[发明专利]一种具有补偿功能的系泊系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种具有补偿功能的系泊系统及其控制方法，涉及海洋工程领域，包括锚链、提链装置、止链装置、万向导向装置、受力传感器、姿态传感器、控制系统；提链装置、止链装置安装在风机基础上表面，万向导向装置安装在风机基础下表面；锚链一端绕设在提链装置上，锚链另一端依次穿设在止链装置、万向导向装置后连接在海底上；受力传感器安装在止链装置上，姿态传感器安装在锚链上；万向导向装置包括导向组件，导向组件上设有万向组件；控制系统分别与提链装置、止链装置、万向导向装置电性连接。本系泊系统及其控制方法能使锚链被绷紧状态或者松弛状态得到补偿性缓冲，有效保护锚链，同时，使海上漂浮式风机基础更加稳定，不易发生倾斜。

技术领域

本发明涉及海洋工程领域，尤其涉及一种具有补偿功能的系泊系统及其控制方法。

背景技术

近年来，随着陆上、近海的风电资源开发逐渐饱和，深远海的风电开发成为未来风电发展的趋势。但随着水深的增加以及近岸资源开发趋于饱和，固定式风机基础的劣势明显，漂浮式风机基础便成为最佳选择。但是发展漂浮式风机面临许多技术上的挑战，欧洲早在十多年前就进行了海上浮式样机试验，积攒了丰富的设计经验，可现在仍没有大批量的投产。漂浮式风机采用系泊系统将其固定在海床上，在风和波浪的作用下，风机平台在一定范围内运动。

现有的系泊系统包括提链装置(锚机)、导向轮、锚链及锚固装置。提链装置安装在漂浮式风机的平台上，用于直线往复收放和张紧锚链。导向轮安装在漂浮式风机的平台周缘，用于锚链的导向。锚链用于连接提链装置与锚固装置。锚固装置安装在海底，用于将漂浮式风机固定在在海床上。目前使用较多的锚固型式是吸力桩锚和吸力埋置式板锚。由于现有的系泊系统不具备补偿功能，在恶劣天气下，巨大的风浪使得锚链容易随海浪、波浪的摆动而损坏导向轮，甚至导致漂浮式风机发生倾斜翻倒，存在巨大的安全隐患。因此，急需设计一款能够跟随锚链摆动而调整位置，在无波浪无外力作用下能够复位，具有一定补偿功能的系泊系统。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种具有补偿功能的系泊系统。

本发明的目的之二在于提供一种具有补偿功能的系泊控制方法。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：一种具有补偿功能的系泊系统，包括用于将海上漂浮式风机基础固定在海面上的锚链、用于收放锚链的提链装置、用于制动锁紧锚链的止链装置、用于根据锚链的运动轨迹而多方向调整锚链摆动轨迹的万向导向装置、用于检测锚链受力情况的受力传感器、用于检测锚链的运动轨迹的姿态传感器、用于控制所述提链装置、止链装置、万向导向装置运作的控制系统；

所述提链装置、止链装置安装在海上漂浮式风机基础的上表面，所述万向导向装置安装在海上漂浮式风机基础的下表面；所述锚链的一端绕设在提链装置上，锚链的另一端依次穿设在止链装置、万向导向装置后连接在海底上；所述受力传感器安装在所述止链装置上，所述姿态传感器安装在锚链上；所述万向导向装置包括导向组件，所述导向组件上设有用于调整导向组件摆动方向的万向组件；所述万向组件包括至少两个用于驱动导向组件摆动的动力装置，每个动力装置控制导向组件一个摆动方向；

所述控制系统分别与所述提链装置、止链装置、万向导向装置电性连接，所述控制系统根据锚链的受力情况与运动轨迹控制所述提链装置、止链装置、万向导向装置运作从而调整锚链的收放或/和摆动方向。

进一步地，所述止链装置包括链架基座、锁链组件；所述链架基座上设有导链槽，所述导链槽的底部设有锚链孔；所述锁链组件安装在链架基座上，所述锁链组件包括上压块、下压块和气缸，所述下压块固定在所述导链槽的底部，所述上压块位于下压块的上方，上压块的一端活动枢接在所述导链槽之间，上压块的另一端有连接柱，所述气缸的动力输出端与所述连接柱传动连接；所述锚链从提链装置伸出后穿入所述链架基座的导链槽内，并伸入所述上压块与所述下压块之间，最后从链架基座上锚链孔穿出；通过控制所述气缸的伸缩杆伸缩，带动上压块靠近或者远离下压块以锁紧或松开锚链。