[发明专利]近海风能装置基础系统

说明书

本发明涉及一种海洋结构，包括具有三个或更多个吸力桶的基础系统，吸力桶被安装在海底中做为基础或它的一部分运行以支撑位于海底上的近海结构，吸入桶支撑连接器主体并且连接器主体被设计为用以支撑有效载荷。本发明还涉及一种安装吸力桶的方法，其中吸力桶底部深入海底并且流体从吸力空间中移出，这样通过吸力进行深入。

技术领域

本发明涉及一种用于近海有效载荷(payload)的基础系统，优选地，近海风能装置，但是也适用于原油和天然气设施。

背景技术

基础系统设有三个或更多个吸力桶(以下也称为“桶”)。基础系统具体被设计为用于为9MW和更高的下一代近海风能装置。具体地说，基础系统被设计为用于支撑单个直立的桅杆(也称为杆或柱)，该桅杆优选在其顶端支撑有效载荷。在风能装置的情况中，桅杆优选包括直立的单极子并且在它的顶部是直立的塔，其中塔支撑在其顶部的机舱(nacelle)。不是舱而是有效载荷可包括平台，例如用于石油或天然气设施。桅杆、单极子和塔优选是单个管和/或由钢制成，但是加强的矿物水泥混凝土也是可行的。有效载荷优选位于海上方，例如至少10或20米。海深度通常是至少10米、20米或50米。

GB-B-2300661和EP-B-0011894(通过援引并入本文)中介绍了吸力式桶以及如何安装它们。简单地说，吸力式桶是薄壁的钢套管或管或圆筒，该圆筒在它的纵向顶端被隔壁(也称为顶板)或不同的密封装置闭合，并且该圆筒利用与隔壁相对的开口端密封地坐落在海底底部，因为由于吸力桶的重量导致这个开口端深入海底底部。因此，由圆筒和隔板限定的腔(也称为吸力空间)由海底地面密封，这样可以通过从吸力空间移出水产生真空或吸力，这样产生的力往往使吸力桶更深地深入到海底地面。吸力的生成可以借助于抽吸源，比如泵，该抽吸源位于吸力桶附近或与吸力桶相距一定距离并且连接到吸力空间。例如，施加的吸力水平可以是基本恒定的，平稳地增加或减少或其他脉动，对此来说，有方便的方法。使用后，可通过在吸力空间内产生超压，例如通过泵入(海水)，轻松地将吸力桶移走。

例如，本发明的WO99/51821(SIP1)或EP-A-1 101 872(SIP2)介绍了一种自安装的海洋结构，例如，应用吸力桶的平台。WO 02/088.475(SIP3)公开了顶部装有风力涡轮机的塔和作为基础的吸力桶。

吸力桶作为近海风能涡轮机的基础的一部分，正得到越来越广泛的应用。对于这样的应用，通常应用三个或更多个相互隔开的吸力桶，提供静态平衡(在三个吸力桶的情况下)或超平衡(在三个以上的吸力桶的情况下)的支撑。在运行中，吸入桶至少几乎完全深入海床，在相等或基本上相等的水平上，并且具有提供至少5米(通常为大约20米)的间隙或至少0.5或1.0倍吸力桶直径的间隙的相互横向间距(间隙意思是面对的侧壁之间的最短距离)。吸力桶组件承载单个单极子或钢梁的空间构架(也称为夹套)或管并且在它的顶部，垂直塔支撑在其顶端的风能涡轮机的机舱，该风能涡轮机设有转子叶片，通常围绕水平轴旋转并由风驱动。风能涡轮机将风能转化为电能。风力涡轮机通常是风电场的一部分，该风电场由相同的风力涡轮机组成，每个风力涡轮机设有它自己的有三个或更多个吸力桶的基础。电缆将风力涡轮发电机的电输送到岸上的电力消费者，例如住户。

吸力桶的好处之一是，通过给海洋结构提供一个或更多个吸力桶，可将海洋结构设计成自承重和/或自安装。因此，可以省去吊装装置和安装基础的设备，例如，锤击装置。

由于该结构设有一个或更多个吸力桶，使用后可方便的拆卸(也称退役)，因为通过将吸力桶压出，可将锚固在水下底部的结构移走。该结构通常至少基本由金属制成，通常是钢。

优选地，每个吸力桶有一个或多个特征：直径为至少5米，通常在10至15米之间，或甚至以上；高度为最少5米，通常在10至15米或甚至以上，视土壤情况而定；壁厚为至少1厘米，通常至少3或5厘米；吸力桶的纵轴与(由吸力桶支撑的上部结构的)相关的支撑腿基本上呈直线或偏心。

发明内容

发明目的