CN220865619U - 一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础，包括四个立柱浮筒、垂荡板、锚链和锚块，四个立柱浮筒包括一个主立柱浮筒和三个副立柱浮筒，三个副立柱浮筒包括副立柱浮筒I、副立柱浮筒II和副立柱浮筒III，所述的主立柱浮筒、副立柱浮筒I、副立柱浮筒II和副立柱浮筒III位于同一水平面，且首尾相接并在在平面上菱形布置，所述的主立柱浮筒与副立柱浮筒II位于对角线，并通过K形横撑结构连接。本实用新型在平面上形成了两个稳定的等腰三角形结构，通过双K形横撑结构进行连接，更有利于整体结构的稳定和四个立柱浮筒整体的平衡。浮筒内部填充EPS聚苯乙烯泡沫塑料，漏水不会沉；能够避免浮筒因小破损造成整体下沉的问题。

Description

一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础

技术领域

本实用新型属于海上风力发电工程漂浮式风机基础结构领域，具体涉及一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础。

背景技术

浮式风机基础是一种漂浮在海面上的浮体结构，主要用于安放风力发电机组，进行海上发电作业，是海上风力发电设备的主要承载构件目前海上风电开发集中在近海浅水区域，风力发电基础主要采用单桩或者导管架等固定式结构。随着陆地和近海资源的逐渐减少，海上风电资源的开发逐渐走向深水，而传统的固定式基础随着水深的增加，其建造及安装成本均将大幅升高，因此适用于更大水深的浮式基础将成为未来海上风电开发的主要基础形式。

国外在浮式风电基础方面已经进行了较深入的研究，并开发了多种浮式基础。但这些基础很大部分还停留在概念阶段，或者不满足我国海域水深及环境要求。

近年来，风力发电作为一种可再生无污染的绿色能源发电方式，又获得了新一轮的快速发展。风机已遍及全国各地的山岭、平原、高原、戈壁、近海、沙漠，以及海洋区域。

在双碳大背景下，海上风力发电工程建设发展迅速，逐渐从近海向更深更远的海域发展。在深远海地区，漂浮式风电基础结构更为适用，尤其是40m以上的深水区域。

现有的浮式风电基础主要有张力腿式、半潜式、立柱式和驳船式。四种结构形式都有优缺点，相比其他几种形式，半潜式基础通常具有更好的经济性和海域适用性。但现有的半潜式基础要么自身重量大不经济，要么制造安装成本高，或者综合性能较差，对30m～60m的中等水深海域的浮式基础没有针对性设计，不能很好的满足当前海上风电发展的需求。

公开号为CN114291219A公开了一种浮式风机基础，包括：主浮体；副浮体，通过连接臂与所述主浮体连接；调节组件，可拆卸连接于所述副浮体，并通过内部气体的充盈状态调节所述副浮体的吃水量。由此可见，本实用新型的浮式风机基础整体结构简单，制造以及安装成本较低，且能够通过调节浮力的大小来适应不同港池深度和运输航线的水深，适配性高。

但是其结构不够稳定，在现有施工中，浮筒回应为在海水中冲蚀水时间久，冲蚀的力度大，从而会导致浮筒会有一些小破损，现有的浮筒出现破损后，造成浮筒整体下沉的问题，出现这样的问题后，只能被迫废弃这破损的浮筒，或者进行整体停工然后进行修理，或者整体更换。但是这样的工程量非常浩大，还会影响正在作业的项目，以及一些后续情况，严重的影响施工进度。

实用新型内容

为了克服现有浮筒因小破损造成整体下沉的问题。本实用新型提供一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础，本实用新型中通过平面上菱形布置的一主三副的四立柱浮筒，在平面上形成了两个稳定的等腰三角形结构，通过双K形横撑体系进行连接，更有利于整体结构的稳定和立柱浮筒体系的平衡。浮筒筒壁采用内外钢板中间填充泡沫混凝土的型式形成复合受力结构，能够更充分的发挥钢材和混凝土各自的力学优势。浮筒内部填充EPS聚苯乙烯泡沫塑料材料，漏水不会沉；能够避免浮筒因小破损造成整体下沉的问题。

本实用新型采用的技术方案为：

一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础，包括四个立柱浮筒、垂荡板、锚链和锚块，四个立柱浮筒包括一个主立柱浮筒和三个副立柱浮筒，三个副立柱浮筒包括副立柱浮筒I、副立柱浮筒II和副立柱浮筒III，所述的主立柱浮筒、副立柱浮筒I、副立柱浮筒II和副立柱浮筒III位于同一水平面，且首尾相接并在在平面上菱形布置，所述的主立柱浮筒与副立柱浮筒II位于对角线，并通过K形横撑结构连接；所述的主立柱浮筒、副立柱浮筒I、副立柱浮筒II和副立柱浮筒III的下端面上均设有垂荡板，每个垂荡板下端均通过对应的锚链与垂荡板下方外侧对应的锚块连接。

所述的主立柱浮筒侧壁与副立柱浮筒I侧壁之间通过一个K形横撑结构连接固定，副立柱浮筒I侧壁与副立柱浮筒II侧壁之间通过一个K形横撑结构连接固定，副立柱浮筒II侧壁与副立柱浮筒III侧壁之间通过一个K形横撑结构连接固定。

所述的K形横撑结构包括水平横撑、斜撑和竖撑，所述的水平横撑和竖撑均为两个，围成外框体，斜撑设在围成的外框体的四个角处。

所述的主立柱浮筒、副立柱浮筒I、副立柱浮筒II和副立柱浮筒III均为钢筒，其筒壁包括内钢板和外钢板，内外钢板中间形成环形空腔，环形空腔内填充泡沫混凝土。

所述的四个立柱浮筒内部均填充有EPS聚苯乙烯泡沫塑料。

所述的副立柱浮筒I到主立柱浮筒和副立柱浮筒II的直线距离相同；副立柱浮筒III到主立柱浮筒和副立柱浮筒II的直线距离也相同。

所述的主立柱浮筒上端设有连接转换件，主立柱浮筒通过连接转换件连接有风机结构。

所述的连接转换件为下大上小的圆台状。

本实用新型的有益效果：

本实用新型中， 通过平面上菱形布置的一主三副的四立柱浮筒，在平面上形成了两个稳定的等腰三角形结构，通过双K形横撑结构进行连接，更有利于整体结构的稳定和四个立柱浮筒整体的平衡。

本实用新型中，四个立柱浮筒的筒壁采用内外钢板中间填充泡沫混凝土的型式形成复合受力结构，能够更充分的发挥钢材和混凝土各自的力学优势。

本实用新型中，浮筒内部填充EPS聚苯乙烯泡沫塑料材料，漏水不会沉；能够避免浮筒因小破损造成整体下沉的问题。

本实用新型中，外形简单美观，结构规整统一，且简单和方便操作。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

图1为本实用新型结构示意图。

图中，附图标记为：连接转换件；2、主立柱浮筒；3、垂荡板；4、锚链；5、锚块；6、副立柱浮筒I；7、水平横撑；8、斜撑；9、竖撑；10、副立柱浮筒II；11、副立柱浮筒III。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在附图中示出了根据本实用新型公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

实施例1：

为了克服现有浮筒因小破损造成整体下沉的问题。本实用新型提供如图1所示的一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础，本实用新型中通过平面上菱形布置的一主三副的四立柱浮筒，在平面上形成了两个稳定的等腰三角形结构，通过双K形横撑体系进行连接，更有利于整体结构的稳定和立柱浮筒体系的平衡。浮筒筒壁采用内外钢板中间填充泡沫混凝土的型式形成复合受力结构，能够更充分的发挥钢材和混凝土各自的力学优势。浮筒内部填充EPS聚苯乙烯泡沫塑料材料，漏水不会沉；能够避免浮筒因小破损造成整体下沉的问题。

一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础，包括四个立柱浮筒、垂荡板3、锚链4和锚块5，四个立柱浮筒包括一个主立柱浮筒2和三个副立柱浮筒，三个副立柱浮筒包括副立柱浮筒I6、副立柱浮筒II10和副立柱浮筒III11，所述的主立柱浮筒2、副立柱浮筒I6、副立柱浮筒II10和副立柱浮筒III11位于同一水平面，且首尾相接并在在平面上菱形布置，所述的主立柱浮筒2与副立柱浮筒II10位于对角线，并通过K形横撑结构连接；所述的主立柱浮筒2、副立柱浮筒I6、副立柱浮筒II10和副立柱浮筒III11的下端面上均设有垂荡板3，每个垂荡板3下端均通过对应的锚链4与垂荡板3下方外侧对应的锚块5连接。

如图1所示，本实用新型中，通过平面上菱形布置的一主三副四立柱浮筒，在平面上形成了两个稳定的等腰三角形结构，通过双K形横撑结构进行连接，更有利于整体结构的稳定和四个立柱浮筒的整体平衡。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本实施例中，优选的，所述的主立柱浮筒2侧壁与副立柱浮筒I6侧壁之间通过一个K形横撑结构连接固定，副立柱浮筒I6侧壁与副立柱浮筒II10侧壁之间通过一个K形横撑结构连接固定，副立柱浮筒II10侧壁与副立柱浮筒III11侧壁之间通过一个K形横撑结构连接固定。

优选的，所述的K形横撑结构包括水平横撑7、斜撑8和竖撑9，所述的水平横撑7和竖撑9均为两个，围成外框体，斜撑8设在围成的外框体的四个角处。

优选的，所述的主立柱浮筒2、副立柱浮筒I6、副立柱浮筒II10和副立柱浮筒III11均为钢筒，其筒壁包括内钢板和外钢板，内外钢板中间形成环形空腔，环形空腔内填充泡沫混凝土。

优选的，所述的四个立柱浮筒内部均填充有EPS聚苯乙烯泡沫塑料。

本实用新型中，四个立柱浮筒筒壁采用内外钢板中间填充泡沫混凝土的型式形成复合受力结构，能够更充分的发挥钢材和混凝土各自的力学优势。保证立柱浮筒的结构强度。四个立柱内部填充EPS聚苯乙烯泡沫塑料材料，漏水不会沉；能够避免浮筒因小破损造成整体下沉的问题。

本实用新型中，四个立柱浮筒内全部填充EPS聚苯乙烯泡沫塑料材料，在极端情况下，即使立柱浮筒局部破损，也能保证拥有足够的浮力，能够避免浮筒因小破损造成整体下沉的问题。

本实用新型中，四个立柱浮筒的筒壁均经过防腐处理，保证在海水中使用时不会被轻易冲蚀，四个立柱浮筒不会出现大的破漏。

优选的，所述的副立柱浮筒I6到主立柱浮筒2和副立柱浮筒II10的直线距离相同；副立柱浮筒III11到主立柱浮筒2和副立柱浮筒II10的直线距离也相同。

本实用新型中，副立柱浮筒I6、主立柱浮筒2和副立柱浮筒II10之间连接形成一个等腰三角形；副立柱浮筒III11、主立柱浮筒2和副立柱浮筒II10之间也连接形成一个等腰三角形，这样就组成了两个等腰三角形，三角形具有稳定性，且结构对称设置，增强了稳定性能。

本实用新型中，立柱浮筒体系包括一个主立柱浮筒2和三个副立柱浮筒，四个立柱浮筒在平面位置上呈菱形布置，通过双K形横撑结构进行连接，在平面上形成了两个稳定的等腰三角形结构，更有利于整体结构的稳定和立柱浮筒体系的平衡。

本实用新中，K形横撑结构通过焊接或者可拆卸连接进行与对应的立柱浮筒进行连接固定。

优选的，所述的主立柱浮筒2上端设有连接转换件1，主立柱浮筒2通过连接转换件1连接有风机结构。

优选的，所述的连接转换件1为下大上小的圆台状。

本实用新型中，连接转换件1的作用是为了适配风机结构，使得风机结构稳定的安装在主立柱浮筒2。本实用新型外形简单美观，结构规整统一，且结构简单，施工方便。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

还应当理解，在本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。本实用新型中未详细描述的装置结构及方法步骤均为现有技术，本实用新型中将不再进行进一步的说明。

Claims (8)

1.一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础，其特征在于：包括四个立柱浮筒、垂荡板（3）、锚链（4）和锚块（5），四个立柱浮筒包括一个主立柱浮筒（2）和三个副立柱浮筒，三个副立柱浮筒包括副立柱浮筒I（6）、副立柱浮筒II（10）和副立柱浮筒III（11），所述的主立柱浮筒（2）、副立柱浮筒I（6）、副立柱浮筒II（10）和副立柱浮筒III（11）位于同一水平面，首尾相接在平面上菱形布置，所述的主立柱浮筒（2）与副立柱浮筒II（10）位于对角线，并通过K形横撑结构连接；所述的主立柱浮筒（2）、副立柱浮筒I（6）、副立柱浮筒II（10）和副立柱浮筒III（11）的下端面上均设有垂荡板（3），每个垂荡板（3）下端均通过对应的锚链（4）与垂荡板（3）下方外侧对应的锚块（5）连接。

2.根据权利要求1所述的一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础，其特征在于：所述的主立柱浮筒（2）侧壁与副立柱浮筒I（6）侧壁之间通过一个K形横撑结构连接固定，副立柱浮筒I（6）侧壁与副立柱浮筒II（10）侧壁之间通过一个K形横撑结构连接固定，副立柱浮筒II（10）侧壁与副立柱浮筒III（11）侧壁之间通过一个K形横撑结构连接固定。

3.根据权利要求2所述的一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础，其特征在于：所述的K形横撑结构包括水平横撑（7）、斜撑（8）和竖撑（9），所述的水平横撑（7）和竖撑（9）均为两个，围成外框体，斜撑（8）设在围成的外框体的四个角处。

4.根据权利要求1所述的一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础，其特征在于：所述的主立柱浮筒（2）、副立柱浮筒I（6）、副立柱浮筒II（10）和副立柱浮筒III（11）均为钢筒，其筒壁包括内钢板和外钢板，内外钢板中间形成环形空腔，环形空腔内填充泡沫混凝土。

5.根据权利要求1所述的一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础，其特征在于：所述的四个立柱浮筒内部均填充有EPS聚苯乙烯泡沫塑料。

6.根据权利要求1所述的一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础，其特征在于：所述的副立柱浮筒I（6）到主立柱浮筒（2）和副立柱浮筒II（10）的直线距离相同；副立柱浮筒III（11）到主立柱浮筒（2）和副立柱浮筒II（10）的直线距离也相同。

7.根据权利要求1所述的一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础，其特征在于：所述的主立柱浮筒（2）上端设有连接转换件（1），主立柱浮筒（2）通过连接转换件（1）连接有风机结构。

8.根据权利要求7所述的一种四立柱菱形布置的半潜式海上风机基础，其特征在于：所述的连接转换件（1）为下大上小的圆台状。