一种用于浮箱式漂浮光伏发电平台的锚固结构及施工方法

技术领域

本发明涉及水上光伏发电结构的锚固技术，特别涉及一种便于维护、受力合理、并且具有消浪功能的锚固结构及其施工方法。

背景技术

近年来，水上光伏发电凭借其不占用土地面积、发电效率高等优点发展十分迅速。但随着水上光伏发电平台规模不断增加，传统的平台锚固系统变得更为复杂。目前的锚固系统中所需的锚绳数量多，安装繁琐，施工质量差，锚绳初始力难以达到设计值。随着锚固时间增长，锚绳拉力差异逐渐变大，使得锚固效果差且容易造成锚固力集中，导致锚绳具有较高的破坏失效风险。

目前水上浮箱式漂浮光伏发电平台的锚固系统中是直接连接锚绳与浮箱，对于连接处浮箱并未进行单独设计或特殊处理，使得锚绳连接处的浮箱受力不合理，容易造成应力集中，从而导致浮箱破坏或锚固失效等问题。

目前水上光伏的锚固系统不能够适应水位变化带来的影响。因水位变化导致的锚固维护工作繁重，需人工水下处理，由此产生了较高的锚固维护成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种用于浮箱式漂浮光伏发电平台的锚固结构及其施工方法，本发明锚固结构具有锚固能力强，受力合理，维护简便，可靠性高，并能够消浪以保护方阵等特点。

本发明所采用的技术方案是：一种用于浮箱式漂浮光伏发电平台的锚固结构，包括

锚固浮筒机构；

浮筒铰接器，所述浮筒铰接器为矩形框架结构，由依次连接的第一圆杆、第二圆杆、第三圆杆和第四圆杆组成，所述锚固浮筒机构套设在所述第一圆杆并能绕所述第一圆杆的轴线旋转；

过渡浮箱，所述浮筒铰接器的第三圆杆连接在所述过渡浮箱上并能相对于所述过渡浮箱绕旋转轴线转动，所述旋转轴线垂直于所述第三圆杆的轴线；所述过渡浮箱与所述漂浮光伏发电平台相连接；以及，

锚固系统，所述锚固系统设置在所述锚固浮筒机构上。

进一步地，所述锚固浮筒机构包括：

第一浮筒，所述第一浮筒为圆柱形结构，所述锚固系统设置在所述第一浮筒上；

连接板，所述连接板为矩形结构；以及，

第二浮筒，所述第二浮筒为中空的圆柱形结构，所述第二浮筒套设在所述第一圆杆上；

其中，所述第一浮筒和所述第二浮筒分别连接在所述连接板的长边两侧，并且，所述第一浮筒和所述第二浮筒的轴线均与所述连接板的长边相平行。

进一步地，所述连接板的中心开设有圆孔，沿着所述圆孔的周界向下延伸出一个倒圆台形的阻尼池，所述阻尼池包括侧壁，并且，所述阻尼池的顶部和底部均为敞开的。

进一步地，所述阻尼池底部直径为所述圆孔直径的二分之一。

进一步地，所述所述浮筒铰接器的第三圆杆通过连接轴承连接在所述过渡浮箱上，所述连接轴承的内圈和外圈分别与所述第三圆杆和所述过渡浮箱固定连接；所述连接轴承的轴线与所述旋转轴线重合。

进一步地，所述过渡浮箱与所述浮筒铰接器连接的一侧设置有钢板。

进一步地，所述锚固系统包括：

锚绳固定桩，所述锚绳固定桩固定连接在所述锚固浮筒机构的第一浮筒上；以及，

锚绳，所述锚绳缠绕于所述锚绳固定桩上。

本发明所采用的另一技术方案是：一种上述用于浮箱式漂浮光伏发电平台的锚固结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1，陆上预制锚固结构；

步骤2，将预制好的锚固结构置于安装位置，连接漂浮光伏发电平台的浮箱与过渡浮箱；

步骤3，将锚绳拉至设定长度后，在锚绳固定桩上缠绕后并固定。

本发明的有益效果是：

一种用于浮箱式漂浮光伏发电平台的锚固结构，该结构提供了两个自由度，减少了锚固结构所受弯矩和应力大小，使受力更合理，从而增强了结构的可靠性。

因采用双圆柱外形的浮筒组成哑铃型浮体和阻尼池设计，使结构具备一定的消浪能力，以减小光伏平台所受的波浪荷载。

因设置了锚绳锚固桩，使锚绳固定于锚固桩上，方便调节锚绳长度和锚力，降低锚绳维护难度和工作量。

附图说明

图1：本发明用于浮箱式漂浮光伏发电平台的锚固结构示意图；

附图标注：

1——锚固浮筒机构； 11——第一浮筒；

12——连接板； 13——第二浮筒；

2——锚绳固定桩； 3——阻尼池；

4——浮筒铰接器； 5——连接轴承；

6——过渡浮箱； 7——锚绳。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：、

如附图1所示，一种用于浮箱式漂浮光伏发电平台的锚固结构，包括锚固浮筒机构1、浮筒铰接器4、阻尼池3、连接轴承5、过渡浮箱6和锚固系统。

所述锚固浮筒机构1为一体热塑成形的塑料浮筒，包括第一浮筒11、连接板12和第二浮筒13，三者内舱不连通；所述第一浮筒11为圆柱形结构，所述第二浮筒13为中空的圆柱形结构，所述连接板12为矩形结构，所述第一浮筒11和所述第二浮筒13分别连接在所述连接板12的长边两侧，并且，所述第一浮筒11和所述第二浮筒13的轴线均与所述连接板12的长边相平行，构成哑铃状浮筒。其中，所述第一浮筒11的直径和所述第二浮筒13的外径相同，所述第二浮筒13的内径与所述浮筒铰接器4的第一圆杆的直径相同；所述连接板12的中心开设有圆孔，所述圆孔的直径小于所述连接板12的短边长度。沿着所述圆孔的周界向下延伸出一个倒圆台形的阻尼池3，所述阻尼池3包括侧壁，并且，所述阻尼池3的顶部和底部均为敞开的，为塑料曲面板制成，并且，所述阻尼池3的上端与所述锚固浮筒机构1中的连接板12热塑为一体；所述阻尼池3底部直径为所述圆孔直径的二分之一，所述阻尼池3的深度视当地波浪条件计算设定。

所述浮筒铰接器4为矩形框架结构，由依次焊接的第一圆杆、第二圆杆、第三圆杆和第四圆杆组成，所述第一圆杆、第二圆杆、第三圆杆和第四圆杆均为钢管。所述第一圆杆和所述第二圆杆的长度大于所述第二浮筒13的长度，可将所述第二浮筒13套在所述第一圆杆上，使所述第一圆杆作为铰接轴，从而使所述锚固浮筒机构1能绕所述第一圆杆的轴线旋转。所述浮筒铰接器4的第三圆杆连接在所述过渡浮箱6上并能相对于所述过渡浮箱6绕旋转轴线转动，所述旋转轴线垂直于所述第三圆杆的轴线，本实施例中，所述浮筒铰接器4与所述过渡浮箱6之间采用连接轴承5连接，所述连接轴承5为钢制轴承，所述连接轴承5的内圈和外圈分别与所述第三圆杆和所述过渡浮箱6固定连接，所述连接轴承5的轴线与所述旋转轴线重合，使所述浮筒铰接器4和所述过渡浮箱6之间可以相对转动。

所述过渡浮箱6用于所述漂浮光伏发电平台的浮箱与锚固结构之间的过渡连接，外形与所述漂浮光伏发电平台的浮箱基本一致，但在面向锚固结构的侧面上铆接用于焊接固定连接轴承5的钢板。

所述锚固系统包括锚绳固定桩2和锚绳7。所述锚绳固定桩2由不锈钢钢管焊接制成，由一横杆两竖杆组成，通过铆钉固定于所述锚固浮筒机构1的第一浮筒11上，并在连接处作防水处理。所述锚绳7为不锈钢钢丝绳，每个锚固结构配备两根锚绳7，所述锚绳7缠绕于所述锚绳固定桩2后用钢丝绳卡扣连接固定。

本实施例中，锚固浮筒机构1中，所用塑料壁厚为20mm，第一浮筒11长2m，直径0.5m，第二浮筒13长2m，内径0.12m，连接板12长1.3m，宽0.8m，厚0.2m，开口直径0.7m；锚绳固定桩2所用钢管直径0.18m，竖杆长0.55m，间距1.3m，横杆长2m，壁厚3mm；阻尼池3塑料壁厚20mm，上方开口0.7m，下方开口0.35m，高1m；浮筒铰接器4的钢管直径0.12m，壁厚2mm，矩形框长2.2m，宽0.4m；连接轴承5直径0.1m；过渡浮箱6为长方体浮箱，长2m，宽0.45m，高0.3m，用于焊接固定连接轴承5的钢板长0.3m，宽0.3m，厚2mm。

上述用于浮箱式漂浮光伏发电平台的锚固结构的施工方法，如下：

步骤1，将锚固浮筒机构1、锚绳固定桩2、阻尼池3、浮筒铰接器4、连接轴承5、过渡浮箱6进行标准化陆上预制；

步骤2，将预制好的锚固结构置于安装位置，螺栓连接漂浮光伏发电平台的浮箱与过渡浮箱6；

步骤3，将锚绳7拉至适宜长度后，在锚绳固定桩2上缠绕后用钢丝绳卡扣连接固定。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。