[发明专利]抗冰锥装置及海上风力发电机组

说明书

本发明提供一种抗冰锥装置及海上风力发电机组，所述抗冰锥装置包括：连接在安装壁上的外壳；气囊，设置在所述外壳与所述安装壁之间，通过对所述气囊的充气和放气，使所述抗冰锥装置进入抗冰状态和收缩状态。使用根据本发明的抗冰锥装置及海上风力发电机组，可以在有冰情况下形成抗冰结构，降低冰作用荷载，在无冰情况下收缩，减小作用在基础上的波浪的冲击荷载。

技术领域

本发明涉及一种抗冰锥装置及海上风力发电机组，具体来说，涉及一种可具有抗冰状态和收缩状态的抗冰锥装置。

背景技术

大直径单桩基础是近海海域大型海上风力发电机组最常用的基础形式，但由于诸如渤海等的海域在冬季会发生结冰现象，因此在设计大直径单桩基础时需要考虑结构抗冰的问题。

目前，常见的结构抗冰设计来自于油气行业导管架平台的抗冰锥设计，但是由于大直径单桩基础上的抗冰锥结构相比于导管架平台的桩腿上的抗冰锥结构的直径增大很多，会导致作用在抗冰锥结构上的波浪载荷显著增加，进而导致大直径单桩基础和塔筒的设计荷载显著增加，同时增加大直径单桩基础和塔筒结构的重量。例如，目前大直径单桩的直径通常为5m以上，一些单桩的直径甚至可达到7m，以最佳抗冰角度为45°至65°来计算，套在单桩外部的采用正倒锥体形式的抗冰锥结构的直径通常在9m以上，这将会导致作用在抗冰锥结构上的波浪力显著增大，进而导致单桩基础的极限荷载和疲劳荷载增大，在设计时需要加强基础的结构，导致基础结构重量的增加，降低经济性。

发明内容

为了解决由于抗冰锥结构的直径较大而导致作用在抗冰锥结构上的波浪力增大等问题，本发明提供一种可具有抗冰状态和收缩状态的抗冰锥装置以及包括该抗冰锥装置的海上风力发电机组。

本发明的一方面提供一种抗冰锥装置，所述抗冰锥装置包括：连接在安装壁上的外壳；气囊，设置在所述外壳与安装壁之间，通过对所述气囊的充气和放气，使所述抗冰锥装置进入抗冰状态和收缩状态。

利用上述构造，所述抗冰锥装置可以在有冰情况下进入抗冰状态，降低冰作用荷载，在无冰情况下进入收缩状态，减小抗冰锥装置的外径，使得作用在其上的波浪荷载减小。

优选地，所述外壳包括上壳体、下壳体和连接部，所述上壳体的上边缘和所述下壳体的下边缘可转动地连接到所述安装壁，所述连接部连接所述上壳体和下壳体的另一边。

利用上述构造，所述上壳体与所述下壳体可相对于所述安装壁形成倾斜面，以进行抗冰，也可基本贴在所述安装壁的表面上，以减小作用在所述抗冰锥装置上的波浪力。

优选地，所述上壳体的所述上边缘和所述下壳体的所述下边缘通过锁环或销轴连接到所述安装壁。

利用上述构造，可根据需要选择所述上壳体和所述下壳体与所述安装壁的连接方式，以使所述上壳体和所述下壳体可转动地连接到所述安装壁，从而使所述抗冰锥装置进入抗冰状态或收缩状态。

优选地，所述连接部是可伸缩弹性橡胶。

利用上述构造，所述抗冰锥装置可通过所述连接部进入抗冰状态进行抗冰，或者进入收缩状态以减小波浪力。

优选地，在所述气囊充气状态下，所述上壳体和所述下壳体分别相对于所述安装壁形成抗冰角度而呈倾斜状态，所述连接部沿着所述上壳体和所述下壳体的倾斜方向伸展，在所述气囊未充气状态下，所述连接部缩短，以使所述上壳体与所述下壳体贴近所述安装壁。

利用上述构造，可通过对所述气囊充气和放气调节所述上壳体与所述下壳体的位置，以使所述抗冰锥装置进入抗冰状态和收缩状态。

优选地，所述抗冰角度在45°-65°的范围内。

利用上述构造，能够调节所述抗冰锥装置的抗冰角度，从而能够以最佳抗冰角度进行抗冰。