一种新型风电基础防冲刷结构制造技术

本发明专利技术公开了一种新型风电基础防冲刷结构，包括翼型导流结构、护圈结构、桩基主体，所述翼型导流结构和所述护圈结构套设在所述桩基主体上，且所述翼型导流结构位于和所述护圈结构上，所述护圈结构贴近海床，所述翼型导流结构的内部设置有回转空腔，所述回转空腔从所述翼型导流结构的前端延伸至其后端，所述回转空腔的前端设置有进水口，所述进水口上设置有滤网，所述回转空腔的尾端设置有出水孔。本发明专利技术可有效减少马蹄形漩涡和尾迹涡流，减小局部冲刷强度。冲刷强度。冲刷强度。

【技术实现步骤摘要】
一种新型风电基础防冲刷结构


[0001]本专利技术涉及海上水平轴风力发电机基础，特别是海上单桩式风电基础及漂浮式风力发电机桩锚基础，具体为一种新型风电基础防冲刷结构。

技术介绍

[0002]风电作为优质的可再生资源已经得到了大力的发展。目前风电装备存在有往陆上往海上发展的趋势，相比陆上风电，海上风电的风资源更好，同样的，海上风电的机组也会面临更恶劣的环境。风点场建成后，风机基础受到浪、流等水动力载荷的作用，周围会出现较为剧烈的局部冲刷现象，这会导致水流受基础的阻拦作用，在基础附近形成涡流，将泥沙从基础附近淘掘并冲走，形成冲刷坑，使基础裸露在外的体积增大，带来严重的安全隐患。单桩基础附近的流畅大致可分为四类，如图12所示，分为桩前壅水、马蹄形漩涡、向下射流和尾迹涡流，其中马蹄形漩涡是导致桩前冲刷，尾迹涡流主要导致桩后冲刷，因此寻求一种有效减小马蹄形漩涡和尾迹涡流的装置，达到减小局部冲刷强度的目的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种可有效减少马蹄形漩涡和尾迹涡流，减小局部冲刷强度的新型风电基础防冲刷结构。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种新型风电基础防冲刷结构，包括翼型导流结构、护圈结构、桩基主体，所述翼型导流结构和所述护圈结构套设在所述桩基主体上，且所述翼型导流结构位于和所述护圈结构上，所述护圈结构贴近海床，所述翼型导流结构的内部设置有回转空腔，所述回转空腔从所述翼型导流结构的前端延伸至其后端，所述回转空腔的前端设置有进水口，所述进水口上设置有滤网，所述回转空腔的尾端设置有出水孔。
[0005]进一步地：所述翼型导流结构包括上盖板、下盖板、翼型壳体、隔板，所述上盖板设置在所述翼型壳体的顶部，所述下盖板设置在所述翼型壳体的底部，所述翼型壳体内部为中空结构，所述中空结构通过所述隔板分隔成两个相互对称且独立的所述回转空腔。
[0006]进一步地：所述护圈结构包括底部和顶部，所述底部呈圆形结构，所述顶部呈翼型结构，所述顶部的形状和所述下盖板的形状相同，所述底部的边缘和所述顶部的边缘之间形成曲面坡，所述下盖板和所述顶部连接，所述底部贴近海床。
[0007]进一步地：所述上盖板开设有定位孔，所述翼型壳体内设置有安装孔，所述下盖板开设有通孔，所述顶部设置有限位孔，所述底部设置有与所述限位孔连通的连接孔，所述定位孔、安装孔、通孔、限位孔、连接孔沿竖向位于同一直线上，所述桩基主体从上到下依次穿过所述定位孔、安装孔、通孔、限位孔、连接孔，所述桩基主体的外周与所述定位孔之间及所述桩基主体的外周与所述连接孔之间设置有轴承。
[0008]进一步地：所述安装孔位于两个所述回转空腔之间。
[0009]进一步地：所述曲面坡从所述顶部的边缘扩展延伸至所述底部的边缘。
[0010]进一步地：每个所述回转空腔包括空腔前段、空腔中段、空腔后段，所述空腔中段呈半圆弧形，所述安装孔位于两个所述空腔中段之间，所述空腔中段的两端分别连通所述空腔前段的尾端和所述空腔后段的前端，所述进水口设置在所述空腔前段的前端，所述出水孔设置在所述空腔后段的尾端。
[0011]进一步地：每个所述空腔后段的尾端设置有多个所述出水孔，多个所述出水孔呈两列排布。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0013]1.通过将翼型导流结构和护圈结构套设在桩基主体上，且翼型导流结构位于护圈结构上，护圈结构贴近海床，翼型导流结构的内部设置有回转空腔，回转空腔从翼型导流结构的前端延伸至其后端，回转空腔的前端设置有进水口，进水口上设置滤网，回转空腔的尾端设置出水孔，采用适用于高雷诺数情况的翼型导流结构作为外形，有良好的水动力性能，使水流流经桩基主体的流动分离点延至翼型导流结构的尾端，从而抑制卡门涡街的形成，避免了桩基主体周围产生圆柱绕流的尾迹涡流，有效减小了桩基主体的来流方向后方的冲刷量，达到防冲刷目的，当正前方来流时，来流从进水口经滤网进入回转空腔，再从回转空腔尾端的出水孔排出，通过滤网，可吸收来流的部分能量，通过回转空腔，可进一步减小来流的流速，从而利用回转空腔进一步减小翼型导流结构两外侧的流体的流量和向下射流的强度，且回转空腔可降低通过翼型导流结构中部的水流的流速，以达到减小冲刷的目的，由于翼型导流结构中部的流体可以沿回转空腔流过整个翼型导流结构，可产生强度较小的马蹄形漩涡并减弱向下射流强度。
[0014]2.通过将护圈结构的顶部设置为翼型，将护圈结构的底部设置为圆形，顶部和翼型导流结构连接，底部贴近海床，底部的边缘和顶部的边缘之间形成曲面坡，且曲面坡从顶部的边缘扩展延伸至底部的边缘，来流时，水流被曲面坡的坡度分为上下两部分，上层流体沿曲面坡的坡度向上形成射流，与局部冲刷的向下射流相抵消，与此同时下层流体沿海床和护圈结构的缝隙流动，由护圈结构的底部贴近海床，给马蹄形漩涡形成预留的空间小，可有效降低马蹄形漩涡的强度，从而减小桩基主体前的冲刷量。
[0015]3.通过在上盖板开设有定位孔，翼型壳体内设置有安装孔，下盖板开设有通孔，顶部设置有限位孔，底部设置有与限位孔连通的连接孔，桩基主体从上到下依次穿过定位孔、安装孔、通孔、限位孔、连接孔，桩基主体的外周与定位孔之间及桩基主体的外周与连接孔之间设置有轴承。使得本专利技术的防冲刷结构可以对准来流方向。类似于单点系泊的风机，本防冲刷结构根据来流方向的不同产生力矩差，从而自发的对准来流方向。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的结构示意图一；
[0017]图2为本专利技术的结构示意图二；
[0018]图3为本专利技术的结构分解示意图；
[0019]图4为本专利技术的翼型导流结构和护圈结构连接的结构示意图；
[0020]图5为本专利技术的翼型导流结构的结构示意图一；
[0021]图6为本专利技术的翼型导流结构的结构示意图二；
[0022]图7为本专利技术的翼型导流结构的内部结构示意图；
[0023]图8为图7的俯视图；
[0024]图9为本专利技术的护圈结构的结构示意图；
[0025]图10为本专利技术的护圈结构的侧视图；
[0026]图11为本专利技术的护圈结构的仰视图；
[0027]图12为桩基主体附近局部扰动流场及冲刷形态示意图；
[0028]图13为来流方向改变时本专利技术的受力图；
[0029]图14为没有本专利技术的翼型导流结构影响的水平面流场图；
[0030]图15为在本专利技术的翼型导流结构影响下的水平面流场图；
[0031]图16为没有本专利技术的翼型导流结构影响的纵剖面流场图；
[0032]图17为在本专利技术的翼型导流结构影响下的纵剖面流场图；
[0033]图18为在本专利技术的护圈结构影响下的纵剖面流场图。
[0034]附图标记说明：1
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翼型导流结构，2
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护圈结构，3
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桩基主体，4
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回转空腔，5
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型风电基础防冲刷结构，其特征在于：包括翼型导流结构、护圈结构、桩基主体，所述翼型导流结构和所述护圈结构套设在所述桩基主体上，且所述翼型导流结构位于和所述护圈结构上，所述护圈结构贴近海床，所述翼型导流结构的内部设置有回转空腔，所述回转空腔从所述翼型导流结构的前端延伸至其后端，所述回转空腔的前端设置有进水口，所述进水口上设置有滤网，所述回转空腔的尾端设置有出水孔。2.根据权利要求1所述一种新型风电基础防冲刷结构，其特征在于：所述翼型导流结构包括上盖板、下盖板、翼型壳体、隔板，所述上盖板设置在所述翼型壳体的顶部，所述下盖板设置在所述翼型壳体的底部，所述翼型壳体内部为中空结构，所述中空结构通过所述隔板分隔成两个相互对称且独立的所述回转空腔。3.根据权利要求2所述一种新型风电基础防冲刷结构，其特征在于：所述护圈结构包括底部和顶部，所述底部呈圆形结构，所述顶部呈翼型结构，所述顶部的形状和所述下盖板的形状相同，所述底部的边缘和所述顶部的边缘之间形成曲面坡，所述下盖板和所述顶部连接，所述底部贴近海床。4.根据权利要求3所述一种新型风电基础防冲刷结构，其特征在于：所述上盖板开设有定位孔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝玉恒，周舒旎，倪远翔，王叶，董晔弘，王伟龙，刘智，高尔杰，豆兴杰，林诗媚，
申请(专利权)人：广东海装海上风电研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：