻2个小浮体相邻的2块竖向隔板6上，其顶部固定设置有顶部挡板7，其两端分别与圆筒3和阻尼板1固定连接。每一块顶部挡板7底部还固定设置有根水平连接杆9，水平连接杆9两端分别与每块顶部挡板7两侧的2根纵梁8固定连接。所述纵梁8底部还经竖向连接杆10与其下方的弧形底板5固定连接。通过纵梁8、水平连接杆9和竖向连接杆10将多个小浮体固定连接在一起，形成1个完成的整体，提高整体结构的强度和稳定性。

所述阻尼板1为斜向外侧设置，其与竖直方向夹角为10°～20°，该设置使得阻尼板1的防护性能较好。阻尼板1内壁经斜向支撑杆11与弧形底板5外壁固定连接，通过斜向支撑杆11对阻尼板1提高支撑作用，避免阻尼板1在海浪的冲击作用下发生变形，保证阻尼板结构的稳定和风机基础的整体稳定性。

所述阻尼板1采用钢板或具有一定强度的耐腐蚀材料，由于阻尼板1要具备一定的抗冲击能力，故需要具有一定的强度，而且风机基础放置在海水中，海水对其具有一定的腐蚀性，故需要具有耐腐蚀能力。

所述配重4为混凝土或比重较大的材料，成本低廉。

所述顶部挡板7可为薄壁、轻质材料，由于顶部挡板7主要起到防雨水、海水作用，故对其强度要求相对较低，可设置为薄壁、轻质结构，方便搬运、安装等。

各小浮体顶部挡板7固定连接在一起后，形成的整体为平面。

以上所述，仅为本发明的主要实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。