CN209795768U - 一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台，其技术方案要点是：一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台，包括中央柱、设置于所述中央柱上端面的风力机，所述中央柱下端面设置有中心立柱，所述中心立柱直径大于所述中央柱，所述中心立柱周缘设置有若干侧立柱，所述侧立柱贴合于所述中心立柱，所述中心立柱下端设置有阻尼板，阻尼板呈水平设置，所述中心立柱连接有锚泊***，所述中心立柱及侧立柱内均设置有若干个舱室，同一中心立柱或侧立柱的最下方舱室为固定压载舱，同一中心立柱或侧立柱位于固定压载舱上方的舱室为压载调节舱。本实用新型可以有效减小对水深度的要求，增加了本实用新型适用范围。

Description

一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台

技术领域

本实用新型涉及一种海上风力机漂浮式基础，尤其涉及到一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台。

背景技术

与陆上风相比，海风有着风速高、静风期少、风速随高度变化小、不必限制噪音等诸多优点，可以大幅度地增加风力机的发电量和延长寿命，此外，海上的空间成本与陆地相比有着得天独厚的优势，适合大规模开发利用优质风能。而随着水深的增加，固定式海上风机基础的成本急剧增大，为了提高经济适用性，在较深海域，采用漂浮式基础成为风力机发展的必然选择。

目前常用的海上风力机漂浮式基础包括张力腿式平台、半潜式平台和Spar平台。

张力腿式平台通过张力腿提供的超额浮力保持平衡，限制平台的水平位移，该浮式基础用料少，作业水深大，但锚泊***造价高，成本随水深增加上升迅速；半潜式平台水线面积大，稳性好，容易建造和安装，但在风浪较大的海域所受波浪载荷较大，对锚泊***要求高，此外吃水较浅，升沉运动比较明显，不利于风力机***的正常作业；Spar平台的浮心高于重心，具备无条件稳定性，运动性能优良，锚泊***的操纵和定位相对其它平台也较为容易，但硬舱尺寸较大，建造运输及安装都较为困难，并且，Spar平台对水深要求很高。

Spar平台是一种适用于水深较大地区的浮式平台。由于其浮心高于重心，因此能保证无条件稳定，增加防垂荡结构后还可以进一步减弱波浪对平台的影响，与其它浮体结构相比具有更好的运动特性，系泊***的建造、操纵和定位也较为容易。但这种平台对水深要求很高，吃水一般在100m以上。考虑到我国黄渤海，南海地区的地理特点，难以大规模应用这种平台。

现有主流漂浮式基础均有着自身的缺点和局限性，而当前提出的大多数浮式平台概念针对的则是欧洲沿海海域的特点，考虑到中国海上风资源主要分布在水深较浅(40m-120m)的东海及南海地区，显然，现有的海上浮式风力机基础无法适应中国的实际海况，故难以进行推广和应用，为了开发中国丰富的深远海风力资源，亟需设计一种适应中国海域、经济性强、综合性能优良的新型海上浮式风力机基础。

因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台，有效减小对水深度的要求，增加了本实用新型适用范围。

本实用新型的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台，包括中央柱、设置于所述中央柱上端面的风力机，所述中央柱下端面设置有中心立柱，所述中心立柱直径大于所述中央柱，所述中心立柱周缘设置有若干侧立柱，所述侧立柱贴合于所述中心立柱，所述中心立柱下端设置有阻尼板，阻尼板呈水平设置，所述中心立柱连接有锚泊***，所述中心立柱及侧立柱内均设置有若干个舱室，同一中心立柱或侧立柱的最下方舱室为固定压载舱，同一中心立柱或侧立柱位于固定压载舱上方的舱室为压载调节舱。

本实用新型的进一步设置为：所述固定压载舱中使用金属材料做压载，Spar平台重心低于Spar平台的浮心，所述压载调节舱内供用于调节Spar平台平衡的水流入或流出。

本实用新型的进一步设置为：所述阻尼板与所述中心立柱下端面之间设置有撑杆，所述阻尼板表面开设有若干个孔洞。

本实用新型的进一步设置为：所述阻尼板设置为若干个，若干个所述阻尼板沿竖直方向均有排列。

本实用新型的进一步设置为：所述侧立柱设置为六个，所述侧立柱的底部与中心立柱的底部平齐。

本实用新型的进一步设置为：每个所述侧立柱均设置有个压载调节舱，所述压载调节舱空间小于所述固定压载舱。

本实用新型的进一步设置为：所述中心立柱设置有用于控制压载调节舱内的水流出或流入的水泵，所述压载调节舱设置有摇荡运动传感器，所述摇荡运动传感器电信号连接有控制装置，所述控制装置与所述水泵电信号连接。

本实用新型的进一步设置为：所述锚泊***设置为三组，每组由二根系泊索组成，系泊索的一端连接在中心立柱上，系泊点位于Spar平台重心所在平面上。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1)采用中心立柱和侧立柱组合的形式代替单个大截面的长柱体，降低了建造运输和安装的成本与难度，减少了涡激运动对平台的影响；此外，在水线面处采用截面较小的中央柱，减小了平台所受的波浪载荷，并通过阻尼板可以有效减小对水深度的要求，增加了本实用新型适用范围；

2)根据Spar平台实际重力和浮力的需求以及平衡状态调整的需要控制压载水的流入或流出，舱室相对较小，可以尽量减小舱室内液体的晃荡对结构造成的影响，并且中心立柱和侧立柱设计为多舱室结构，并将最底部舱室做永久固定压载处理，确保了平台的重心低于浮心，使平台具备无条件稳定性；

3)在侧立柱的其他部分舱室中设置摇荡运动传感器，作为压载调节舱，根据平台摇荡运动的幅度调整舱室内压载水的流入或流出，使平台在波浪中具备更好的稳定性，平台下方设置带有孔洞的阻尼板，增加了平台在垂荡方向的阻尼和附加质量，有效减小平台在波浪中的升沉运动。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中固定压载舱机压载调节舱的示意图；

图3是本实用新型中阻尼板的示意图。

图中数字所表示的相应部件名称：1、风力机；2、中央柱；3、中心立柱；4、侧立柱；5、阻尼板；6、锚泊***；7、撑杆；8、固定压载舱；9、压载调节舱；10、孔洞。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本实用新型。

如图1至图3所示，本实用新型提出的一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台，包括中央柱2，中央柱2呈竖直设置，中央柱2上端面安装有风力机1，中央柱2下端面固定安装有中心立柱3，所述中心立柱3直径大于所述中央柱2，中心立柱3周缘设置有六个侧立柱4，六个侧立柱4呈环绕中心立柱3设置且贴合固定于中心立柱3，并且侧立柱4下端面与中心柱下端面齐平，中心立柱3及侧立柱4均呈圆柱状设置。中心立柱3下端通过安装撑杆7固定连接有阻尼板5，阻尼板5呈水平设置，并且阻尼板5可以设置为多个，多个阻尼板5呈竖直且间隔排列，本实用新型选用一个阻尼板5。在阻尼板5上开设有若干个孔洞10，孔洞10可以设置为24个。

本实用新型采用中心立柱3和侧立柱4组合的形式代替单个大截面的长柱体，降低了建造运输和安装的成本与难度，减少了涡激运动对平台的影响；此外，在水线面处采用截面较小的中央柱2，减小了平台所受的波浪载荷。

中心立柱3连接有锚泊***6，锚泊***6设置为三组，每组由二根系泊索组成，系泊索的一端连接在中心立柱3上，系泊点位于平台重心所在平面上，因为重心处的运动相对较小，另一端与海底的锚固基础相连。

中心立柱3及侧立柱4内均设置有五个舱室，并且在同一中心立柱3或侧立柱4的最下方舱室为固定压载舱8，同一中心立柱3或侧立柱4位于固定压载舱8上方的舱室为压载调节舱9，并且压载调节舱9空间小于所述固定压载舱8，固定压载舱8中使用金属材料做压载，Spar平台重心低于Spar平台的浮心，压载调节舱9内供用于调节Spar平台平衡的水流入或流出。可以根据Spar平台实际重力和浮力的需求以及平衡状态调整的需要控制压载水的流入或流出，舱室相对较小，可以尽量减小舱室内液体的晃荡对结构造成的影响，并且中心立柱3和侧立柱4设计为多舱室结构，并将最底部舱室做永久固定压载处理，确保了平台的重心低于浮心，使平台具备无条件稳定性。

中心立柱3设置有用于控制压载调节舱9内的水流出或流入的水泵，压载调节舱9设置有摇荡运动传感器，摇荡运动传感器电信号连接有控制装置，控制装置与水泵电信号连接，并且控制装置主要包括单片机及其相应的电路，为现有技术，在此不赘述。在侧立柱4的其他部分舱室中设置摇荡运动传感器，作为压载调节舱9，根据平台摇荡运动的幅度调整舱室内压载水的流入或流出，使平台在波浪中具备更好的稳定性，平台下方设置带有孔洞10的阻尼板5，增加了平台在垂荡方向的阻尼和附加质量，有效减小平台在波浪中的升沉运动。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台，包括中央柱(2)、设置于所述中央柱(2)上端面的风力机(1)，其特征在于：所述中央柱(2)下端面设置有中心立柱(3)，所述中心立柱(3)直径大于所述中央柱(2)，所述中心立柱(3)周缘设置有若干侧立柱(4)，所述侧立柱(4)贴合于所述中心立柱(3)，所述中心立柱(3)下端设置有阻尼板(5)，阻尼板(5)呈水平设置，所述中心立柱(3)连接有锚泊***(6)，所述中心立柱(3)及侧立柱(4)内均设置有若干个舱室，同一中心立柱(3)或侧立柱(4)的最下方舱室为固定压载舱(8)，同一中心立柱(3)或侧立柱(4)位于固定压载舱(8)上方的舱室为压载调节舱(9)。

2.根据权利要求1所述的一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台，其特征在于：所述固定压载舱(8)中使用金属材料做压载，Spar平台重心低于Spar平台的浮心，所述压载调节舱(9)内供用于调节Spar平台平衡的水流入或流出。

3.根据权利要求1所述的一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台，其特征在于：所述阻尼板(5)与所述中心立柱(3)下端面之间设置有撑杆(7)，所述阻尼板(5)表面开设有若干个孔洞(10)。

4.根据权利要求3所述的一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台，其特征在于：所述阻尼板(5)设置为若干个，若干个所述阻尼板(5)沿竖直方向均有排列。

5.根据权利要求1所述的一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台，其特征在于：所述侧立柱(4)设置为六个，所述侧立柱(4)的底部与中心立柱(3)的底部平齐。

6.根据权利要求5所述的一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台，其特征在于：每个所述侧立柱(4)均设置有4个压载调节舱(9)，所述压载调节舱(9)空间小于所述固定压载舱(8)。

7.根据权利要求2所述的一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台，其特征在于：所述中心立柱(3)设置有用于控制压载调节舱(9)内的水流出或流入的水泵，所述压载调节舱(9)设置有摇荡运动传感器，所述摇荡运动传感器电信号连接有控制装置，所述控制装置与所述水泵电信号连接。

8.根据权利要求2所述的一种自稳型多柱式海上浮式风电Spar平台，其特征在于：所述锚泊***(6)设置为三组，每组由二根系泊索组成，系泊索的一端连接在中心立柱(3)上，系泊点位于Spar平台重心所在平面上。