一种可迁移的海上风电浮式基础制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可迁移的海上风电浮式基础，该基础包括海上风电浮式基础，包括浮式平台和系泊系统，浮式平台将小水线面的立柱和大水线面的浮箱结合设计，保证了基础的稳定性；锚固基础利用压载重和裙板提供的摩擦阻力提供抗拔力，中心可灌砂压载、下部带裙板的结构使其可拖航至作业水域，并可通过堆载和内外压差贯入海床，施工方便；锚固基础可通过自身浮力上浮至海面，便于海上风电浮式基础进行迁移，可使风机多地重复利用，同时浮箱与锚固基础内部通过分舱板划分为多个分舱室，在安装、作业及拆除过程中，可通过分舱室调节海上风电浮式基础的重心及浮心位置，控制结构姿态，便于施工与作业。便于施工与作业。便于施工与作业。

【技术实现步骤摘要】
一种可迁移的海上风电浮式基础


[0001]本技术属于海上风电基础领域，具体来说涉及一种可迁移的海上风电浮式基础。

技术介绍

[0002]随着石油的持续消耗，能源危机日益突出，海上风能作为一种可再生的清洁能源，成为缓解全球能源紧张形势的新方向。安装在浅水域的海上风力机通常使用固定式基础，而在深海区域内，考虑到波浪、海流、海风、内波等多种环境荷载的强度相较于近海大幅增强，传统固定式基础的建造与安装成本将变得十分昂贵，因此，浮式基础成为一种解决深水问题切实有效的方案。
[0003]目前，海上风电浮式基础主要包括三种型式，分别为：半潜型、Spar型以及TLP型浮式基础。半潜型浮式基础主体由多个立柱与浮筒构成，通过系泊系统完成定位。立柱间距较大，使得回复力矩较大，利于提高结构稳性。但是半潜型浮式基础位于水线面下的浮筒尺度较大，会受到更大的波浪载荷，导致其纵荡运动幅值加大。Spar型浮式基础主体为一底部加压载的钢制圆筒，通过辐射式系泊系统与海底桩基相连。由于结构底部有压载重量，其重心位于浮心之下，稳性较佳。但是Spar型浮式基础的小水线面积使得纵摇、横摇运动幅值较大，对其上部风力机的发电性能可能造成一定的影响。TLP型浮式基础主体由塔柱与浮筒构成，通过其底部的张力筋腱与海底桩基相连。收紧张力筋腱，使其吃水加大，浮力大于结构重力。剩余浮力由张力筋腱上的张力相抵消，使得结构稳定，结构运动幅值较小。与其他浮式基础相比，有限的平台运动有望减少塔柱和叶片上的结构载荷，特别是对于悬链系泊系统不适用的场地而言，TLP型浮式风力机拥有较好的应用前景。但现有TLP型风力机基础普遍采用桩基础与吸力式基础的型式，一旦就位作业后不易再次迁移，施工难度大，迁移成本颇高。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可迁移的海上风电浮式基础。
[0005]本技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种可迁移的海上风电浮式基础，包括浮式平台和系泊系统；
[0007]所述浮式平台包括立柱和若干浮箱；所述浮箱辐射状对称布置于所述立柱下部周围；所述浮箱内部设置有第一分舱板，所述第一分舱板将所述浮箱内部划分为多个分舱室，每个分舱室均设有可进行水气置换的阀门；
[0008]所述系泊系统包括锚固基础和若干组系泊线；
[0009]所述锚固基础内部设置有四块竖直排布的分隔板，分隔板内部围成中心堆载槽，分隔板与锚固基础的外壁之间形成舱室，在舱室内设置有第二分舱板，第二分舱板将舱室划分为多个分舱室，每个分舱室均设有可进行水气置换的阀门；所述锚固基础底部设置有
内裙板和外裙板。
[0010]所述系泊线每组对应一个浮箱，其上端与所述浮箱底部连接，下端与所述锚固基础的上表面连接；
[0011]在上述技术方案中，所述立柱上端通过法兰与风机塔筒相连。
[0012]在上述技术方案中，所述立柱为具有空腔的圆筒状结构，直径为6-10m，高度为15-25m，壁厚为50-100mm。
[0013]在上述技术方案中，所述浮箱数量为4，呈十字形排布，立柱位于十字形的中心处。
[0014]在上述技术方案中，所述浮箱的长度为8-12m，宽度为3-7m，高度为5-9m，壁厚为10-20mm。
[0015]在上述技术方案中，所述第一分舱板沿竖直方向设置，将浮箱分为内舱室和外舱室。
[0016]在上述技术方案中，所述沉垫基础横截面呈正方形，边长为20-30m。
[0017]在上述技术方案中，所述中心堆载槽的横截面呈正方形边长为8-12m，高度为4-6m。
[0018]在上述技术方案中，所述内裙板和外裙板的高度为4-6m。
[0019]一种可迁移的海上风电浮式基础的作业方法，按照下列步骤进行：
[0020](1)先将所述浮式平台和所述系泊系统分别在陆地预制完成，将风机塔筒在所述浮式平台上安装稳定，将安装有风机塔筒的所述浮式平台拖航运输至作业海域，同时将系泊系统拖航运输至作业海域，在系泊线上端设置浮标球，使系泊线上端浮于水面；
[0021](2)通过水气置换阀门向所述锚固基础的分舱室内注水，使所述锚固基础失去浮力下沉，并通过中心堆载和内外压差的方式将所述锚固基础嵌入海底固定；
[0022](3)按照浮标球指示位置将所述系泊线上端锚固于所述浮箱，对所述系泊线进行10％～50％预张拉，以平衡所述浮式平台的浮力，使所述系泊线处于张紧状态；
[0023](4)通过水气置换阀门向所述浮箱内部的分舱室注水，使安装有风机塔筒的所述浮式平台失去部分浮力下沉，下沉至设计吃水位置时，对系泊线完成剩余50％～90％的预张拉，以平衡所述浮式平台的浮力；
[0024](5)通过对所述浮箱分舱室内注水或抽水，调整海上风电浮式基础的重心及浮心位置；
[0025](6)当对海上风电浮式基础进行迁移时，通过水气置换阀门向所述浮箱内部的分舱室注水，使安装有风机塔筒的所述浮式平台失去部分浮力下沉，撤销所述系泊线张力，将所述浮箱与所述系泊线分离；
[0026](7)移除所述锚固基础的中心堆载，将所述锚固基础分舱室中的水体通过水气置换阀门逐步排出，使所述锚固基础通过浮力上浮至海面；
[0027](8)将安装有风机塔筒的所述浮式平台与所述系泊系统拖航运输至目标海域，再次进行安装并作业。
[0028]本技术的优点和有益效果为：
[0029]1、本技术的海上风电浮式基础，其浮式平台将小水线面的立柱和大水线面的浮箱结合设计，确保基础在拖航时由大水线面浮箱提供足够浮稳性，同时风机在位状态浮箱潜入水下，小线水面的立柱受到波浪荷载影响小，保证基础的稳定性。
[0030]2、本技术的海上风电浮式基础，其系泊系统的锚固基础利用压载重和裙板提供的摩擦阻力提供抗拔力，为系泊线定位，锚固基础为中心可灌砂压载、下部带裙板的结构，较大的水线面使其可拖航至作业水域，并可通过堆载和内外压差贯入海床，施工方便。
[0031]3、本技术的海上风电浮式基础，其系泊系统的锚固基础为空心结构，可通过自身浮力上浮至海面，便于海上风电浮式基础进行迁移，可使风机多地重复利用，同时浮箱与锚固基础内部通过分舱板划分为多个分舱室，在安装、作业及拆除过程中，可通过分舱室调节海上风电浮式基础的重心及浮心位置，控制结构姿态，便于施工与作业。
附图说明
[0032]图1是本技术中一种可迁移的海上风电浮式基础的立体结构示意图；
[0033]图2是本技术中一种可迁移的海上风电浮式基础的主视图；
[0034]图3是本技术中一种可迁移的海上风电浮式基础的俯视图。
[0035]图4是本技术中浮式平台的透视结构示意图。
[0036]图5是本技术中锚固基础的底部结构示意图。
[0037]图6是本技术中锚固基础的内部透视结构示意图。
[0038]其中：1为立柱，2为浮箱，3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可迁移的海上风电浮式基础，其特征在于：包括浮式平台和系泊系统；所述浮式平台包括立柱和若干浮箱；所述浮箱辐射状对称布置于所述立柱下部周围；所述浮箱内部设置有第一分舱板，所述第一分舱板将所述浮箱内部划分为多个分舱室，每个分舱室均设有可进行水气置换的阀门；所述系泊系统包括锚固基础和若干组系泊线；所述锚固基础内部设置有四块竖直排布的分隔板，分隔板内部围成中心堆载槽，分隔板与锚固基础的外壁之间形成舱室，在舱室内设置有第二分舱板，第二分舱板将舱室划分为多个分舱室，每个分舱室均设有可进行水气置换的阀门；所述锚固基础底部设置有内裙板和外裙板；所述系泊线每组对应一个浮箱，其上端与所述浮箱底部连接，下端与所述锚固基础的上表面连接。2.根据权利要求1所述的一种可迁移的海上风电浮式基础，其特征在于：所述立柱上端通过法兰与风机塔筒相连。3.根据权利要求1所述的一种可迁移...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘润，蔡润博，练继建，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：