用于漂浮式风力涡轮机平台的壳体制造技术

一种用于半潜式风力涡轮机平台的能够漂浮在水体上并支撑风力涡轮机的壳体包含中心基座和从所述中心基座径向向外延伸的至少三个底梁。每个底梁具有主梁部分和立柱底座部分，其中所述立柱底座部分被配置成在其上支撑所述壳体的外部立柱，且其中所述主梁部分在其中限定第一压载隔室。所述第一压载隔室与所述壳体漂浮在其中的所述水体中的水流体连通。

A shell for a floating wind turbine platform

A housing for semi submersible wind turbine platform capable of floating on water and supporting wind turbines includes a central base and at least three bottom beams extending outwardly from the central base. Each bottom beam has a main beam part and a column base part, wherein the column base part is configured to support the external column of the shell, and the main beam part defines the first ballast compartment therein. The first ballast compartment is connected with the water fluid in the water body floating in the case.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于漂浮式风力涡轮机平台的壳体相关申请的交叉参考本申请要求2015年4月20日提交的美国临时申请号62/149,947的权益，所述临时申请的公开内容以引用的方式并入本文中。
技术介绍
本专利技术大体上涉及风力涡轮机平台。具体地说，本专利技术涉及一种用于漂浮式风力涡轮机平台的改良壳体。用于将风能转换成电力的风力涡轮机是已知的，且为电力公司提供了一种替代能源。在陆地上，大型风力涡轮机组(通常有数百台风力涡轮机)可一起放置在一个地理区域中。这些大型风力涡轮机组可能会产生不当的高级别的噪音，且可能被视为不美观。由于例如山丘、树林和建筑物之类的障碍物的缘故，这些基于陆地的风力涡轮机可能无法获得最佳气流。风力涡轮机组也可位于海上，但是靠近海岸在水深允许风力涡轮机固定地附接到海床上的基础的位置。在海上，到风力涡轮机的气流不大可能因为各种障碍物(即，例如山丘、树林和建筑物)的存在而受到干扰，从而产生更高的平均风速和更大的动力。将风力涡轮机附接到这些靠近海岸的位置处的海床所需要的基础相对昂贵，且可能只能在相对浅的深度(例如至多大约45米的深度)实现。美国国家可再生能量实验室已经确定，美国海岸线吹来的在30米或更大深度的水上的风具有大约3,200TWh/yr能量容量。这等效于美国总能量用量大约3,500TWh/yr的大约90％。大部分海上风力资源处在离岸37公里与93公里之间，其中水深超过60米。风力涡轮机在这样的深水中的固定基础在经济上不大可能实行的。这个局限性使得有人开发了用于风力涡轮机的漂浮式平台。已知漂浮式风力涡轮机平台是由钢形成的，且是基于海上油气产业开发的技术。然而，本领域中始终需要一种具有改良浮力的漂浮式风力涡轮机平台壳体。
技术实现思路
本专利技术大体上涉及漂浮式风力涡轮机平台。具体地说，本专利技术涉及一种用于漂浮风力涡轮机平台的改良壳体，其中所述壳体具有改良浮力。在一个实施例中，用于半潜式风力涡轮机平台的能够漂浮在水体上并在其上支撑风力涡轮机的壳体包含中心基座和从中心基座径向向外延伸的至少三个底梁。每个底梁具有主梁部分和立柱底座部分，其中所述立柱底座部分被配置成在其上支撑壳体的外部立柱，且其中所述主梁部分在其中限定第一压载隔室。第一压载隔室与壳体漂浮在其中的水体中的水流体连通。在另一实施例中，用于半潜式风力涡轮机平台的能够漂浮在水体上并在其上支撑风力涡轮机的壳体包含中心基座和从中心基座径向向外延伸的至少三个底梁。每个底梁的形状基本上是圆柱形且具有基本上圆形的横向截面。当读取附图时，本领域的技术人员从优选实施例的以下详细描述，本专利技术的各种方面将变得显而易见。附图说明图1是根据本专利技术的包含改良壳体的漂浮式风力涡轮机平台的正视图。图1A是图1中所示出的漂浮式风力涡轮机平台的替代实施例的一部分的放大正视图，其示出了垂直轴线风力涡轮机。图2是图1中所示出的改良漂浮式风力涡轮机平台的透视图。图3是图1和图2中所示出的改良漂浮式风力涡轮机平台的分解透视图。图4是图1和图2中所示出的壳体的第二实施例的透视图。图5是图4中所示出的底座的透视图。图6是沿着图1的线6-6截取的截面视图。图7是图1和图2中所示出的改良壳体的一部分的截面视图。图8是沿着图6的线8-8截取的截面视图。图9是图8中所示出的底梁的替代实施例的截面视图。图10是沿着图7的线10-10截取的截面视图。图11是沿着图7的线11-11截取的截面视图且示出底梁。图12是图6中所示出的中心基座的放大截面视图。图13是图1和2中所示出的壳体的第三实施例的透视图。具体实施方式现在将偶然参考本专利技术的具体实施例描述本专利技术。然而，本专利技术可用不同形式来具体实施，且不应解释为限于本文所陈述的实施例。确切地说，提供这些实施例是为了使得本专利技术将是透彻且完整的，且这些实施例将把本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。参考附图，特别是图1，示出锚定于水体BW床层的漂浮式风力涡轮机系统或平台10的第一实施例。在所示出的实施例中，漂浮式风力涡轮机平台10被示出为锚定于海床S。应理解，海床可以是漂浮式风力涡轮机平台10将在其中投入工作的任何水体的床层。所示出的漂浮式风力涡轮机平台10包含支撑塔14的改良基础或壳体12，下文将详细描述。塔14支撑风力涡轮机16。壳体12是半潜式的，且其被构造和配置成漂浮、半潜在水体中。通常，壳体12的下部部分可潜在大约30ft到大约100ft范围内的深度(大约9.1m到大约30.5m)。因此，当壳体12漂浮、半潜在水中时，壳体12的一部分将在水以上，而壳体12的一部分仍在水线WL以下。如本文中所使用，水线WL被定义为水面与漂浮式风力涡轮机平台10接触时所形成的粗略估计线。系泊线18可附接到漂浮式风力涡轮机平台10且进一步附接到锚，例如海床S中的锚20，以限制漂浮式风力涡轮机平台10在水体上的移动。如下文将更详细地描述，且最佳示出于图2中，所示出的壳体12可由从中心基座24径向向外延伸且提供浮力的三个底梁22形成。当被组装在一起时，底梁22和中心基座24限定底座25。将内部或中心立柱26安装到中心基座24上且将三个外部立柱28安装在底梁22的远端或其附近。中心立柱26和外部立柱28向外(当查看图1和图2时，向上)且垂直于底梁22延伸，并且同样提供浮力。中心立柱26和外部立柱28的纵向轴线也基本上平行。另外，中心立柱26支撑塔14。支撑构件或顶梁30从中心立柱26径向延伸并连接到中心立柱26，并且也连接到外部立柱28中的每一个。将塔14安装到中心立柱26上。如果需要，可将进出通道或过道32附接到每个顶梁30。可通过围绕塔14的底座的全部或一部分安装的连接过道或塔接入平台32a来连接每个过道32。可将爬梯33安装到中心立柱26和外部立柱28中的一个或多个上。在本文所示出的实施例中，风力涡轮机16是水平轴线风力涡轮机。或者，风力涡轮机可以是垂直轴线风力涡轮机，例如图1A中所示出的16'。风力涡轮机16的大小将基于漂浮式风力涡轮机平台10锚定位置处的风力条件以及所需电力输出来变化。举例而言，风力涡轮机16可具有大约5MW的输出。或者，风力涡轮机16可具有从大约1MW到大约10MW范围内的输出。风力涡轮机16包含可旋转轮轴34。至少一个转子叶片36连接到轮轴34且从轮轴34向外延伸。轮轴34可旋转地连接到发电机(未示出)。发电机可通过变压器(未示出)和水下电力电缆21(如图1中所示出)连接到电网(未示出)。在所示出的实施例中，转子具有三个转子叶片36。在其它实施例中，转子可具有多于或少于三个转子叶片36。机舱37与轮轴34相对地附接到风力涡轮机16。如图3中所示出，中心基座24包含上壁24a、下壁24c和三个径向向外延伸的支腿38。每个支腿38包含端壁38a和相对侧壁38c，端壁38a限定基本上垂直的连接面，底梁22将附接到所述基本上垂直的连接面。在所示出的实施例中，中心基座24包含三个支腿38。或者，中心基座24可包含四个或更多个支腿，用于附接四个或更多个底梁22。所示出的中心基座24由预应力钢筋混凝土形成且可包含内部中心腔室(未示出)。每个支腿38也可包含内部支腿腔室(未示出)。任何所需方法可被用来制造中心基座24，例如旋制混凝土方法利用常规混凝土模板来制造中心基座24，或在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于半潜式风力涡轮机平台的能够漂浮在水体上并支撑风力涡轮机的壳体，所述壳体包括：中心基座；和从所述中心基座径向向外延伸的至少三个底梁，所述壳体的特征在于：每个底梁具有主梁部分和立柱底座部分，其中所述立柱底座部分被配置成在其上支撑所述壳体的外部立柱，且其中所述主梁部分在其中限定第一压载隔室；且所述第一压载隔室与所述壳体漂浮在其中的所述水体中的水流体连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.20 US 62/149,9471.一种用于半潜式风力涡轮机平台的能够漂浮在水体上并支撑风力涡轮机的壳体，所述壳体包括：中心基座；和从所述中心基座径向向外延伸的至少三个底梁，所述壳体的特征在于：每个底梁具有主梁部分和立柱底座部分，其中所述立柱底座部分被配置成在其上支撑所述壳体的外部立柱，且其中所述主梁部分在其中限定第一压载隔室；且所述第一压载隔室与所述壳体漂浮在其中的所述水体中的水流体连通。2.根据权利要求1所述的用于半潜式风力涡轮机平台的壳体，进一步包含安装在所述中心基座和所述底梁中的每一个中的至少一个中的配水系统，其中所述第一压载隔室通过所述配水系统与所述壳体漂浮在其中的所述水体中的水流体连通。3.根据权利要求2所述的用于半潜式风力涡轮机平台的壳体，其中所述配水系统的部分安装在所述中心基座中和所述底梁中的每一个中。4.根据权利要求3所述的用于半潜式风力涡轮机平台的壳体，其中所述配水系统包含：形成于所述中心基座和底梁中的一个中的海水箱，所述海水箱对所述壳体漂浮在其中的所述水体中的水敞开；第一压载加注管道，其在所述海水箱与所述第一压载隔室中的每一个之间延伸；和水泵，其安装到所述海水箱与所述第一压载隔室中的每一个之间的所述第一压载加注管道上，所述水泵被配置成将水泵送进和泵送出所述第一压载隔室。5.根据权利要求4所述的用于半潜式风力涡轮机平台的壳体，其中所述中心基座具有限定在其中的水密泵室，且所述水泵和所述配水系统的一部分安装在所述水密泵室内。6.根据权利要求1所述的用于半潜式风力涡轮机平台的壳体，其中每个底梁的所述立柱底座部分通过水密舱壁与所述主梁部分隔开，且其中所述立柱底座部分在其中限定纵倾压载隔室。7.根据权利要求6所述的用于半潜式风力涡轮机平台的壳体，进一步包含安装在所述中心基座和所述底梁中的每一个中的至少一个中的配水系统，其中所述第一压载隔室和所述纵倾压载隔室通过所述配水系统与所述壳体漂浮在其中的所述水体中的水流体连通。8.根据权利要求7所述的用于半潜式风力涡轮机平台的壳体，其中所述配水系统的部分安装在所述中心基座中和所述底梁中的每一个中。9.根据权利要求8所述的用于半潜式风力涡轮机平台的壳体，其中所述配水系统包含：海水箱，其形成于所述中心基座和底梁中的一个中且对所述壳体漂浮在其中的所述水体中的水敞开，第一压载加注管道，其在所述海水箱与所述第一压载隔室中的每一个之间延伸；第二压载加注管道，其在所述海水箱与所述纵倾压载隔室中的每一个之间延伸；和水泵，其安装到所述海水箱与所述第一压载隔室和所述纵倾压载隔室中的每一个之间的所述第一和第二压载加注管道上，所述水泵被配置成将水泵送进和泵送出所述第一压载隔室和所述纵倾压载隔室。10.根据权利要求8所述的用于半潜式风力涡轮机平台的壳体，其中所述中心基座具有限定在其中的水密泵室，且所述水泵和所述配水系统的一部分安装在所述水密泵室内。11.根据权利要求9所述的用于半潜式风力涡轮机平台的壳体，其中所述配水系统被配置成将水选择性地泵送进和泵送出所述纵倾压载隔室中的任一个，且在所述纵倾压载隔室中的第一个与所述纵倾压载隔室中的第二和第三个中的至少一个之间选择性地泵送水。12.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·J·达格尔，A·M·维塞尔，M·德怀尔，
申请(专利权)人：缅因大学系统委员会，
类型：发明
国别省市：美国,US