[发明专利]一种具有高度自平衡性的浮式风机平台

权利要求书

1.一种具有高度自平衡性的浮式风机平台，包括风机(1)、平衡舱(3)、压力舱(4)和系泊系统(5)，所述平衡舱(3)设置在所述压力舱(4)的上方，所述风机(1)设置在所述平衡舱(3)的上方，其特征在于，所述平衡舱(3)与所述风机(1)之间连接有连接段(2)，所述连接段(2)为圆柱，所述风机(1)固定于所述连接段(2)的顶部，所述连接段(2)的底部与所述平衡舱(3)的顶部固定；

所述平衡舱(3)为顶部直径大于底部直径的圆台；所述压力舱(4)为圆盘，圆盘型的压力舱(4)通过其形状增加了平台的垂向阻尼和纵摇阻尼，减小了平台的垂荡响应和纵摇响应；所述连接段(2)的底面与所述平衡舱(3)的顶面贴合，所述平衡舱(3)顶部直径大于所述连接段(2)的直径，提高了浮式风机平台的浮心；所述平衡舱(3)的底面与所述压力舱(4)的顶面贴合，所述压力舱(4)的直径大于所述平衡舱(3)底部的直径，使得平台的重心降低；所述连接段(2)、平衡舱(3)和压力舱(4)的中心轴线重合，所述系泊系统(5)的系泊缆绳的一端固定于压力舱(4)的底部，其另一端固定于海底；

所述风机(1)的总质量为m₂，所述风机(1)中心所受水平风力为F_w，所述风机(1)最大风倾力矩为M_w，风机重心距塔柱底部的距离为H₄，浮式风机平台的倾斜角度为α，浮式风机平台整体浮心至平衡舱(3)底部的距离为PK；连接段(2)的高度为H₁，平衡舱(3)的高度为H₂，浮式风机平台总体质量m₁满足：

其中，ρ_c为混凝土密度，ρ_w为海水密度；

连接段(2)的高度H₁满足：其中，h_f为浮式风机平台的垂荡幅值；

连接段(2)的直径D₁大于风机底部的直径；

平衡舱(3)的高度H₂满足：H₂≤h-H₁-H₃-h_f-h_k-0.25h，其中，h为水深；h_k为压力舱(4)倾斜时的垂向变化高度，h_k＝0.5D₂sinα；

D₂为压力舱(4)的直径，H₃为压力舱(4)的高度；平衡舱(3)顶部直径d₁与底部直径d₂之比为Q；浮式风机平台纵摇固有频率ω为：

根据目标海域的波浪谱参数，从中选出浮式风机平台纵摇固有频率较小的设计方案作为备选方案，即可确定混凝土压力舱(4)的直径D₂和高度H₃的取值范围。

2.根据权利要求1所述的具有高度自平衡性的浮式风机平台，其特征在于，所述连接段(2)、平衡舱(3)和压力舱(4)均采用钢筋混凝土材料制成。

3.根据权利要求2所述的一种具有高度自平衡性的浮式风机平台，其特征在于：所述平衡舱(3)为空心结构，所述压力舱(4)为实心结构。