[发明专利]具有扰流条的海上风电基础

说明书

本发明公开了一种具有扰流条的海上风电基础，包括桩基础和扰流条，桩基础包括在其长度方向上相互连接的第一部分和第二部分，扰流条至少设在第一部分上，扰流条从第一部分的外周面沿第一方向突出，扰流条的延伸方向与所述第一部分的外周面平行，第一部分的外径为D，扰流条的延伸长度大于等于0.1D，扰流条的长度和宽度之比大于等于5。本发明通过在桩基础上设置扰流体，利用桩基础之间的扰流通道干扰海浪和潮汐流动，起到消散潮流的能量的效果，达到主动防冲刷的目的，有效地保护桩基础周围的土体，避免冲刷坑的形成。

技术领域

本申请涉及新能源技术领域，尤其是涉及具有扰流条的海上风电基础。

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：

由于海浪和潮汐的作用，在海上风电桩基础周围会发生冲刷坑的现象。冲刷现象是一个复杂的耦合过程，涉及水流、沉积物和结构的相互作用。导致冲刷的主要原因是在桩基周围产生的马蹄形漩涡，马蹄形漩涡是由于海水流动时遇到桩基础阻碍而产生的，浪流在冲向桩基础时，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，造成筒振动频率降低，轻则造成桩基础过度疲劳，严重时则引起折断事故。

本申请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，本申请提出一种具有扰流条的海上风电基础，起到消散潮流的能量的效果，达到主动防冲刷的目的，有效地保护桩基础周围的土体，避免冲刷坑的形成。

根据本申请具有扰流条的海上风电基础，包括：

桩基础，所述桩基础包括在其长度方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上方；

扰流条，所述扰流条至少设在所述第一部分上，所述扰流条从所述第一部分的外周面沿第一方向突出，所述第一方向正交于所述桩基础的长度方向，所述扰流条的延伸方向与所述第一部分的外周面平行，第一部分的外径为D，所述扰流条的延伸长度大于等于0.1D，所述扰流条的长度和宽度之比大于等于5。

根据本申请中的具有扰流条的海上风电基础，桩基础第一部分上设置扰流条，扰流条通过对冲向桩基础的潮流进行主动扰流，局部改变潮流的流速和方向，使潮流的能量在一定程度上得以消散，扰流条的设置起到了消能减冲的效果，抑制了桩基础附近马蹄形漩涡的形成，有效地保护了桩基础周围的土体，避免冲刷坑的形成。相关技术的抛石防护法相比，稳定性更强，防冲刷效果更好，可靠性更好。

在一些实施例中，所述扰流条环绕所述第一部分，所述扰流条为多个，多个所述扰流条在所述桩基础的长度方向上间隔排布。

在一些实施例中，相邻两个所述扰流条的间距向靠近海床面的方向减小。

在一些实施例中，所述扰流条为环形，或者

所述扰流条的在其延伸方向上相对的一端与另一端之间间隔开设置。