[发明专利]一种海上换流站阀厅结构体系

说明书

本发明涉及海洋工程技术领域，公开了一种海上换流站阀厅结构体系，包括围成阀厅的交流层甲板、一层甲板、纵舱壁和横舱壁，纵舱壁垂直于横舱壁，横舱壁、纵舱壁上均布置有阀厅首层甲板梁与阀厅顶层甲板梁，阀厅首层甲板梁与一层甲板之间布置有第一桁架；横舱壁上于阀厅的各海运支撑点处、就位支撑点处均设置有立柱，相邻的两个立柱之间连接有第一斜拉杆。斜拉杆与第一桁架能够构成传统的大“A型”桁架，平台整体受力良好；第一桁架提高阀厅的整体刚度，将所有承重结构梁的计算跨度降低至15米以下，有效降低结构梁的截面，极大地降低主结构梁的尺寸；斜拉杆系统发挥类似“拉索”的作用，第一桁架配合第一斜拉杆没有复杂节点建造，减小建造工作量。

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，特别是涉及一种海上换流站阀厅结构体系。

背景技术

海上换流站负责远距离、大容量海上风电场的送出，属于海上风力发电设备的核心建筑。随着深水海上风电的开发，海上换流站的需求更多，但是海上换流站的重量大，约为10000－30000吨，重心高，在海平面以上40－50米，直流阀厅的跨度大，单个阀厅的尺寸在70＊40＊20m左右，造成海上换流站的环境荷载大，尤其是海上运输荷载大，按照规范计算重心处约0.9g的水平加速度。

并且海上换流站处于海上运输状态时，基础支点在平台的中间，当海上换流站处于就位状态时，基础支点在平台的两侧，因此海上换流站的就位状态和海运状态的基础支撑条件完全不同，结构受力完全不同，导致海上换流站的结构设计难度极大，运输和安装风险极高成本极高，施工资源极少。

现有的直流阀厅结构主要有两种，第一种如图1与图2所示，直流阀厅位于首层甲板，在三个横舱壁位置设置大型实腹式型钢梁，并在首层甲板－阀厅顶层甲板之间设置两个“A型”桁架，桁架立柱位于海运支撑点，两侧斜撑位于就位支撑点，保证海运、就位两种边界条件下都有完整的结构桁架，该桁架承担换流站平台在海运状态、就位状态的所有荷载；在垂直于三个横舱壁方向的轴线位置，设置大型实腹式型钢梁，直接承担设备荷载。但是该阀厅首层结构梁跨度超过30米以上，结构整体刚度较弱，抵抗变形能力差，不利于设备运行；并且平台海运时，环境荷载全部依靠两个“A型”桁架承担，桁架斜撑端部荷载过大，支撑柱的冲剪强度不够。因此，该结构形式只适合近距离海运，即严格限制海洋的风浪条件，远距离海运不适用。

第二种如图3所示，直流阀厅调整到第一层甲板，在三个横舱壁位置设置多层小桁架，兼顾海运支撑、就位支撑的需求；在垂直于三个横舱壁方向的轴线位置，设置小桁架减少主梁计算跨度。该阀厅结构为了小桁架的斜撑角度有效发挥作用，主柱之间需要增加不少中间立柱，既增加了工程量又增加了碰撞的可能性；并且复杂节点位置增多，节点的建造工作量成倍增加，节点板的消耗大大增加；阀厅底部、顶部之间的多层桁架体系受力时，主要是底部两层桁架发挥主要作用，顶部桁架对整体结构贡献不大，增加了底部桁架的截面尺寸。

发明内容

本发明的目的是：提供一种海上换流站阀厅结构体系，以满足海运状态、就位状态不同工况的复杂和极端载荷，同时减小建造工作量。

为了实现上述目的，本发明提供了一种海上换流站阀厅结构体系，包括围成阀厅的交流层甲板、一层甲板、纵舱壁和横舱壁，所述纵舱壁垂直于所述横舱壁，所述横舱壁、所述纵舱壁上均布置有阀厅首层甲板梁与阀厅顶层甲板梁，所述阀厅顶层甲板梁布置在所述交流层甲板的下侧，所述阀厅首层甲板梁布置在所述一层甲板的上侧，所述阀厅首层甲板梁与所述一层甲板之间布置有第一桁架；所述横舱壁上于阀厅的各海运支撑点处、就位支撑点处均设置有立柱，相邻的两个所述立柱之间还连接有第一斜拉杆。

优选地，所述第一斜拉杆具有位于所述一层甲板与所述阀厅首层甲板梁之间的支撑段，所述支撑段形成所述第一桁架的斜杆件。

优选地，相邻两个所述立柱之间还连接有第二斜拉杆，所述第二斜拉杆与所述第一斜拉杆平行布置，所述第二斜拉杆布置在所述第一斜拉杆的上侧。