[发明专利]悬浮式可升降海上风电场支撑系统和基础

说明书

技术领域

本发明涉及支撑系统和基础，尤其涉及一种悬浮式可升降海上风电场支撑系统和基础。

背景技术

现有的海上风电场沿用了海上探油钻井平台技术，诸如采用重力式的桩基或沉井。但对于水深在100m以上的深海，采用上述方法的造价太过昂贵，在实际应用中是不现实的。虽然现在欧洲已研发了多种浮动式海上风塔，但所有开发的方案都是将单个风机塔置于浮式平台上，并由多根拉索使其平衡。其中，拉索有的直接通过锚固定于海底，也有的拉索采用重力块并通过锚固定于海床。上述结构的缺陷在于，若其中一根拉索被折断，整个风机塔即失去平衡，继而翻倒，从而导致巨大的经济损失。即使拉索没有被折断，但当遭遇特大海浪时，例如在7米高的巨浪下，风机塔将位于海浪的谷底，此时拉索中的张拉力随之消失，风机塔将失去平衡力，或失稳翻倒，或倾斜过大，导致海上风机损坏，这些都是现有海上独立风机基础安全性不足的缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中风电场安装成本高、在恶劣天气条件下无法确保风机塔的安全和稳定的缺陷，提供一种能够增加风能发电机的发电效率以及使得风能发电机运行稳定且安全的悬浮式可升降海上风电场支撑系统和基础。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种悬浮式可升降海上风电场支撑系统和基础，包括钢管筏和竖直安装在所述钢管阀上的可装风能发电机的风机塔；所述钢管筏包括水平放置的由多根钢管臂通过节点连接构成的闭合网状平台，所述闭合网状平台包括至少一个等边三角形结构；所述钢管筏还包括分别竖直设置在每个节点上的连接管，以用于安装所述风机塔。

在根据本发明实施例的悬浮式可升降海上风电场支撑系统和基础中，所述支撑系统和基础还包括通过控制钢管筏内填充的气体量来控制所述支撑系统和基础在海水中升、降的升降调节装置。

在根据本发明实施例的悬浮式可升降海上风电场支撑系统和基础中，所述钢管筏的网状平台包括多个独立的等边三角形结构。

在根据本发明实施例的悬浮式可升降海上风电场支撑系统和基础中，所述钢管筏的网状平台为多个等边三角结构联合构成的多边形结构。

在根据本发明实施例的悬浮式可升降海上风电场支撑系统和基础中，每个所述风机塔上设有浮子，用于浸在海水中与所述钢管筏配合以增强所述支撑系统和基础的稳定性。

在根据本发明实施例的悬浮式可升降海上风电场支撑系统和基础中，所述连接管与所述网状平台之间设有用于加强所述钢管筏稳定性的桁架。

在根据本发明实施例的悬浮式可升降海上风电场支撑系统和基础中，所述钢管臂由多根钢管依次通过连接头连接构成，并在连接处设有密封件；所述节点为空心球体；所述钢管臂与所述节点的连接端为开口端，以使所述钢管臂与所述节点联通。

在根据本发明实施例的悬浮式可升降海上风电场支撑系统和基础中，所述钢管臂的管壁上设有通水孔和对应的电控阀门以控制所述钢管臂通过所述通水孔与外界联通；所述风机塔的上半部的管壁上设有排气孔和进气孔以及对应的电控阀门，以控制所述风机塔通过所述排气孔或进气孔与外界联通。

在根据本发明实施例的悬浮式可升降海上风电场支撑系统和基础中，所述升降调节装置包括电动空气压缩机和用以控制所述电动空气压缩机启动或停止的电控机构；所述电动空气压缩机的压缩空气输出端与所述风机塔上设置的进气口联通。

在根据本发明实施例的悬浮式可升降海上风电场支撑系统和基础中，所述电控机构分别电连接或通信连接所述电控阀门以控制所述电控阀门的开启或关闭。

在根据本发明实施例的悬浮式可升降海上风电场支撑系统和基础中，所述支撑系统和基础通过钢索和锚碇固定在海床上。

本发明产生的有益效果是：因为支撑系统和基础为钢网结构，方便运输和安装，可以避免深海安装作业和特殊船舶运输；因为钢管筏包含至少一个等边三角形结构，因此支撑系统和基础可平稳地悬浮在海水中；因为钢管筏是半潜式悬浮在水中，可通过在水中所受到的海水阻力来减缓风浪冲击，同时不会影响行船和渔业操作。因此，通过支撑系统和基础，风电发动机可在深海区运行，从而提高发电效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是依据本发明实施例的悬浮式可升降海上风电场支撑系统和基础以及风能发电机的结构示意图；

图2是依据本发明实施例的具有单个菱形网状结构的支撑系统和基础的结构示意图；