CN209795767U - 一种海上风机基础分级浮式防撞设施 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海洋工程技术领域，尤其涉及一种海上风机基础分级浮式防撞设施，包括环绕所述海上风机基础设置的防撞架，所述防撞架的个数大于或等于二个，所述防撞架在海上风机基础的铅直方向上间隔设置，所述防撞架与水的比重小于1。本实用新型提供的海上风机基础分级浮式防撞设施通过分级防撞***，提高了防撞设施与海上基桩之间的兼容性，提高了防撞设施的适用范围，使其在潮差变化大的海域或截面改变的基础上也能起到良好的防撞效果；采用镂空结构，有效减小了波浪力、风载荷对海上基础的碰撞力；扩大了防撞设施的受力范围，提高了海上基础的防撞能力，避免由于撞击应力集中导致其破坏。

Description

一种海上风机基础分级浮式防撞设施

技术领域

本实用新型涉及海洋工程技术领域，尤其涉及一种海上风机基础分级浮式防撞设施。

背景技术

随着常规能源供需紧张，对环境污染严重，大力发展成熟清洁能源，降低环境持续恶化的压力，已经成为世界各国的共识。海上风电技术因具有节约土地、风切变小和靠近用电市场等天然优势，近年来得到了快速发展。随着海上风电场场址水深越来越深，与海上航线、传统渔场区域靠近交叉存在，船舶与海上风机基础发生碰撞的概率也随之大大增加。一旦发生碰撞事故，风机基础将可能发生失稳、倾斜等问题，影响风力发电机的正常运行，造成较大的发电量损失和安全风险。并且船舶也会因碰撞事故造成损伤，严重时可能发生沉船和燃料泄漏事件。

国内针对海上风机基础分级浮式防撞设施的研究较少，尤其是导管架、高桩承台等变截面基础型式的浮式防撞设施研究更是少有创新。目前，常见的海上风电基础浮式防撞设施结构简单、应用范围有限，安全防护性能较差。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能够提高海上风机基础防撞能力、有效减小防撞设施体积、减小防撞设施在波浪力的作用下对风机基础的荷载的海上风机基础分级浮式防撞设施。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种海上风机基础分级浮式防撞设施，包括环绕所述海上风机基础设置的防撞架，所述防撞架的个数大于或等于二个，所述防撞架在海上风机基础的铅直方向上间隔设置，所述防撞架与水的比重小于1。

在可选实施例中，所述海上风机基础上对应防撞架的最低安装位置低于或等于所在海域的低潮潮位。

在可选实施例中，所述防撞架的外形与对应的所在海上风机基础的安装位置的外形适配。

在可选实施例中，每两个相邻的所述防撞架在铅直方向上的距离相等。

在可选实施例中，所述防撞架自远离海上风机基础的一侧向靠近海上风机基础的一侧开设有通孔。

在可选实施例中，所述防撞架包括支架以及填充于支架内腔中比重小于1 的吸能材料。

在可选实施例中，所述支架由外向内包括防撞板和用以支撑防撞板的支撑架。

在可选实施例中，所述防撞板的外壁设有抗冲击复合层。

在可选实施例中，同一侧上的相邻两个所述防撞板之间通过连接件连接。

在可选实施例中，所述防撞板的表面为平面、曲面或不规则面。

本实用新型的有益效果在于：提供一种海上风机基础分级浮式防撞设施，包括环绕所述海上风机基础设置的防撞架，所述防撞架的个数设计为大于或等于二个，所述防撞架在海上风机基础的铅直方向上间隔设置，所述防撞架与水的比重小于1，使得防撞架能够跟随潮位沉浮，保证防撞架始终位于风机基础上的有效防撞位置，防撞架采用分级式，不同级的防撞架的外形与各自对应安装处的风机基础的外形适配，这样设计无论风机基础是等截面还是变截面结构，防撞架随潮位上升而上浮时，相邻的防撞架互相制约固定，从而保证其防撞功能的有效性；叠加后的防撞架可以进一步提高其抗撞击能力。安装前先测定海上风机基础的最高潮位和最低潮位，再将多级防撞架在铅直方向上对应不同潮位依次间隔安装，相邻两级防撞架之间的竖直距离根据所在海域的潮位变化及行船规格设计，进而提高防撞架的保护效果；位于最低安装位置的防撞架低于或等于所在海域的低潮潮位，即海域处于低潮潮位时，该防撞架对应设置或漂浮至该低潮海面位置；位于最高安装位置的防撞架优选为高于或等于所在海域的高潮潮位，即海域处于高潮潮位时，该防撞架对应设置或漂浮至该高潮海面位置；这样设计无论潮位如何变化，防撞架始终能够起到防护作用。将防撞架的外形设置与对应的所在海上风机基础的安装位置的外形适配，即防撞架的外形跟随海上风机基础的截面变化而改变，这样有利于撞击发生时海上风机基础的受力均匀。将每两个相邻的所述防撞架在铅直方向上的距离设计为相等，使其在铅直方向上均布，有利于提高不同级的防撞架叠加后的整体结构的稳定性，每级防撞架的沉浮高度应根据工程海域水文特性设计，才能保证防撞设施的有效性。通孔起到减轻防撞设施质量、提升浮力的作用，发生撞击时，通孔起到排水、导流的作用，减少波浪撞击对防撞架的作用面面积，进而提高防撞设施的有效性及使用寿命，同时可以降低风浪冲击时对防撞架的平衡性的影响。吸能材料主要是起到提高设施的浮力以及抗击撞击性能的作用，如具有高吸能、低密度、浮力好并且具有良好的修复性的聚乙烯材料。防撞架采用镂空式设计，防撞板与支撑架之间通过焊接或机械连接，提供防撞设施抗撞击能力的同时，节省了用料、减轻了质量。抗冲击复合层采用具有良好的防水性、防腐蚀性、弹性以及抗冲击性的材料制成，如FRP复合材料，进一步提高了防撞架的防撞性能。防撞板之间通过连接件连接，在现场安装时，根据不同海域、不同规格的风机基础选用不同长度的防撞板，再利用连接件固定连接，连接结构稳定、便于装卸维护及更换，连接结构优选为榫卯、螺栓等便于拆卸的冷连接结构。防撞板的表面根据风机基础的外形和洋流方向可设计为平面、曲面或不规则面，有利于改善防撞架的受力条件，提高其抗撞击性，延长其使用寿命。本实用新型提供的海上风机基础分级浮式防撞设施通过分级防撞***，提高了防撞设施与海上基桩之间的兼容性，提高了防撞设施的适用范围，使其在潮差变化大的海域或截面改变的基础上也能起到良好的防撞效果；采用镂空结构，有效减小了波浪力、风载荷对海上基础的碰撞力；扩大了防撞设施的受力范围，提高了海上基础的防撞能力，避免由于撞击应力集中导致其破坏。

附图说明

图1所示为本实用新型实施例的海上风机基础分级浮式防撞设施的低潮潮位的结构示意图；

图2所示为本实用新型实施例的海上风机基础分级浮式防撞设施的高潮潮位的结构示意图；

图3所示为本实用新型实施例的海上风机基础分级浮式防撞设施的俯视图；

图4所示为本实用新型实施例的防撞架的A-A断面图；

图5所示为本实用新型实施例的防撞架的B向视图；

图6所示为本实用新型实施例的连接件的结构示意图；

标号说明：

1-防撞架；

2-通孔；

3-防撞板；

4-支撑架；

5-连接件；

6-海上风机基础；

7-吸能材料。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本实用新型最关键的构思在于：通过分级防撞***，提高了防撞设施与海上基桩之间的兼容性，提高了防撞设施的适用范围，使其在潮差变化大的海域或截面改变的基础上也能起到良好的防撞效果。

请参照图1至图6所示，本实用新型的一种海上风机基础分级浮式防撞设施，包括环绕所述海上风机基础设置的防撞架，所述防撞架的个数大于或等于二个，所述防撞架在海上风机基础的铅直方向上间隔设置，所述防撞架与水的比重小于1。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：这样设计使得防撞架能够跟随潮位沉浮，保证防撞架始终位于风机基础上的有效防撞位置，防撞架采用分级式，不同级的防撞架的外形与各自对应安装处的风机基础的外形适配，这样设计无论风机基础是等截面还是变截面结构，防撞架随潮位上升而上浮时，相邻的防撞架互相制约固定，从而保证其防撞功能的有效性；叠加后的防撞架可以进一步提高其抗撞击能力。

进一步的，所述海上风机基础上对应防撞架的最低安装位置低于或等于所在海域的低潮潮位。

从上述描述可知，安装前先测定海上风机基础的最高潮位和最低潮位，再将多级防撞架在铅直方向上对应不同潮位依次间隔安装，相邻两级防撞架之间的竖直距离根据所在海域的潮位变化及行船规格设计，进而提高防撞架的保护效果；位于最低安装位置的防撞架低于或等于所在海域的低潮潮位，即海域处于低潮潮位时，该防撞架对应设置或漂浮至该低潮海面位置；位于最高安装位置的防撞架优选为高于或等于所在海域的高潮潮位，即海域处于高潮潮位时，该防撞架对应设置或漂浮至该高潮海面位置；这样设计无论潮位如何变化，防撞架始终能够起到防护作用。

进一步的，所述防撞架的外形与对应的所在海上风机基础的安装位置的外形适配。

从上述描述可知，将防撞架的外形设置与对应的所在海上风机基础的安装位置的外形适配，即防撞架的外形跟随海上风机基础的截面变化而改变，这样有利于撞击发生时海上风机基础的受力均匀。

进一步的，每两个相邻的所述防撞架在铅直方向上的距离相等。

从上述描述可知，将每两个相邻的所述防撞架在铅直方向上的距离设计为相等，使其在铅直方向上均布，有利于提高不同级的防撞架叠加后的整体结构的稳定性，设计时应保证每级防撞架的沉浮高度在某一固定范围区间，才能保证防撞设施的有效性。

进一步的，所述防撞架自远离海上风机基础的一侧向靠近海上风机基础的一侧开设有通孔。

从上述描述可知，通孔起到减轻防撞设施质量、提升浮力的作用，发生撞击时，通孔起到排水、导流的作用，减少撞击对防撞架的作用面面积，进而提高防撞设施的有效性及使用寿命，同时可以降低风浪冲击时对防撞架的平衡性的影响。

进一步的，所述防撞架包括支架以及填充于支架内腔中比重小于1的吸能材料。

从上述描述可知，吸能材料主要是起到提高设施的浮力以及抗击撞击性能的作用，如具有高吸能、低密度、浮力好并且具有良好的修复性的聚乙烯材料。

进一步的，所述支架由外向内包括防撞板和用以支撑防撞板的支撑架。

从上述描述可知，防撞架采用镂空式设计，防撞板与支撑架之间通过焊接或机械连接，提供防撞设施抗撞击能力的同时，节省了用料、减轻了质量。

进一步的，所述防撞板的外壁设有抗冲击复合层。

从上述描述可知，抗冲击复合层采用具有良好的防水性、防腐蚀性、弹性以及抗冲击性的材料制成，如FRP复合材料，进一步提高了防撞架的防撞性能。

进一步的，同一侧上的相邻两个所述防撞板之间通过连接件连接。

从上述描述可知，防撞板之间通过连接件连接，在现场安装时，根据不同海域、不同规格的风机基础选用不同长度的防撞板，再利用连接件固定连接，连接结构稳定、便于装卸维护及更换，连接结构优选为榫卯、螺栓等便于拆卸的冷连接结构。

进一步的，所述防撞板的表面为平面、曲面或不规则面。

从上述描述可知，防撞板的表面根据风机基础的外形和洋流方向可设计为平面、曲面或不规则面，有利于改善防撞架的受力条件，提高其抗撞击性，延长其使用寿命。

请参照图1至图6所示，本实用新型的实施例一为：一种海上风机基础分级浮式防撞设施，包括环绕所述海上风机基础6设置的防撞架1，所述防撞架1 的个数大于或等于二个，所述防撞架1在海上风机基础6的铅直方向上间隔设置，所述防撞架1与水的比重小于1。

请参照图1至图6所示，本实用新型的实施例二为：一种海上风机基础分级浮式防撞设施，包括环绕所述海上风机基础6设置的防撞架1，所述防撞架1 的个数为三个，所述防撞架1在海上风机基础6的铅直方向上间隔设置，每两个相邻的所述防撞架1在铅直方向上的距离相等，所述防撞架1与水的比重小于1。所述海上风机基础6上对应防撞架1的最低安装位置低于或等于所在海域的低潮潮位。

所述海上风机基础6呈上窄下宽的塔式结构，其截面为矩形，所述防撞架1 的外形与对应的所在海上风机基础6的安装位置的外形适配。所述防撞架1自远离海上风机基础6的一侧向靠近海上风机基础6的一侧开设有通孔2，所述通孔2的截面为圆形，所述通孔2在防撞架1上间隔设置。所述防撞架1包括支架以及填充于支架内腔中比重小于1的吸能材料7，所述吸能材料7为聚乙烯材料。

所述支架由外向内包括防撞板3和用以支撑防撞板3的支撑架4，所述防撞板3为钢板，所述支撑架4包括设置在相对两块钢板之间的横架和斜架。所述防撞板3的外壁设有抗冲击复合层，所述抗冲击复合层为FRP复合材料。同一侧上的相邻两个所述防撞板3之间通过连接件5连接，所述连接件5为螺栓连接。所述防撞板3的表面为平面。

综上所述，本实用新型提供一种海上风机基础分级浮式防撞设施，包括环绕所述海上风机基础设置的防撞架，所述防撞架的个数设计为大于或等于二个，所述防撞架在海上风机基础的铅直方向上间隔设置，所述防撞架与水的比重小于1，使得防撞架能够跟随潮位沉浮，保证防撞架始终位于风机基础上的有效防撞位置，防撞架采用分级式，不同级的防撞架的外形与各自对应安装处的风机基础的外形适配，这样设计无论风机基础是等截面还是变截面结构，防撞架随潮位上升而上浮时，相邻的防撞架互相制约固定，从而保证其防撞功能的有效性；叠加后的防撞架可以进一步提高其抗撞击能力。安装前先测定海上风机基础的最高潮位和最低潮位，再将多级防撞架在铅直方向上对应不同潮位依次间隔安装，相邻两级防撞架之间的竖直距离根据所在海域的潮位变化及行船规格设计，进而提高防撞架的保护效果；位于最低安装位置的防撞架低于或等于所在海域的低潮潮位，即海域处于低潮潮位时，该防撞架对应设置或漂浮至该低潮海面位置；位于最高安装位置的防撞架优选为低于或等于所在海域的高潮潮位，即海域处于高潮潮位时，该防撞架对应设置或漂浮至该高潮海面位置；这样设计无论潮位如何变化，防撞架始终能够起到防护作用。将防撞架的外形设置与对应的所在海上风机基础的安装位置的外形适配，即防撞架的外形跟随海上风机基础的截面变化而改变，这样有利于撞击发生时海上风机基础的受力均匀。将每两个相邻的所述防撞架在铅直方向上的距离设计为相等，使其在铅直方向上均布，有利于提高不同级的防撞架叠加后的整体结构的稳定性，设计时应保证每级防撞架的沉浮高度能够满足防撞吸能要求，才能保证防撞设施的有效性。通孔起到减轻防撞设施质量、提升浮力的作用，发生撞击时，通孔起到排水、导流的作用，减少波涛撞击对防撞架的作用面面积，进而提高防撞设施的有效性及使用寿命，同时可以降低风浪冲击时对防撞架的平衡性的影响。吸能材料主要是起到提高设施的浮力以及抗击撞击性能的作用，如具有高吸能、低密度、浮力好并且具有良好的修复性的聚乙烯材料。防撞架采用镂空式设计，防撞板与支撑架之间通过焊接或机械连接，提供防撞设施抗撞击能力的同时，节省了用料、减轻了质量。抗冲击复合层采用具有良好的防水性、防腐蚀性、弹性以及抗冲击性的材料制成，如FRP复合材料，进一步提高了防撞架的防撞性能。防撞板之间通过连接件连接，在现场安装时，根据不同海域、不同规格的风机基础选用不同长度的防撞板，再利用连接件固定连接，连接结构稳定、便于装卸维护及更换，连接结构优选为榫卯、螺栓等便于拆卸的冷连接结构。防撞板的表面根据风机基础的外形和洋流方向可设计为平面、曲面或不规则面，有利于改善防撞架的受力条件，提高其抗撞击性，延长其使用寿命。本实用新型提供的海上风机基础分级浮式防撞设施通过分级防撞***，提高了防撞设施与海上基桩之间的兼容性，提高了防撞设施的适用范围，使其在潮差变化大的海域或截面改变的基础上也能起到良好的防撞效果；采用镂空结构，有效减小了波浪力、风载荷对海上基础的碰撞力；扩大了防撞设施的受力范围，提高了海上基础的防撞能力，避免由于撞击应力集中导致其破坏。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种海上风机基础分级浮式防撞设施，其特征在于，包括环绕所述海上风机基础设置的防撞架，所述防撞架的个数大于或等于二个，所述防撞架在海上风机基础的铅直方向上间隔设置，所述防撞架与水的比重小于1。

2.根据权利要求1所述的海上风机基础分级浮式防撞设施，其特征在于，所述海上风机基础上对应防撞架的最低安装位置低于或等于所在海域的低潮潮位。

3.根据权利要求1所述的海上风机基础分级浮式防撞设施，其特征在于，所述防撞架的外形与对应的所在海上风机基础的安装位置的外形适配。

4.根据权利要求1所述的海上风机基础分级浮式防撞设施，其特征在于，每两个相邻的所述防撞架在铅直方向上的距离相等。

5.根据权利要求1所述的海上风机基础分级浮式防撞设施，其特征在于，所述防撞架自远离海上风机基础的一侧向靠近海上风机基础的一侧开设有通孔。

6.根据权利要求1所述的海上风机基础分级浮式防撞设施，其特征在于，所述防撞架包括支架以及填充于支架内腔中比重小于1的吸能材料。

7.根据权利要求6所述的海上风机基础分级浮式防撞设施，其特征在于，所述支架由外向内包括防撞板和用以支撑防撞板的支撑架。

8.根据权利要求7所述的海上风机基础分级浮式防撞设施，其特征在于，所述防撞板的外壁设有抗冲击复合层。

9.根据权利要求7所述的海上风机基础分级浮式防撞设施，其特征在于，同一侧上的相邻两个所述防撞板之间通过连接件连接。

10.根据权利要求7所述的海上风机基础分级浮式防撞设施，其特征在于，所述防撞板的表面为平面或曲面。