[发明专利]一种自浮自升式海上电气平台及其安装方法

说明书

本发明公开一种自浮自升式海上电气平台及其安装方法，包括至少由两层布置室堆叠而成的上部组块以及设置于所述上部组块底部的箱体结构，所述箱体结构四周边缘布置有若干液压升降装置，所述每个液压升降装置与对应设置于所述箱体结构内部的支撑柱相配合，以控制支撑柱或电气平台的上升与下降；所述箱体结构内部设置有若干向各支撑柱内部灌注混凝土的灌浆装置，且各支撑柱底部均为敞口；距所述箱体结构一定距离处设置有向电气平台输送电缆的电缆塔。其特点是结构型式合理、运输安装便捷，克服传统电气平台和自升式平台缺点，解决海上施工窗口期短、施工效率低、施工成本高等难题。

技术领域

本发明涉及海上风电工程领域，具体涉及一种自浮自升式海上电气平台及其安装方法。

背景技术

海上风电因其能量输出平稳、利用率高、不占用陆地资源的优势，处于迅猛发展阶段。根据全球风能理事会(GWEC)的统计，2019年全球海上风电新增装机容量6.1GW，2015-2019年的五年间，全球海上风电新增装机容量在风电新增装机中的占比已由5％上升至10％，预计未来一段时间仍将保持较快的速度增长。海上电气平台是海上风电场输变电核心设施，在整个海上风电场中占据重要地位。目前，海上电气平台包括海上升压站和海上换流站，将海上风机发出的电能升压或者转换为直流，然后再通过海上电缆传输到陆上集控中心。

传统的海上电气平台结构分为上部组块和支撑结构，其中上部组块布置有电气设备和配套设施，支撑结构一般采用单桩基础、重力式基础、导管架基础、高桩承台基础等型式，而海上换流常采用导管架基础；海上升压站常采用两步安装方法，即支撑结构施工和上部组块吊装，而海上换流站由于上部组块体积和重量过大，常采用浮拖法安装；海上电气平台支撑结构几乎都需要使用打桩设备将多根桩基础打入海底泥面以下设计深度，上部组块通过驳船浮运至安装地点，整体或模块吊装需要海上大型浮吊船进行施工，浮拖法安装则需要大型驳船载海上电气平台进入支撑槽口，利用调载、潮汐等将平台重量转移到支撑结构上，荷载转移完毕后退船。传统自升式平台由平台结构、桩腿及升降机构组成，作业时桩腿下伸到海底，站立在海床上，利用桩腿托起平台，并使平台底部离开海面一定的气隙。

目前，传统海上电气平台结构及其施工安装存在以下制约因素：1)上部组块和支撑结构需要分两步施工安装，施工周期长，对接精度要求高；2)上部组块吊装或浮拖需要大型浮吊或驳船，施工资源制约因素高；3)传统海上电气平台，采用的桁架结构不能用于自浮、拖航；4)传统自升式平台，存在运行期沉降过大和无法方便的连接海缆、靠船的难题。为了提高海上电气平台结构安全性、降低上部组块和支撑结构施工安装风险，需要提出一种结构合理、施工便捷、安全可靠的海上电气平台安装结构及其安装方法。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种自浮自升式海上电气平台及其安装方法。其特点是结构型式合理、运输安装便捷，克服传统电气平台和自升式平台缺点，解决海上施工窗口期短、施工效率低、施工成本高等难题。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：

一方面，本发明提供一种自浮自升式海上电气平台，包括至少由两层布置室堆叠而成的上部组块以及设置于所述上部组块底部的箱体结构，所述箱体结构四周边缘布置有若干液压升降装置，所述每个液压升降装置与对应设置于所述箱体结构内部的支撑柱相配合，以控制支撑柱或电气平台的上升与下降；所述箱体结构内部设置有若干向各支撑柱内部灌注混凝土的灌浆装置，且各支撑柱底部均为敞口；距所述箱体结构一定距离处设置有向电气平台输送电缆的电缆塔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑柱内预设有与所述灌浆装置相配合的灌浆管道，通过灌浆管道向支撑柱端部附近土体注浆，并在支撑柱端部形成注浆土体。

作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑柱内部密实填充有灌浆混凝土，且所述支撑柱端部内壁预设剪力键。

作为本发明的一种优选技术方案，所述灌注混凝土采用微膨胀混凝土。