[发明专利]海上风电复合防冲刷装置

说明书

本发明公开了一种海上风电复合防冲刷装置，所述海上风电复合防冲刷装置包括桩基础、消能箱和底板。桩基础包括在其轴向上相互连接的第一部分和第二部分，第二部分埋入海床中，海床具有海床面，第一部分位于海床面的上方。消能箱为环形并套设在第一部分上，消能箱限定出消能腔，消能箱包括在桩基础的径向上间隔设置的内筒和外筒，外筒套设内筒，内筒套设第一部分且与第一部分间隔开，消能腔位于内筒和外筒之间，内筒上设有第一消能孔，外筒上设有第二消能孔。底板与消能箱的底部相连且环绕第一部分设置，底板从消能箱的底部向四周延伸以覆盖桩基础附近的海床面，底板止抵在海床面上。

技术领域

本发明涉及海上风电领域，尤其是涉及一种海上风电复合防冲刷装置。

背景技术

风能作为一种清无害的可再生能源，日益受到人类重视。其中相对于陆地风能而言，海上风能资源不仅具有较高的风速，而且距离海岸线较远，不受噪音限值的影响，允许机组制造更为大型化。

海上风电基础是支撑整个海上风力机的关键所在，成本约占整个海上风电投资的20％至25％，而海上风力发电机发生的事故多为桩基基础不稳造成的。由于波浪和潮流的作用，海上风电桩基基础周围的泥沙将会发生冲刷并形成冲坑，冲刷坑将会对桩基基础的稳定性产生影响。此外，在海床表面附近夹杂着泥沙的水流不断冲刷着桩基基础，腐蚀破坏桩基基础表面，严重时会造成海上风力机机组的坍塌。目前采用的海上风电桩基基础的防冲刷装置，主要为抛石防护法。但是抛石防护的整体性较差，运用过程中的维护费用和工作量较大。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

在实际应用过程中，由于海浪和潮汐的作用，海水直接对海上风电桩基基础冲刷，海水的冲击力直接作用于海上风电桩基基础的表面，呈现向下的卷掘旋涡结构，旋涡结构将海床上的沉积物卷升起来，并进一步将其带远离桩基周围的地方，形成了冲刷坑，冲刷坑的形成使得桩基础深度变浅，影响桩基基础的稳定性，另一方面，海水在桩基基础表面极易形成腐蚀坑，腐蚀坑随着海水冲刷不断变大进而扩大对桩基基础表面的影响，破坏力逐渐增强，严重时会造成海上风力机机组的坍塌。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种具有良好的防冲刷性能的海上风电复合防冲刷装置。

根据本发明实施例的海上风电复合防冲刷装置包括：桩基础，所述桩基础包括在其轴向上相互连接的第一部分和第二部分，所述第二部分埋入海床中，所述海床具有海床面，所述第一部分位于所述海床面的上方；消能箱，所述消能箱为环形并套设在所述第一部分上，所述消能箱限定出消能腔，所述消能箱包括在所述桩基础的径向上间隔设置的内筒和外筒，所述外筒套设所述内筒，所述内筒套设所述第一部分且与所述第一部分间隔开，所述消能腔位于所述内筒和所述外筒之间，所述内筒上设有第一消能孔，所述外筒上设有第二消能孔；和底板，所述底板与所述消能箱的底部相连且环绕所述第一部分设置，所述底板从所述消能箱的底部向四周延伸以覆盖所述桩基础附近的海床面，所述底板止抵在所述海床面上。

根据本发明实施例的海上风电复合防冲刷装置，通过消能箱和底板的设置，将海水中的急流或主流转化为均匀的缓流，减小海水对桩基础的冲击，抑制了马蹄形漩涡的形成，具有良好的防冲刷性能。

在一些实施例中，所述底板的上表面设有若干扰流件，所述扰流件从所述底板的上表面向上突出，若干所述扰流件围绕所述第一部分设置。

在一些实施例中，若干所述扰流件中的一部分在所述第一部分的径向上错开地设置。

在一些实施例中，靠近所述第一部分的所述扰流件和远离所述第一部分的所述扰流件具有不同高度。

在一些实施例中，所述第一消能孔包括多个，多个所述第一消能孔在所述内筒的轴向上和/或所述内筒的周向上间隔排布，所述第二消能孔包括多个，多个所述第二消能孔在所述外筒的轴向上和/或所述外筒的周向上间隔排布。