【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包括风力发电机的用于进行海上发电的组件。其还涉及一种建造所述组件的方法。
技术介绍
1、迄今为止，大多数海上底部固定式风力发电机包括将涡轮机塔架固定在其上的单桩或管架。在较小程度上，还存在一些重力基础结构(gbs)的例子。
2、管架由焊接在一起并且具有0.5与1.5m之间的典型直径的钢管构成。它们能够承受水平和垂直的较大的力，并且允许进入较大的水深。然而，管架必须是特别定制的并且尤其是在批量生产和安装方面是十分昂贵的。
3、单桩被海上风电行业公认为是用于批量安装风力发电机的一种经济的底部固定式方案，因此在可能的情况下是优选的。它们的每次安装mw成本可以大大小于管架，它们的供应链和制造工序是完全不同的。
4、然而，单桩具有它们自身的限制。首先，可有效获得的最大直径当前约为10-11m。因此，由于它们相对较为细长，单桩局限于浅水区，并且基于可用的安装船、土壤和当地气候条件与30-40m以上水深的管架相比通常不具备竞争力。最大/最长的单桩也是沉重的并且难以在陆地上操作并输送到海上场地，并且最终难以通过打桩或钻孔/灌浆来安装。
5、为了承受风力发电机上的风和/或海浪和海流施加的水平作用力以及由于风力发电机重量和单桩重量而产生的垂直作用力，要求单桩根据地底特性具有特定的穿透深度。
6、最近，提出了使用锚固在海床中并且环绕单桩的结构，以在没有垂直摩擦的情况下引导单桩。这种结构帮助组件承受水平作用力。其允许在一定程度上减小穿透深度并且减小单桩直径。然而，垂直作用力仍
7、由于单桩的垂直承载力主要归因于地底与单桩的外周和内周之间的摩擦，因此仍然需要特定的穿透深度。
8、作为变型，单桩可包括负压桶(suction bucket)，但是其可能不适于任何土壤条件，特别是硬土层。
9、此外，在组件位于地震区的情况下，地震会使土壤部分液化，极大地减小摩擦。作为结果，可能需要额外的穿透深度来防止单桩沉降或倒塌。
10、出于上述原因，根据当地条件(水深、土壤特性、地震活动性)，不能使用单桩，或者可以使用但是仍然昂贵，对电力成本具有负面影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是降低海上发电的成本。
2、为此，本专利技术提出了一种用于进行海上发电的组件，其包括：
3、风力发电机；以及
4、沿着垂直的轴线延伸并且适于完全支撑所述风力发电机的单桩，该单桩包括适于插入到海床中的下端部，该下端部包括以轴线为中心的外管体并且限定单桩的内容积；
5、下端部还包括：
6、以轴线为中心并且在内容积中延伸的内管体，该内管体限定与轴线垂直的下部开口，并且内管体和外管体限定环形容积；
7、焊接在内管体上并且封闭下部开口的盖板；以及
8、在环形容积中延伸并且焊接在内管体和外管体上的多个翼板，该翼板在环形容积中限定多个隔室，该隔室分别沿着轴线延伸并且限定适于允许海床的部分进入隔室的下部入口。
9、在其他的实施方式中，组件包括单独地或以任何技术上可行的组合考虑的一个或多个以下特征：
10、翼板分别相对于轴线在径向平面中延伸并且围绕轴线均匀分布；
11、所述多个翼板包括数量为4至8的翼板；
12、每个翼板包括将外管体连接至内管体的最下侧边缘和最上侧边缘，最下侧边缘和最上侧边缘相对于轴线倾斜并且朝向内管体逐渐降低；
13、外管体具有径向厚度，翼板具有在外管体的径向厚度的40％与60％之间的厚度；
14、内管体具有外直径并且外管体具有外直径，内管体的外直径在外管体的外直径的25％与75％之间；
15、内管体具有比外管体的外直径更小的轴向延伸量；
16、盖板具有圆形形状；
17、内管体限定内容积，下端部还包括位于内容积中并且适于相对于沿着轴线的压缩和弯曲加固盖板的加固元件；
18、加固元件包括延伸穿过内容积并且在轴向视图中形成网格的板；
19、内管体、外管体、翼板和盖板包括具有大于355mpa的屈服强度的钢；
20、组件包括海底管架，其包括：
21、适于锚固在海床中并且围绕轴线环绕单桩的结构；以及
22、固定在结构上并且围绕轴线环绕单桩并同时可相对于单桩垂直地自由移动的中心引导件，结构适于抵抗由于单桩的弯曲运动而通过单桩施加在中心引导件上的水平载荷；
23、管架还包括固定在结构上并且围绕轴线环绕单桩并同时可相对于单桩垂直地自由移动的下部中心引导件，结构适于抵抗通过单桩施加在下部中心引导件上的水平载荷；
24、中心引导件包括：
25、以一定间隙环绕单桩的环；以及
26、位于环与单桩之间并且围绕轴线成角度地分布的多个摩擦垫。
27、本专利技术还提出了一种用于建造上述的组件的方法，其包括以下步骤：
28、获得外管体和内管体；
29、将内管体定位在由外管体限定的内容积中，外管体是水平的，并且内管体以轴线为中心；以及
30、将翼板焊接在内管体和外管体上，并且将盖板焊接在内管体上。
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1.一种用于进行海上发电的组件(10)，其包括：
2.根据权利要求1所述的组件(10)，其中，所述翼板(62)分别相对于所述轴线(V)在径向平面(74)中延伸并且围绕所述轴线(V)均匀分布。
3.根据权利要求1或2所述的组件(10)，其中，所述多个翼板(62)包括数量为4至8的翼板(62)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的组件(10)，其中，每个所述翼板(62)包括将所述外管体(52)连接至所述内管体(56)的最下侧边缘(76)和最上侧边缘(78)，所述最下侧边缘(76)和所述最上侧边缘(78)相对于所述轴线(V)倾斜并且朝向所述内管体(56)逐渐降低。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的组件(10)，其中，所述外管体(52)具有径向厚度(E1)，所述翼板(62)具有在所述外管体(52)的所述径向厚度(E1)的40％与60％之间的厚度(E2)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的组件(10)，其中，所述内管体(56)具有外直径(D2)并且所述外管体(52)具有外直径(D1)，所述内管体(56)的所述外直径(D2
7.根据权利要求6所述的组件(10)，其中，所述内管体(56)具有比所述外管体(52)的所述外直径(D1)更小的轴向延伸量(H2)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的组件(10)，其中，所述盖板(60)具有圆形形状。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的组件(10)，其中，所述内管体(56)限定内容积(66)，所述下端部(38)还包括位于所述内容积(66)中并且适于相对于沿着所述轴线(V)的压缩和弯曲加固所述盖板(60)的加固元件(64)。
10.根据权利要求9所述的组件(10)，其中，所述加固元件(64)包括延伸穿过所述内容积(66)并且在轴向视图中形成网格的板(80)。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的组件(10)，其中，所述内管体(56)、所述外管体(52)、所述翼板(62)和所述盖板(60)包括具有大于355MPa的屈服强度的钢。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的组件(10)，其还包括海底管架(18)，其包括：
13.根据权利要求12所述的组件(10)，其中，所述管架(18)还包括固定在所述结构(20)上并且围绕所述轴线(V)环绕所述单桩(14)并同时可相对于所述单桩(14)垂直地自由移动的下部中心引导件(40)，所述结构(20)适于抵抗通过所述单桩(14)施加在所述下部中心引导件(40)上的水平载荷(F3)。
14.根据权利要求12或13所述的组件(10)，其中，所述中心引导件(22)包括：
15.一种用于建造根据权利要求1-14中任一项所述的组件(10)的方法，其包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于进行海上发电的组件(10)，其包括：
2.根据权利要求1所述的组件(10)，其中，所述翼板(62)分别相对于所述轴线(v)在径向平面(74)中延伸并且围绕所述轴线(v)均匀分布。
3.根据权利要求1或2所述的组件(10)，其中，所述多个翼板(62)包括数量为4至8的翼板(62)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的组件(10)，其中，每个所述翼板(62)包括将所述外管体(52)连接至所述内管体(56)的最下侧边缘(76)和最上侧边缘(78)，所述最下侧边缘(76)和所述最上侧边缘(78)相对于所述轴线(v)倾斜并且朝向所述内管体(56)逐渐降低。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的组件(10)，其中，所述外管体(52)具有径向厚度(e1)，所述翼板(62)具有在所述外管体(52)的所述径向厚度(e1)的40％与60％之间的厚度(e2)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的组件(10)，其中，所述内管体(56)具有外直径(d2)并且所述外管体(52)具有外直径(d1)，所述内管体(56)的所述外直径(d2)在所述外管体(52)的所述外直径(d1)的25％与75％之间。
7.根据权利要求6所述的组件(10)，其中，所述内管体(56)具有比所述外管体(52)的所述外直径(d1)更小的轴向延伸量(h2)。
8.根据权利要求1-7中任一项所...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗索瓦·布努尔，
申请(专利权)人：道达尔能源一技术公司，
类型：发明
国别省市：
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