[实用新型]一种半漂浮式带桩腿和压载系统的海上风电机组基础

说明书

本实用新型公开了一种半漂浮式带桩腿和压载系统的海上风电机组基础，包括一个带压载系统的中间浮筒和多个边浮筒，该多个边浮筒围成一个正多边形，中间浮筒位于该正多边形的中心处，其顶部作为安装风电机组的平台；每个边浮筒均安装有一只桩腿，作为桩腿浮筒使用，边浮筒做变径处理，分为上、下两部分，上部分直径较小，下部分直径较大；每个边浮筒的下部分与中间浮筒之间均采用矩形浮筒连接，矩形浮筒底部设计有类似船舶舭龙骨的结构；桩腿的底部形成有桩靴结构，且其末端设计为桩尖结构。本实用新型结构可靠，载荷分布均匀，为大兆瓦海上风电机组提供一种兼顾可靠性和经济性的海上支撑结构，保证机组稳定安全运行，适用于水深40米至70米的海域。

技术领域

本实用新型涉及海上风力发电的技术领域，尤其是指一种半漂浮式带桩腿和压载系统的海上风电机组基础。

背景技术

未来十年到二十年，风电行业发展将重点向海上进军，海上风电势必走向远海、深海。我国海上风电开发正从样机试验、小批量走向大规模应用阶段。目前海上风电机组的基础主要是固定式机组，有单桩基础、多桩基础和高桩承台等。随着水深的增加，固定式海上风力发电机组基础成本直线上升，建造难度加大，施工成本上升显著。针对这种情况，国内外已经开始对漂浮式海上风电基础进行研究和应用。漂浮式基础的重量和材料都低于固定式基础，且安装成本也远低于固定式安装成本。相对于固定式基础，漂浮式基础还有以下优势：1、适用于水深较大海域，风能资源巨大；2、容纳更大容量的风力发电机组；3、依靠系泊系统定位，环境适用性更强；4、漂浮式基础便于拖航，可重复利用部署。但是，相对于固定式基础，漂浮式基础多了锚链系泊系统和整机平衡系统的成本，且由于基础存在纵向震荡和水平方向的摇摆，对风力发电机组的技术要求更高，载荷更大。对于单锚链系泊系统的漂浮式机组，发电机组本身不带偏航对风系统，需要整个基础的转向来实现叶轮对风，因此，单锚链系泊系统基础的风力发电机组还增加主电源高压滑环，技术要求和成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种结构可靠、载荷分布均匀的半漂浮式带桩腿和压载系统的海上风电机组基础，为大兆瓦海上风电机组(5.5MW以上)提供一种兼顾可靠性和经济性的海上支撑结构，保证机组稳定安全运行，该型式基础适用于水深40米至70米的海域。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种半漂浮式带桩腿和压载系统的海上风电机组基础，包括有一个中间浮筒和多个边浮筒，该多个边浮筒等距间隔排开围成一个正多边形，所述中间浮筒位于该正多边形的中心处，并带压载系统，能够调节基础吃水，且所述中间浮筒的顶部作为安装风电机组的平台，能够连接风电机组的塔筒及布置应急舱，以供特殊情况下运维人员避难；每个边浮筒均安装有一只桩腿，作为桩腿浮筒使用，且所述边浮筒做变径处理，分为上、下两部分，其下部分直径较大，基础稳定时在水线以下，作为压载舱的一部分，其上部分直径较小，通过调整压载，在基础稳定时保持在水线以上，以降低基础重心和减少洋流对基础冲击的载荷；每个边浮筒的下部分与中间浮筒之间均采用矩形浮筒连接，以保证基础整体结构强度，且所述矩形浮筒也能够作为压载舱的一部分，起压载和力的传递作用，也能够减少基础的垂荡影响，所述矩形浮筒的底部设计有类似船舶舭龙骨的结构，以进一步最大限度地减少基础的垂荡影响，加强基础的耐波性和稳定性；所述桩腿的底部形成有桩靴结构，且其末端设计为桩尖结构，使得在固定桩腿的同时能够减少因机组重力作用而发生的缓慢沉降。

进一步，所述边浮筒有三个或者四个。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本方案基础是半漂浮式带桩腿结构型式，基础的稳定性高过漂浮式基础，风电机组的技术要求较低，安全性较高；相对于固定式基础，版漂浮式带桩腿结构可以适应更深的海域，且安装成本低，更适应海上作业时间窗口短的特点。

2、本方案采用组合浮筒结构型式，中间浮筒提供基础大部分的浮力，且带压载系统，可调节基础吃水；周围其它浮筒主要是作为桩腿的连接结构；整体结构采用焊接的连接型式，结构稳定，受载分布均匀。