[实用新型]一种新型重力式海上风电基础装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型重力式海上风电基础装置，主要是一种新型重力式海上风电基础装置，属于海洋工程技术领域。

背景技术

风力资源是一种无污染的清洁能源。近年来，海上风电在全球范围内迅速发展，相比其他常规能源风电有以下优势：

（1）节约资源，无污染。海上风电场多建在近海滩涂，不占用耕地资源，发电过程中不产生任何污染物。

（2）运营成本低。风力发电所需的能量来自于风，相比火电需大量消耗的煤，运营过程中成本很低，只需少量的辅助设备和日常维护成本。

（3）海上风速高，产能大。海上风速高、低风切变，允许单机容量更大的风机，高者可达5MW-10MW。

海上风电基础结构有以下几种传统型式：单桩式，适用于0-30m水深，抗冲刷性能好，安装成本高；导管架式，适用于水深大于30m的海域，承载能力高，耗钢量高，成本高；重力式，适用于10m以下水深坚固地基，抗冲刷性能差，耐久性、稳定性好，成本低。

海上风电基础的成本在总成本中占有很大的比重，远远高于陆地发电成本，如何降低基础结构的成本一直是人们关心的焦点。重力式由于其结构简单、建造成本低的优势成为优先选项之一，但是传统的重力式基础由于其自重大，只能应用于岩石等坚固地基。我国沿海多软弱、冲刷地基，使得重力式基础的适用范围大大降低。

为了克服传统重力式风电基础结构的缺点，有学者对传统结构型式进行了巧妙的改进，比如改变基础底座的形状（如六边形底座，八边形底座），增加竖直裙边并嵌入地基一定深度等，目的在于增加的基础的抗冲刷性能，但是经过试验的验证，垂直的裙边造成来流的直接反射淘刷基底泥沙，抗冲刷性能并不理想。采用六边形或八边形基座的基础由于在各个角处结构变化较大导致流体的剧烈变化，造成在转角处冲刷较严重。目前是一个急需解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新型重力式海上风电基础装置。

本实用新型要解决的问题是现有风电基础装置抗冲刷性能并不理想的不足。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种新型重力式海上风电基础装置，包括承台、立柱、肋板、裙边和导流板，承台下安装有立柱，立柱下端侧面焊接有肋板，裙边环绕肋板一圈焊接在肋板上，裙边上设有导流板。

裙边与立柱成斜45°角，高度与肋板相同；裙边表面一侧垂直等间距设置有五块导流板对来流起到扰动作用，达到减少冲刷的作用；承台呈倒圆台形；立柱下端侧面均布有四块肋板。

本实用新型的优点是：本装置解决了限制重力式基础应用的瓶颈，可使重力式基础结构的适用范围大大扩大，以降低海上风电开发的总成本；通过倾斜的裙边并嵌入地基一定深度，可以使来流顺着坡度流经基础结构，减少回流对基础底部泥沙的冲刷，保护裙边覆盖范围内的泥沙，增加了基础的稳定性。在迎流向的裙边表面设置一定数量的导流板，可以干扰来流，起到消耗来流能量的作用，肋板形成的空腔内放置碎石，以达到更好消耗来流能量的效果。

附图说明

图1是本实用新型一种新型重力式海上风电基础装置的立体图；

图中：1、承台   2、立柱   3、肋板   4、裙边   5、导流板。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图所示一种新型重力式海上风电基础装置，包括承台1、立柱2、肋板3、裙边4和导流板5，承台1下安装有立柱2，立柱2下端侧面焊接有肋板3，裙边4环绕肋板3一圈焊接在肋板3上，裙边4上设有导流板5。

裙边4与立柱2成斜45°角，高度与肋板3相同，经过水池试验验证相比直立裙边，倾斜45°的裙边4抗冲刷性能更佳，这是由于直立裙边造成来流的直接反射导致对基础底部的冲刷，直至掏空基础底部的泥沙造成基础失稳，而倾斜的裙边能有效减少冲刷；裙边4表面一侧垂直等间距设置有五块导流板5，对来流起到扰动作用，达到减少冲刷的作用，由于只有在迎流向产生冲刷，不需要在背流向设置；承台1呈倒圆台形，以增加结构强度；立柱2下端侧面均布有四块肋板3，空隙内用于填充石料，以减轻整体结构重量，并起到消耗来流能量的作用。

本装置的工作原理：本装置安装好后，将裙边4的1/4埋入海床下，承台1上架设风力发电装置，由于裙边4倾斜角的存在使来流经过基座时水流向上流动而不形成直接的反向流，从而减少对基底泥沙的冲刷。裙边4以相同的角度嵌入泥沙一定深度，使裙边4覆盖的范围内泥沙免遭直接冲刷，迎流向的裙边4表面按一定间距设置导流板5，对来流起到扰动作用，达到减少冲刷的作用。