[发明专利]一种具有阻尼效应的漂浮式海上风电结构基础及控制稳定性方法

说明书

本发明提供了一种具有阻尼效应的漂浮式海上风电结构基础及控制稳定性方法，包括浮式基础，所述浮式基础由同轴的多段式柱体钢制结构组成，包括上部甲板工作平台、中心立柱、下部压载平台；所述上部甲板工作平台的中心安装风机塔筒，所述上部甲板工作平台设置多个贯穿上部甲板工作平台的阻尼池，阻尼池围绕安装风机塔筒的中间部位布置；所述中心立柱在高度方向上被分隔有若干个独立的用于注水的水密分舱，各分舱中的水量可调。本发明的结构相较于传统立柱式平台吃水更浅，可以同时适用于浅水与深水，且方便拖航与安装，及便于在工作时的稳定性控制。

技术领域

本发明涉及一种具有阻尼效应的多段圆柱体漂浮式海上风电结构基础，适用于海上风电开发领域，水深适用范围广。

背景技术

海上风电结构的基础可以归纳为固定式基础和漂浮式基础两类，现阶段建成的大多数近海风电场均采用的是固定式基础技术。然而，随着海上风电的不断发展，海上风电场的开发正在逐步由近海向深远海领域发展。当水深超过一定深度后，固定式基础的用钢量大，造价昂贵，且安装、施工较为困难。对比而言，漂浮式结构基础的用钢量少，造价更低，将拥有更好的经济效益。此外，许多海上风电场的海底地质条件并非十分理想，为使固定式基础拥有可靠的稳定性，往往需要很深的桩基深度，此时的安装施工费用陡增。在这种情况下，即便是风电场址所处水域的水深较浅，漂浮式基础亦将是更为合理的工程解决方案。因此，开发出一种能同时适用于深水和浅水，具有较强的抗风浪能力，并更为经济的漂浮式海上风电结构基础，具有极大的工程意义。

现有的漂浮式海上风电基础主要有：半潜式、单柱式和张力腿式。然而，这些现有的漂浮式基础在应用于实际工程时存在着以下几项技术瓶颈：

1.半潜式基础具有较大的水线面积和良好的稳定性，但是基础建造费用高，易产生疲劳问题，使得维修成本增高。

2.单柱式基础利用底部的压载可使得整体重心低于浮心，以保证平台的稳定性。但是，单柱式基础无法使用在水深较浅的近海风电场，其较大的主尺度和吃水深度为建造和安装都带来了困难，其垂荡运动较大，影响发电效率。

3.张力腿式基础为顺应式基础，其张力筋使平台垂荡方向的运动性能较好，但是，张力腿式基础无法适应我国近海的潮位变化，其对环境的高频载荷也非常敏感，易发生铃振现象，且张力筋易疲劳，成本高。

综上所述，现今工程中典型的漂浮式基础在实际应用时或多或少地存在一些不足，无法同时为浅水和深水两种情形提供较为合理的工程解决方案。基于此，亟需提出一种合理、有效的漂浮式风电结构的基础型式，使得其在浅水和深水情况下都能为上部风电机组在发电期间提供优秀的稳定性，同时还具有较好的经济性。

发明内容

本发明的目的是针对漂浮式海上风电基础存在的问题，提供一种具有阻尼效应的漂浮式海上风电结构基础及控制稳定性方法。

根据本发明的第一个方面，本发明提供一种具有阻尼效应的漂浮式海上风电结构基础，采用以下方案：

一种具有阻尼效应的漂浮式海上风电结构基础，包括浮式基础，其特征在于：所述浮式基础由同轴的多段式柱体钢制结构组成，包括上部甲板工作平台、中心立柱、下部压载平台；

所述上部甲板工作平台的中心安装风机塔筒，所述上部甲板工作平台设置多个贯穿上部甲板工作平台的阻尼池，阻尼池围绕安装风机塔筒的中间部位布置；

所述中心立柱在高度方向上被分隔有若干个独立的用于注水的水密分舱，各分舱中的水量可调。

本发明的结构相较于传统立柱式平台吃水更浅，可以同时适用于浅水与深水，且方便拖航与安装、及便于在工作时的稳定性控制。