[发明专利]与LMU对接的海上换流站上部组块连接装置

说明书

本发明一种与LMU对接的海上换流站上部组块连接装置，属于海洋工程技术领域；本发明将上部组块主柱与LMU插尖之间采用圆台形节点管过渡，有效地将上部组块重量传递至LMU处，并进一步作用于导管架上；不等高梁之间采用过渡腹板和带坡度的过渡翼缘相连接，将矮梁的下翼缘应力顺畅地传递给下节点板，再进一步传递给圆台形节点管，避免了下翼缘处的应力集中和金属疲劳现象；在加厚腹板的两侧设置加劲板，使得斜撑、H型梁、上下节点板、圆台形节点管之间的相互传力更为合理；施工简便，防腐蚀性能好。

技术领域

本发明属于海洋工程技术领域，具体涉及一种与LMU对接的海上换流站上部组块连接装置。

背景技术

随着海上风电场逐渐向深远海发展，交流送出方式受到海缆容量、无功补偿方式等制约，难以独立胜任大规模远海风电场的电能输送要求，高压直流输电技术的成本优势将逐渐显现，并随着离岸距离的增加而不断放大，海上换流站是海上风电新能源开发从近浅海小容量走向深远海大容量的必然产物。海上风电机组发出的交流电经海上升压站升压后汇集至海上换流站，通过换流后以直流的形式经直流海缆送至陆上换流站，再通过逆变并入交流电网。

海上换流站需要容纳多种重型设备，例如超过1000吨的换流阀及其附件，以及单台重量500~600吨的联结变压器等。再考虑必要的水冷、暖通等功能房间，上部组块的总重量将达到2万吨左右，规模远超传统的海上交流升压站，也与技术相对成熟的陆上换流站在空间布置方法与结构拓扑上存在显著差异。

对于上部组块重量达到2万吨级的海上换流站，当前最优的海上安装方式为浮托法。桩腿耦合装置（LMU）是海洋平台采用浮托法安装的重要构件之一，其作为平台上部组块与基础结构连接的中间缓冲装置，不仅起着避免上部组块与基础结构组装时产生直接冲击的作用，而且在组块就位后，LMU与上部组块、基础结构焊接成一体，成为整个平台承重结构的一部分，对于海上换流站而言，上部组块总重量较大，其与LMU的连接至关重要。由于上部组块主柱较LMU插尖小得多，若采用传统的节点型式，则主柱与LMU插尖的直径差会导致上部组块节点与LMU之间无法可靠连接，若增大上部组块主柱截面，使其与LMU插尖的直径一致，则会造成材料的浪费与工程量的增加。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种与LMU对接的海上换流站上部组块连接装置，包括第一H型梁、第二H型梁、第三H型梁、斜撑、圆台形节点管、上部组块主柱、LMU插尖、上节点板和下节点板；

所述圆台形节点管的顶部设置有上部组块主柱，底部设置有LMU插尖，圆台形节点管的外部设置有第一H型梁、第二H型梁和第三H型梁，第一H型梁、第二H型梁和第三H型梁的腹板与圆台形节点管的轴线方向一致，上翼缘和下翼缘均与圆台形节点管的轴线相垂直；

所述第一H型梁、第二H型梁和第三H型梁的上翼缘均连接有上节点板，上节点板取代部分上翼缘，并连接圆台形节点管和上部组块主柱；第一H型梁、第二H型梁和第三H型梁的下翼缘均连接有下节点板，下节点板取代部分下翼缘，并连接圆台形节点管和LMU插尖；所述上节点板与下节点板之间通过加厚腹板相连接，加厚腹板的一端与腹板相连接，另一端伸进圆台形节点管，第一H型梁和第二H型梁的加厚腹板与第三H型梁的加厚腹板相连接；所述斜撑设置在上节点板的顶部。

所述的第一H型梁、第二H型梁与第三H型梁将圆台形节点管划分为一个1/2圆台和两个1/4圆台。

所述的第一H型梁与第二H型梁等高，并小于第三H型梁的高度；所述上节点板的位置与第一H型梁、第二H型梁及第三H型梁的上翼缘相对应，下节点板的位置与第三H型梁的下翼缘相对应；所述第一H型梁与第二H型梁的腹板通过高度逐渐增大的过渡腹板与加厚腹板相连接，第一H型梁与第二H型梁的下翼缘通过带坡度的过渡翼缘与下节点板相连接。

所述的过渡翼缘的坡度为1:3。

所述的第一H型梁对应的斜撑与第二H型梁对应的斜撑直径相等，并小于第三H型梁对应的斜撑的直径。