一种张力腿式漂浮风机基础及漂浮式风机制造技术

本发明专利技术涉及一种张力腿式漂浮风机基础及漂浮式风机。张力腿式漂浮风机基础包括主浮体结构、多个桁架梁结构以及连接在各桁架梁结构自由端的系泊机构，系泊机构用于与海底基础连接，主浮体结构的外周面上交替分布有多个安装面和多个增阻面，各桁架梁结构均一一对应的安装在各安装面上，各增阻面均为内凹曲面；主浮体结构内设置有配重舱室和调节舱室，所述配重舱室内填充有配重材料，所述调节舱室内可调装填有用于控制主浮体结构吃水深度的调节液；所述主浮体结构上还安装有凸出于各增阻面的阻尼板。通过采用本发明专利技术的张力腿式漂浮风机基础、漂浮式风机，增大了附连水质量和水动力阻尼，增强了主浮体结构的自稳性，抑制了主浮体结构的高频振动。

【技术实现步骤摘要】
一种张力腿式漂浮风机基础及漂浮式风机
本专利技术涉及海上风力发电
，特别是涉及一种张力腿式漂浮风机基础及漂浮式风机。
技术介绍
近年来，随着全球对清洁可再生能源需求的日益增长，风能已成为商业化程度最高的可再生清洁能源技术之一，并呈现出蓬勃发展的态势，而风力发电也逐渐从陆地走向海洋、从近海走向远海。然而，固定式的海上风机因为技术和经济问题，其运用被限制在50m水深以内的海域，为了获得更优质的风能以及拓展风能发展的空间资源，漂浮式风机技术近年来得到广泛关注。目前张力腿型浮体是漂浮式风机的主要基础形式之一。传统的张力腿型浮体主要服务于油气开采领域，其浮体上部结构所承受的水平方向作用力和首摇方向力矩并不明显，但是对于漂浮式风机而言，由于其风机结构高耸，在受到风载荷导致的较大推力、倾覆力矩和旋转风轮的旋转力矩作用下，则存在明显的水平面运动，包括纵荡运动、横荡运动和首摇运动。另外，现有的张力腿型浮体还容易产生高频振动和绷紧的张力腿颤振，进而造成浮体和张力腿的疲劳使用，降低使用寿命。此外，现有的张力腿型浮体还存在抵抗水平面运动阻尼不足、自稳性较差等问题，这严重的影响了张力腿型漂浮式风机的性能。鉴于上述情况，设计一款新型的张力腿式漂浮风机基础及漂浮式风机成为一个亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种张力腿式漂浮风机基础，用于解决现有技术中漂浮式风机的结构设计不合理，影响漂浮式风机使用性能的技术问题。本专利技术的目的还在于提供一种应用上述张力腿式漂浮风机基础的漂浮式风机。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种张力腿式漂浮风机基础，采用如下的技术方案：一种张力腿式漂浮风机基础包括主浮体结构、多个桁架梁结构以及连接在各桁架梁结构自由端的系泊机构，所述系泊机构用于与海底基础连接，所述主浮体结构的外周面上交替分布有多个安装面和多个增阻面，各桁架梁结构均一一对应的安装在各安装面上，各增阻面均为内凹曲面；所述主浮体结构内设置有配重舱室和调节舱室，所述配重舱室内填充有配重材料，所述调节舱室内可调装填有用于控制主浮体结构吃水深度的调节液；所述主浮体结构上还安装有凸出于各增阻面的阻尼板。进一步地，所述系泊机构包括拉杆结构和绳链结构，所述拉杆结构与桁架梁结构垂直设置，所述绳链结构与桁架梁结构所形成的夹角为钝角。进一步地，所述绳链结构包括绳链以及设置在桁架梁结构自由端的布锚箱，所述绳链用于将桁架梁结构与海底基础连接，所述布锚箱内安装有用于收放绳链的卷链装置。进一步地，所述拉杆结构包括张力腿，所述张力腿的两端均采用球铰的方式分别与桁架梁结构和海底基础连接。进一步地，所述主浮体结构内设置有加强构件，所述加强构件包括加强板和加强筋。进一步地，所述加强板有多个，各加强板垂直交叉布置并将主浮体结构的内腔分隔为多个子腔体，所述加强筋固定在所述的加强板上。进一步地，所述配重舱室位于主浮体结构的底部，所述调节舱室位于配重舱室的上方。进一步地，所述桁架梁结构为锥型，桁架梁结构尺寸较大的一端与安装面固定连接、尺寸较小的一端构成所述的自由端并伸向外侧。进一步地，还包括过渡浮体结构，所述过渡浮体结构设置在主浮体结构的顶部并用于安装风电设备。本专利技术还提供了一种漂浮式风机，漂浮式风机采用如下的技术方案：一种漂浮式风机包括风电设备以及安装在风电设备下方的张力腿式漂浮风机基础，张力腿式漂浮风机基础包括主浮体结构、多个桁架梁结构以及连接在各桁架梁结构自由端的系泊机构，所述系泊机构用于与海底基础连接，所述主浮体结构的外周面上交替分布有多个安装面和多个增阻面，各桁架梁结构均一一对应的安装在各安装面上，各增阻面均为内凹曲面；所述主浮体结构内设置有配重舱室和调节舱室，所述配重舱室内填充有配重材料，所述调节舱室内可调装填有用于控制主浮体结构吃水深度的调节液；所述主浮体结构上还安装有凸出于各增阻面的阻尼板。进一步地，所述系泊机构包括拉杆结构和绳链结构，所述拉杆结构与桁架梁结构垂直设置，所述绳链结构与桁架梁结构所形成的夹角为钝角。进一步地，所述绳链结构包括绳链以及设置在桁架梁结构自由端的布锚箱，所述绳链用于将桁架梁结构与海底基础连接，所述布锚箱内安装有用于收放绳链的卷链装置。进一步地，所述拉杆结构包括张力腿，所述张力腿的两端均采用球铰的方式分别与桁架梁结构和海底基础连接。进一步地，所述主浮体结构内设置有加强构件，所述加强构件包括加强板和加强筋。进一步地，所述加强板有多个，各加强板垂直交叉布置并将主浮体结构的内腔分隔为多个子腔体，所述加强筋固定在所述的加强板上。进一步地，所述配重舱室位于主浮体结构的底部，所述调节舱室位于配重舱室的上方。进一步地，所述桁架梁结构为锥型，桁架梁结构尺寸较大的一端与安装面固定连接、尺寸较小的一端构成所述的自由端并伸向外侧。进一步地，还包括过渡浮体结构，所述过渡浮体结构设置在主浮体结构的顶部并用于安装风电设备。本专利技术实施例一种张力腿式漂浮风机基础、一种漂浮式风机与现有技术相比，其有益效果在于：通过采用本专利技术的张力腿式漂浮风机基础、漂浮式风机，由于在主浮体结构的外周侧设置有增阻面，增阻面能够增大与水的接触面积，并增大附连水质量和水动力阻尼，这样当主浮体结构发生水平运动时，海水会对主浮体结构施加与运动方向相反的作用力，从而起到减缓水平运动的作用。另外，本专利技术的主浮体结构内部设置有配重舱室和调节舱室，填充在配重舱室内的配重材料能够调节重心位置，从而使得主浮体结构的重心低于浮心，增强了主浮体结构的自稳性，避免了系泊结构断裂后主浮体结构容易发生倾覆的问题。而通过向调节舱室内装填不同量的调节液则能够对主浮体结构的吃水深度进行调节，使得主浮体能够满足不同工作状态下浸没深度的要求。由于本专利技术的阻尼板要凸出各增阻面，当主浮体结构上下浮动时，阻尼板和海水之间能够形成相互挡止，从而起到抑制主浮体结构上下浮动的作用，进而抑制了主浮体结构的高频振动，避免了疲劳使用。本专利技术中桁架梁结构一方面起到了增加系泊机构的作用力臂，增加了回复力矩，另一方面还具有结构轻便的特性，减少了整体用钢量，降低了成本。进一步地，通过设置拉杆结构和绳链结构，拉杆能够起到限制竖直方向运动的作用，而绳链结构能够起到限制水平方向运动的作用，进一步保证了结构的稳定性。克服了传统张力腿型浮式风机自稳性差，容易倾覆，水平运动约束不足等缺点。附图说明图1是本专利技术实施例的漂浮式风机的整体结构示意图；图2是本专利技术实施例的漂浮式风机的张力腿式漂浮风机基础整体结构示意图；图3是图2的局部放大图；图4是本专利技术实施例的漂浮式风机的桁架梁结构自由端结构示意图。图中，1-风电设备，2-风机基础，201-主浮体结构，202-桁架梁结构，203-拉杆结构，204-绳链结构，205-圆台座，206-支撑圆柱，207-输出电缆，208-增阻面，209-安装面，210-阻尼板，211-布锚箱。具体实施方式下面结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种张力腿式漂浮风机基础，其特征在于：包括主浮体结构(201)、多个桁架梁结构(202)以及连接在各桁架梁结构(202)自由端的系泊机构，所述系泊机构用于与海底基础连接，所述主浮体结构(201)的外周面上交替分布有多个安装面(209)和多个增阻面(208)，各桁架梁结构(202)均一一对应的安装在各安装面(209)上，各增阻面(208)均为内凹曲面；所述主浮体结构(201)内设置有配重舱室和调节舱室，所述配重舱室内填充有配重材料，所述调节舱室内可调装填有用于控制主浮体结构(201)吃水深度的调节液；所述主浮体结构(201)上还安装有凸出于各增阻面(208)的阻尼板(210)。/n

【技术特征摘要】
1.一种张力腿式漂浮风机基础，其特征在于：包括主浮体结构(201)、多个桁架梁结构(202)以及连接在各桁架梁结构(202)自由端的系泊机构，所述系泊机构用于与海底基础连接，所述主浮体结构(201)的外周面上交替分布有多个安装面(209)和多个增阻面(208)，各桁架梁结构(202)均一一对应的安装在各安装面(209)上，各增阻面(208)均为内凹曲面；所述主浮体结构(201)内设置有配重舱室和调节舱室，所述配重舱室内填充有配重材料，所述调节舱室内可调装填有用于控制主浮体结构(201)吃水深度的调节液；所述主浮体结构(201)上还安装有凸出于各增阻面(208)的阻尼板(210)。


2.根据权利要求1所述的张力腿式漂浮风机基础，其特征在于：所述系泊机构包括拉杆结构(203)和绳链结构(204)，所述拉杆结构(203)与桁架梁结构(202)垂直设置，所述绳链结构(204)与桁架梁结构(202)所形成的夹角为钝角。


3.根据权利要求2所述的张力腿式漂浮风机基础，其特征在于：所述绳链结构(204)包括绳链以及设置在桁架梁结构(202)自由端的布锚箱(211)，所述绳链用于将桁架梁结构(202)与海底基础连接，所述布锚箱(211)内安装有用于收放绳链的卷链装置。


4.根据权利要求2所述的张力腿式漂浮风机基础，其特征在于：所述拉杆结构(203)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈嘉豪，裴爱国，马兆荣，杨敏冬，林敬华，庞程燕，汤东升，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44