[发明专利]一种顺应式海上风力发电机基础结构系统

权利要求书

1.一种顺应式海上风力发电机基础结构系统，其特征在于：包括风力发电机下部的浮式桩腿系统及具有呈线性延伸特性的斜拉索系统，所述浮式桩腿系统的上部系泊连接点与风力发电机系统连接；

所述浮式桩腿系统包括浮式桩腿、铰接连接装置，桩腿锚定装置和系泊连接点，所述浮式桩腿为倒椎型筒形钢结构，所述系泊连接点位于海面附近或高于海面并与风机扇叶不发生干涉的位置，所述桩腿锚定装置与海床固定连接，所述浮式桩腿下部设置的所述铰接连接装置与所述桩腿锚定装置相连接；

所述具有呈线性延伸特性的斜拉索系统包括3条以上以系泊连接点为中心放射状均匀布置的具有呈线性延伸特性的高强度的斜拉索，每条斜拉索均配有斜拉索锚固装置和张紧连接装置，所述斜拉索的下端通过所述斜拉索锚固装置与海床固定，所述斜拉索的上端通过所述张紧连接装置与系泊连接点连接，所述斜拉索的延伸率不大于在可使用载荷时的4％。所述斜拉索配有消除其自重的浮力系统,使所述斜拉索尽可能减少自重下垂量。

2.根据权利要求1所述的顺应式海上风力发电机基础结构系统，其特征在于，在所述浮式桩腿的上部一定范围设有浮体结构，所述浮体结构内部为压载水舱,所述浮体结构的浮力等于风机总质量的60％至80％和浮式桩腿的总质量之和。

3.根据权利要求1所述的顺应式海上风力发电机基础结构系统，其特征在于，所述浮式桩腿在其根部一定高度范围设有配重，使浮式桩腿的重心位于浮心的下方。

4.根据权利要求1所述的海上风力发电机顺应式基础结构系统，其特征在于，所下半部分的长度不小于上半部分的长度。

5.根据权利要求1-4任一所述的顺应式海上风力发电机基础结构系统，其特征在于，所述浮式桩腿系统适用于60-150米水深。

6.根据权利要求1-4任一所述的顺应式海上风力发电机基础结构系统，其特征在于，所述风力发电机为垂直轴风力发电机。

7.一种降低海上风力发电机系统综合成本的方法，其特征在于，通过铰接连接装置将风力发电机下部的浮式桩腿固定在海床，所述浮式桩腿底部的铰接连接装置与海床固定连接，使所述浮式桩腿不会发生横向和纵向位移，设置呈线性延伸的斜拉索系统围绕浮式桩腿上的系泊连接点将所述浮式桩腿固定在海床上，采用斜拉索系统形成的线性弹簧的约束性支撑系统与由浮式铰接坐底桩腿形成的质量体，组成一个两自由度的类振子系统，形成海上风力发电机顺应式基础结构的支撑系统，在外部载荷的作用下，所述海上风电顺应式基础结构的支撑系统会产生一定幅值的纵摇与横摇顺应性的简单摇摆，通过这种摇摆运动，由惯性力平衡所述浮式桩腿上巨大的环境载荷，大大减低通常需要通过结构的内力来进行的平衡。

通过张紧连接装置将所述斜拉索系统的斜拉索与所述浮式桩腿连接，通过浮力系统消除所述斜拉索的自重,使所述斜拉索尽可能减少自重下垂量。

8.利用权利要求1-6任一所述述顺应式海上风力发电机基础结构系统构建的海上养殖空间，其特征在于，包括所述顺应式基础结构系统，在所述顺应式基础结构系统的至少3个斜拉索上固定深海养殖的围栏，将每个固定在斜拉索上的围栏营造封闭空间用于海养殖活动。