一种浅水海上漂浮式风机系泊系统技术方案

本发明专利技术公开了一种浅水海上漂浮式风机系泊系统，包括风机、设于风机下方的浮体基础以及设于浮体基础四周的多组系泊结构，每组系泊结构包括至少一个系泊结构单元，每个系泊结构单元包括锚链、浮筒组件和若干配重组件，锚链的上端与浮体基础固定连接，其下端固定于海底；浮筒组件固设于靠近浮体基础的锚链上，用于给锚链提供竖直向上的浮力，该浮力大于此处锚链受到的竖直向下作用力；各配重组件均固设于浮筒组件与锚链下端之间的锚链上，用于给锚链提供竖直向下的拉力。本发明专利技术利用浮筒改变锚链形状，优化系泊结构的回复力；同时锚链装有配重块，增加锚链单位长度密度，提升悬链线效应，增加系泊刚度，可减少用钢量和锚链长度，节省制造和施工成本。省制造和施工成本。省制造和施工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种浅水海上漂浮式风机系泊系统


[0001]本专利技术涉及海上风力发电
，具体涉及一种浅水海上漂浮式风机系泊系统。

技术介绍

[0002]中国海上风资源丰富，海上风电开发潜力在20亿千瓦以上，绝大部分处于50m水深以上区域。漂浮式风机在深远海相比固定式风机更具有工程经济性，并随着水深增加其经济优势更加凸显。一般来说，40
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60m水深的海域属浅水区域。我国现有的漂浮式风机示范工程项目基本都处于该水深范围内。
[0003]由于水深影响，漂浮式风机的系泊结构在浅水环境的设计难度较高，极大地增加了漂浮式风机的建造成本。浅水环境下，悬链线式系泊方案由于锚链悬挂在水中的长度过短，很难依靠自身质量形成悬链线效应，较难为风机提供足够的回复力，容易导致风机位移超过安全范围。张紧式系泊方案适用于浅水环境，但是该方案成本较高，且国内目前没有厂家可以生产供永久系泊使用的人工合成缆绳，也没有安装经验。
[0004]面对由水深过浅引起的海上漂浮式风机的系泊问题，一般采用增加锚链系泊半径，提高锚链单位密度的方法，使得锚链悬挂在水中的长度增加，重量变大，从而保证系泊结构在漂浮式风机偏移时提供足够的回复力。这种方法需要使用较长的锚链，制造成本高昂，并且施工也会更加复杂。
[0005]基于上述情况，本专利技术提出了一种浅水海上漂浮式风机系泊系统，可有效解决以上问题。

技术实现思路

[0006]为了解决浅水漂浮式风机悬链线式系泊方案系泊半径大、悬链线效应小的问题，本专利技术提出了一种浅水海上漂浮式风机系泊系统。本专利技术应用场景为浅水范围，利用浮筒改变锚链形状，优化系泊结构的回复力；同时锚链装有配重块，增加锚链单位长度密度，提升悬链线效应，增加系泊刚度，可减少用钢量和锚链长度，节省制造和施工成本。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案实现：
[0008]一种浅水海上漂浮式风机系泊系统，包括风机、设于风机下方的浮体基础以及设于浮体基础四周的多组系泊结构，每组系泊结构包括至少一个系泊结构单元，每个系泊结构单元包括：
[0009]锚链，所述锚链的上端与浮体基础固定连接，其下端固定于海底；
[0010]浮筒组件，所述浮筒组件固设于靠近浮体基础的锚链上，用于给锚链提供竖直向上的浮力，该浮力大于此处锚链受到的竖直向下作用力；以及
[0011]若干配重组件，各所述配重组件均固设于浮筒组件与锚链下端之间的锚链上，用于给锚链提供竖直向下的拉力。
[0012]优选的是，所述浮筒组件和配重组件均通过连接卡扣与锚链固定连接，连接卡扣
包括两个对称布置的卡扣面板以及两端分别与两个卡扣面板固定连接的若干连接杆。
[0013]进一步优选的是，所述浮筒组件包括浮筒，浮筒底部连接有连接缆，连接缆通过环形扣形成一个连接环与连接锚链相连，连接锚链另一端与锚链固定连接。
[0014]更进一步优选的是，所述浮筒完全浸没于海水中，且距离水面有一定距离。
[0015]进一步优选的是，每个所述配重组件包括配重块、一端与配重块顶部固定连接且另一端与锚链固定连接的连接锚链。
[0016]更进一步优选的是，所述配重块为密度高于海水密度的实心物体。
[0017]优选的是，每组所述系泊结构包括两个对称布置的系泊结构单元，两个系泊结构单元的上端与浮体基础相交于一处。
[0018]优选的是，所述浮筒组件与锚链下端之间的锚链分为悬空于海水中的悬挂段和平铺于海底上的平躺段，悬挂段和平躺段上均配置有若干配重组件。
[0019]优选的是，所述锚链上端与浮式基础通过系泊设备连接，用于约束浮体基础的偏移。
[0020]优选的是，所述锚链下端通过锚或者锚桩固定于海底。
[0021]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0022]浮筒组件改变锚链原有布置形状，靠近浮体基础与浮筒组件之间的锚链与水平面之间的夹角变小，锚链水平方向上的拉力增加，可有效提升系泊结构在水平方向上的刚度，避免漂浮式风机在风浪的作用下产生过大的偏移。
[0023]悬挂段的配重组件增加锚链的单位长度密度，有效提升悬链线式系泊结构的悬链线效应，增加锚链的预应力和系泊结构的回复力。避免锚链在低预应力产生张紧
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松弛现象和冲击载荷，降低锚链的疲劳载荷和极限载荷。
[0024]锚能承受较大的水平拉力，而在向上的拉力的作用下容易发生走锚现象。平躺段安装配重块，增加锚链重力，避免锚链在浮体基础的拉扯下产生对锚向上的拉力从而导致锚固失效。
[0025]配重块可采用混凝土结构，相对使用大直径长锚链的布置方案，混凝土造价更加便宜且耐腐蚀性好，节省建造成本。
附图说明
[0026]图1为本专利技术整体示意图；
[0027]图2为本专利技术的系泊结构示意图；
[0028]图3为本专利技术的浮筒组件示意图；
[0029]图4为本专利技术的配重组件示意图；
[0030]图5为本专利技术的连接卡扣内部示意图；
[0031]图6为本专利技术的锚链和连接卡扣装配示意图。
[0032]附图标记：1、风机；2、浮体基础；3、系泊结构；3
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1、锚链；3
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2、浮筒组件；3
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3、配重组件；3
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4、连接卡扣；3
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21、浮筒；3
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22、连接缆；3
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23、环形扣；3
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24、连接锚链； 3
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31、配重块；3
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41、卡扣面板；3
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42、连接杆。
具体实施方式
[0033]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
[0034]如图1所示，本专利技术是一种浅水海上漂浮式风机系泊系统，涉及海上风力发电
该体系包括风机1、浮体基础2和设于浮体基础2四周的多组系泊结构3。风机1的叶轮在风的作用下旋转带动内部齿轮箱和发电机旋转，将风能转换为电能。浮体基础2为整个漂浮式风机提供浮力，保证风机在正常工作过程中不产生倾覆，内部电气设备不浸入水中。系泊结构3约束漂浮式风机在风、浪、流等环境载荷的作用下处于安全的运动范围内，不产生过大的偏移距离。每组所述系泊结构3包括两个对称布置的系泊结构单元，两个系泊结构单元的上端与浮体基础2相交于一处。
[0035]如图2所示，系泊结构单元包括锚链3
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1，浮筒组件3
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2和配重组件3
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3。锚链3...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浅水海上漂浮式风机系泊系统，包括风机(1)、设于风机(1)下方的浮体基础(2)以及设于浮体基础(2)四周的多组系泊结构(3)，其特征在于，每组系泊结构(3)包括至少一个系泊结构单元，每个系泊结构单元包括：锚链(3
‑
1)，所述锚链(3
‑
1)的上端与浮体基础(2)固定连接，其下端固定于海底；浮筒组件(3
‑
2)，所述浮筒组件(3
‑
2)固设于靠近浮体基础(2)的锚链(3
‑
1)上，用于给锚链(3
‑
1)提供竖直向上的浮力，该浮力大于此处锚链(3
‑
1)受到的竖直向下作用力；以及若干配重组件(3
‑
3)，各所述配重组件(3
‑
3)均固设于浮筒组件(3
‑
2)与锚链(3
‑
1)下端之间的锚链(3
‑
1)上，用于给锚链(3
‑
1)提供竖直向下的拉力。2.根据权利要求1所述的浅水海上漂浮式风机系泊系统，其特征在于：所述浮筒组件(3
‑
2)和配重组件(3
‑
3)均通过连接卡扣(3
‑
4)与锚链(3
‑
1)固定连接，连接卡扣(3
‑
4)包括两个对称布置的卡扣面板(3
‑
41)以及两端分别与两个卡扣面板(3
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41)固定连接的若干连接杆(3
‑
42)。3.根据权利要求1或2所述的浅水海上漂浮式风机系泊系统，其特征在于：所述浮筒组件(3
‑
2)包括浮筒(3
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21)，浮筒(3
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21)底部连接有连接缆(3
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【专利技术属性】
技术研发人员：钮新强，刘玉亮，刘海波，段斐，喻飞，张顺，苏毅，刘爽，金乾，邹尤，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：