CN211869613U - 一种漂浮式风机的单点系泊定位*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种漂浮式风机的单点系泊定位***,包括系泊缆、锚固设备和转塔,所述系泊缆的一端安装于转塔的下部,系泊缆的另一端通过锚固设备与海床连接,转塔包括钢制的浮子外壳和系泊缆连接中心件,系泊缆连接中心件安装于浮子外壳的下方,系泊缆连接中心件与浮子外壳通过轴承连接,系泊缆连接中心件相对于浮子外壳以任意角度旋转。本单点系泊***使浮式风力机具有自动偏航能力,浮式基础能够旋转任意角度,当风向发生改变时,风机基础根据风向自动调节叶轮的方向,从而实现自动对风。
Description
技术领域
本实用新型涉及海上漂浮式风机技术领域,特别涉及一种漂浮式风机的单点系泊定位***。
背景技术
海上漂浮式风机***会受到复杂的风、浪、流的联合载荷作用,在不同海况下,需要限制风机在允许的范围内运动,保证风机的正常工作和稳定的电力输出,浮式风机的系泊定位***对此起着重要的作用。
目前,海洋工程领域内常用的系泊***可以分为多点系泊和单点系泊。多点系泊一般具有多根系泊缆绳,分散布置,可以平均地抵御外部风、浪、流的载荷,从各个方向为浮式基础提供回复力,保持平台运动的稳定性。单点系泊***的特点是浮式基础能绕单点自由转动,从而有效的减小风浪流的作用力,锚链线的尺度也相应的减小。
为保证风机在工作过程中捕获最大风速,需要使风轮方向始终对风,从而提升发电效率。为了使风轮时刻正对稳定的风向,通常采用偏航***作为风力发电机组子***,对叶轮的方位进行调整,使风机保持正对风向以捕获最大的风能。偏航***的使用,属于主动对风的调节方式。然而偏航***一般安装在塔柱顶端,海上的自然环境恶劣,空气湿润,腐蚀性高,容易腐蚀风机的钢结构,损坏偏航***,增大维护成本与维修难度。同时,设置偏航***,会增加风机整体重心高度,稳性变差,不利于海上浮式风机的安全作业。若风机具有自动偏航的能力则可以有效解决这一问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种漂浮式风机的单点系泊定位***,具有自动偏航功能。
本实用新型的技术方案为:一种漂浮式风机的单点系泊定位***,包括系泊缆、锚固设备和转塔,所述系泊缆的一端安装于转塔的下部,系泊缆的另一端通过锚固设备与海床连接,转塔包括钢制的浮子外壳和系泊缆连接中心件,系泊缆连接中心件安装于浮子外壳的下方,系泊缆连接中心件与浮子外壳通过轴承连接,系泊缆连接中心件相对于浮子外壳以任意角度旋转。其中,多条系泊缆在整个浮式风机中起到定位作用,使浮式风机的位置保持在一定范围内,锚固设备与海床连接定位,转塔的顶部与风机基础通过螺栓连接,转塔可设于风机塔柱的正下方或风机基础的其他位置,风机可以随风向变化,自动进行偏航控制。
所述浮子外壳包括上盖板、侧板和下隔板,上盖板、侧板和下隔板围成的内部区域设有压水舱和防水空舱,压水舱位于防水空舱的***。其中,在海上安装时,压水舱可通过排水和压水来实现整个转塔的上浮和下沉动作。
所述系泊缆连接中心件呈圆盘状,系泊缆连接中心件通过滚柱轴承与外壳连接。其中,采用这种结构,可以实现风机基础绕系泊缆连接中心件无限次360°旋转。
所述系泊缆采用合成纤维、钢丝绳、铁链中的一种或多种的组合方式。其中,可根据水深和海况来确定系泊缆的材质。
所述系泊缆通过锚固设备与海床连接,锚固设备采用拖曳锚、吸力锚或桩锚。其中,锚固设备与海床固定,约束转塔的位置,从而使浮式风机的位置保持在允许范围内。
所述系泊缆设有4-8条。其中,相邻的系泊缆之间夹角保持一致。
所述防水空舱内还放置压水泵。其中,压水泵用于实现压水舱的压水和排水动作。
所述防水空舱内设有爬梯。其中,防水空舱中的爬梯方便安装维护人员进出。
所述系泊缆的系泊方式采用悬链式或张紧式。其中,可根据水深和海况来确定系泊方式、系泊半径;若浮式风机的运动幅值大,为避免海缆受到影响,可以采用张紧式的系泊方式,否则可采用悬链式的系泊方式。
一种漂浮式风机的单点系泊定位***的海上安装方法,包括以下步骤:
(1)系泊缆的一端与海床连接,系泊缆的另一端连接浮球浮在海面;
(2)将转塔运输至安装地点,系泊缆与转塔连接;
(3)将风机基础拖航至安装地点,起重船将转塔放入水中,打开压水舱放入压载水,使转塔下沉到浮式基础的下方;
(4)排出压水舱内的压载水,转塔上浮直至与风机基础对接。
本实用新型相对于现有技术,具有以下有益效果:
本单点系泊***使浮式风力机具有自动偏航能力,浮式基础能够旋转任意角度,当风向发生改变时,风机基础根据风向自动调节叶轮的方向,从而实现自动对风。
本单点系泊***可以省去或简化传统风机的偏航***,有利于降低风机的重量,降低浮式风机的整体重心,有利于浮式风机的稳性。
本单点系泊***可以省去或简化传统风机的偏航***,从而降低浮式风力机的使用成本及维护成本。
本单点系泊***结构简易,成本低,可实现和风机基础的快速连接与断开。
附图说明
图1为本漂浮式风机的单点系泊定位***的结构示意图。
图2为本漂浮式风机的单点系泊定位***的主视图。
图3为转塔的结构示意图。
图4为浮子外壳的外部结构示意图。
图5为浮子外壳的内部简化结构示意图。
图6为系泊缆连接中心件的结构示意图。
图7为实施例1的三立柱浮式风机的结构示意图。
其中,图中所示,1为转塔、2为系泊缆、3为锚固设备、4为滚柱轴承、5为系泊缆连接中心件、6为上盖板、7压水舱、8为压水泵、9为侧板、10为下隔板、11为防水空舱。
具体实施方式
下面结合实施例,对本实用新型作进一步的详细说明,但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
本实施例一种漂浮式风机的单点系泊定位***,如图1和2所示,一种漂浮式风机的单点系泊定位***,包括系泊缆2、锚固设备3和转塔1,所述系泊缆的一端安装于转塔的下部,系泊缆的另一端通过锚固设备与海床连接,转塔包括钢制的浮子外壳和系泊缆连接中心件5,系泊缆连接中心件安装于浮子外壳的下方,系泊缆连接中心件与浮子外壳通过轴承连接,系泊缆连接中心件相对于浮子外壳以任意角度旋转。其中,多条系泊缆在整个浮式风机中起到定位作用,使浮式风机的位置保持在一定范围内,锚固设备与海床连接定位,转塔的顶部与风机基础通过螺栓连接,转塔可设于风机塔柱的正下方或风机基础的其他位置,风机可以随风向变化,自动进行偏航控制。
如图3-5所示,所述浮子外壳包括上盖板6、侧板9和下隔板10,上盖板、侧板和下隔板围成的内部区域设有压水舱7和防水空舱11,压水舱位于防水空舱的***。其中,在海上安装时,压水舱可通过排水和压水来实现整个转塔的上浮和下沉动作。所述防水空舱内还设有压水泵8。其中,压水泵用于实现压水舱的压水和排水动作。所述防水空舱内设有爬梯。其中,防水空舱中的爬梯方便安装维护人员进出。
如图6所示,所述系泊缆连接中心件呈圆盘状,系泊缆连接中心件通过滚柱轴承4与外壳连接。其中,采用这种结构,可以实现风机基础绕系泊缆连接中心件无限次360°旋转。
所述系泊缆采用合成纤维、钢丝绳、铁链中的一种或多种的组合方式。其中,可根据水深和海况来确定系泊缆的材质。所述系泊缆设有6条。其中,相邻的系泊缆之间夹角保持一致。
所述系泊缆通过锚固设备与海床连接,锚固设备采用拖曳锚、吸力锚或桩锚。其中,锚固设备与海床固定,约束转塔的位置,从而使浮式风机的位置保持在允许范围内。
所述系泊缆的系泊方式采用悬链式或张紧式。其中,可根据水深和海况来确定系泊方式、系泊半径;若浮式风机的运动幅值大,为避免海缆受到影响,可以采用张紧式的系泊方式,否则可采用悬链式的系泊方式。
如图7所示,本实施例以三立柱基础形式的浮式风机为例,本单点系泊定位***安装在其中一个立柱下方,立柱下方设有容纳转塔的凹位。
本实施例还提供一种漂浮式风机的单点系泊定位***的海上安装方法,具体包括以下步骤:
(1)6条系泊缆的一端与拖曳锚连接,拖曳锚与海床固定,系泊缆的另一端连接浮球浮在海面;
(2)使用起重船将转塔运输至安装地点,起重船的主吊机旁还设有高工作平台、低工作平台和辅助工作吊机,主吊机将转塔起吊于低平台上,取下转塔的上盖板,使用辅助吊机将系泊缆浮起的一端连接在系泊缆连接中心件上,每两根对称的系泊缆同时起吊连接,所有系泊缆安装完成后,装回上盖板;即完成系泊缆与转塔连接;
(3)将风机基础拖航至安装地点,起重船将转塔吊至风机基础附近,起重船将转塔放入水中,打开压水舱放入压载水,使转塔下沉到浮式基础的下方;
(4)再使用临时缆绳将转塔和风机基础连接,排出压水舱内的压载水,使转塔沿着临时缆绳上浮直至与风机基础对接。
如上所述,便可较好地实现本实用新型,上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例,并非用来限定本实用新型的实施范围;即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰,都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
Claims (9)
1.一种漂浮式风机的单点系泊定位***,其特征在于,包括系泊缆、锚固设备和转塔,所述系泊缆的一端安装于转塔的下部,系泊缆的另一端通过锚固设备与海床连接,转塔包括钢制的浮子外壳和系泊缆连接中心件,系泊缆连接中心件安装于浮子外壳的下方,系泊缆连接中心件与浮子外壳通过轴承连接,系泊缆连接中心件相对于浮子外壳以任意角度旋转。
2.根据权利要求1所述一种漂浮式风机的单点系泊定位***,其特征在于,所述浮子外壳包括上盖板、侧板和下隔板,上盖板、侧板和下隔板围成的内部区域设有压水舱和防水空舱,压水舱位于防水空舱的***。
3.根据权利要求1所述一种漂浮式风机的单点系泊定位***,其特征在于,所述系泊缆连接中心件呈圆盘状,系泊缆连接中心件通过滚柱轴承与外壳连接。
4.根据权利要求1所述一种漂浮式风机的单点系泊定位***,其特征在于,所述系泊缆采用合成纤维、钢丝绳、铁链中的一种或多种的组合方式。
5.根据权利要求1所述一种漂浮式风机的单点系泊定位***,其特征在于,所述系泊缆通过锚固设备与海床连接,锚固设备采用拖曳锚、吸力锚或桩锚。
6.根据权利要求1所述一种漂浮式风机的单点系泊定位***,其特征在于,所述系泊缆设有4-8条。
7.根据权利要求2所述一种漂浮式风机的单点系泊定位***,其特征在于,所述防水空舱内还放置压水泵。
8.根据权利要求2所述一种漂浮式风机的单点系泊定位***,其特征在于,所述防水空舱内设有爬梯。
9.根据权利要求1所述一种漂浮式风机的单点系泊定位***,其特征在于,所述系泊缆的系泊方式采用悬链式或张紧式。
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CN202020919783.4U CN211869613U (zh) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | 一种漂浮式风机的单点系泊定位*** |
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CN113753177A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-12-07 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 系泊缆固定结构、浮动式系泊***以及海上风力发电机组 |
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