[发明专利]一种海上半潜式漂浮风机基础

说明书

本发明公开了一种海上半潜式漂浮风机基础，包括外围立柱(1)、中心立柱(5)、撑杆(4)及底座浮体，所述外围立柱和所述中心立柱安装在底座浮体上，所述底座浮体为具有三个分支的Y型结构，所述分支包括连梁(3)和垂荡板(2)，各分支的连梁一端连接成一体，另一端向外辐射并连接所述垂荡板，各连梁的连接中点竖直安装所述中心立柱，各分支的垂荡板上分别向外倾斜安装所述外围立柱，且每个分支与其上安装的外围立柱、撑杆组成一组结构物，各组结构物独立设置，相邻组结构物之间呈120°旋转对称或者关于其中纵剖面对称。本发明整体兼顾了漂浮式风机的建造、调试、运输、安装和运维，并实现漂浮式风电场的降本增效。

技术领域

本发明涉及海上漂浮式风电，特别是一种海上半潜式漂浮风机基础。

背景技术

为实现碳中和的目标，我国正积极向清洁能源转型，海上风电是大力发展的新能源之一。随着近浅海可开发区域机位的逐渐饱和，由浅到深、由固定式到漂浮式转型成为海上风电发展的必然趋势。目前世界上80％的海上风资源位于水深超过60m的海域，深远海风能密度是近海的将近4倍，潜在的开发空间非常广阔。

漂浮式风机基础包括单立柱式、半潜式、张力腿式、驳船式。半潜式风机基础适用于50m以上水深，它通过多根立柱提供稳性，水线面面积相对较小。半潜式风机基础在垂直面内运动的固有周期较大，能够避开波浪的主要能量范围，因此相应运动的幅值较小。在水平面内的运动主要通过系泊系统来限制。半潜式风机基础的吃水具有更大的灵活性，可在码头或船坞完成风机安装，再一同拖运到风场，降低海上安装成本。

海上风电即将进入平价时代，当前最现实的问题依然是降低海风成本。业内普遍认为，面向深远海的漂浮式风机基础将成为继风机大型化之后，海上风电的主要降本方式。由于深远海的水深限制和离岸距离增加，风机基础在运输和安装方面遭遇了极大的挑战，这也加剧了漂浮式海上风电成本的居高不下。

中国专利申请CN108146588A公开了一种海上漂浮式风电基础结构，其通过三个立柱、一个中心浮筒及桁架组成Y型结构。这种结构虽然能够通过中心浮筒降低重心，提高结构稳性，并通过立柱提高结构整体的水线面面积，增加水线面刚度，进而降低结构纵荡运动幅度，提高有效发电时间，但是，由于其立柱底部无支撑，使得其结构强度受限，且其立柱垂直于水面安装，并通过较长的中心浮筒提升结构稳性，在风暴天气时，其水线面的面积矩及水线面刚度的增加受限，在一定倾角下的回复力矩较小，不能满足深远海对风机基础的强度、稳性要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有漂浮式风机基础的强度、稳性不足，本发明提供一种海上半潜式漂浮风机基础，其不仅能在满足浮体稳性和运动性能要求的前提下，兼顾漂浮式风机的建造、调试、运输、安装和运维等施工方案，实现漂浮式风电场的降本增效，而且能提高风机基础的强度、稳性。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种海上半潜式漂浮风机基础，包括外围立柱、中心立柱、撑杆，所述外围立柱安装在所述中心立柱的外围，并经所述撑杆连接所述中心立柱，其特征在于：

所述外围立柱和所述中心立柱安装在底座浮体上，所述底座浮体为具有三个分支的Y型结构，所述分支包括连梁和垂荡板，各分支的连梁一端连接成一体，另一端向外辐射并连接所述垂荡板，各连梁的连接中点竖直安装所述中心立柱，各分支的垂荡板上分别安装所述外围立柱，且每个分支与其上安装的外围立柱、撑杆组成一组结构物，各组结构物独立设置，相邻组结构物之间呈120°旋转对称或者关于其中纵剖面对称；

所述外围立柱向外倾斜安装，倾斜角度为10-30°。