[发明专利]海上漂浮式风机及其风机基础

说明书

技术领域

本发明涉及一种海上漂浮式风机及其风机基础。

背景技术

现有的漂浮式海上风机基础主要有单立柱浮筒式基础、三浮筒式基础、半潜式基础和张力腿式基础。其中单立柱浮筒结构、三浮筒式基础和半潜式结构通过悬链线或锚链定位，在风、浪作用下易发生较大的纵摇、横摇、旋转、垂荡，从而使风机无法正常运行，为了降低风机的运动幅度，通常需要单独设置阻尼系统，不但增加设计难度，也提高了工程造价。张力腿平台式基础通过张力腿系统定位，张力腿一般垂直锚固于海底，平台浮力大于重力，张力腿需要提供较大的预张力来平衡浮筒的浮力，维持机组平衡和稳定，风机纵摇和垂荡较小，但是在水平方向的运动幅度较大，而且在恶劣海况下张力腿易发生破坏，导致风机失去平衡。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种海上漂浮式风机及其风机基础，结构简单，稳性好，不易发生破坏，对水深的适应性强，特别适用于水深较大的海域。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种海上漂浮式风机基础，包括浮筒结构、支架结构、压载舱和上层固定装置和下层固定装置，压载舱位于浮筒结构的下方，浮筒结构和压载舱之间通过支架结构连接，压载舱为扁平的箱体结构，压载舱的外轮廓大于浮筒结构的外轮廓，上层固定装置包括多根上层缆索，上层缆索在浮筒结构四周均匀分布，上层缆索的上端与浮筒结构固定，上层缆索的下端与海底固定，下层固定装置包括多根下层缆索，下层缆索在压载舱四周均匀分布，下层缆索的上端与压载舱固定，下层缆索的下端与海底固定。

进一步限定，浮筒结构为单浮筒结构。

进一步限定，支架结构由多个向下张开的支撑腿构成，支撑腿在浮筒结构的底部均匀分布，浮筒结构的底部通过支撑腿支撑在压载舱上。

进一步限定，压载舱的上表面上具有安装孔，支撑腿的底部通过法兰或灌注混凝土砂浆的方式安装在安装孔内。

进一步限定，压载舱内部分为多个独立舱室，独立舱室通过压载舱水量调节装置调节压载水量。

进一步限定，上层缆索的上端固定在浮筒结构的水线以下位置。

进一步限定，上层缆索为纤维或纤维复合材质的缆索，下层缆索为金属锚链。

一种海上漂浮式风机，包括风力主机、风机塔筒和海上漂浮式风机基础，风力主机安装风机塔筒的顶部，风机塔筒的底部安装在海上漂浮式风机基础上。

进一步限定，海上漂浮式风机还包括操作平台，操作平台位于风机塔筒的底部。

本发明的有益效果是：

1、可以通过对整机进行精确计算确定合适的压载水位，使风机达到最佳平衡状态，并使定位缆索和锚链具有一定的初始张紧力，初始张紧力不宜过大。当风机在风浪作用下发生纵摇或横摇时，上层缆索与下层缆索的张拉力可形成一对反向力偶，阻止风机发生较大纵摇、横摇。定位缆索同时能够限制风机水平运动。扁平的压载舱海水作用面积大，能有效降低风机垂荡和旋转；

2、通过支撑腿连接具有连接方便，受力过渡平缓，能提高抗冲击和抗疲劳性能的优点；

3、通过调节各个独立舱室的压载水量，可以控制风机的垂直度和平衡状态。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；

图1是本发明的风机整体结构示意图；

图2是本发明的浮筒结构与压载舱通过支撑腿连接的结构示意图；

图3是本发明的压载舱局部剖视示意图；

图4是本发明的风机受上层缆索与下层缆索的反向力偶作用的示意图；

图5是本发明的抗扭转力矩的示意图；

其中，1.浮筒结构，2.压载舱，2-1.独立舱室，3.支撑腿，4.上层缆索，5.下层缆索，6.安装孔，7.风机塔筒，8.操作平台。

具体实施方式

如图1、2、3和4所示，一种海上漂浮式风机基础，包括浮筒结构1、支架结构、压载舱2和上层固定装置和下层固定装置，压载舱2位于浮筒结构1的下方，浮筒结构1和压载舱2之间通过支架结构连接，支架结构增大了整个风机基础的长度，使结构重心下移，增大了风机塔架与基础结构的转动惯性矩和反向力偶的力矩。

浮筒结构1为单浮筒结构。