[发明专利]一种模块化漂浮式基础及风机

说明书

本发明提供一种模块化漂浮式基础，用于固定支撑风机的塔架，包含多个模块单元，依次连接并围成一多边形，所述塔架位于所述多边形的中心；每一所述模块单元包括：漂浮模块、模块连接结构以及塔架连接结构；所述模块连接结构连接相邻的两个所述漂浮模块，所述塔架连接结构连接所述漂浮模块与所述塔架。还提供一种风机，包含如上所述的模块化漂浮式基础、塔架以及风电机组，所述模块化漂浮式基础与所述塔架的一端连接，所述塔架的另一端与所述风电机组连接。本发明解决了现有的漂浮式基础采用整体设计，导致整体尺寸大，无法根据机型灵活调整基础尺寸，无法灵活运维，以及施工成本高的问题。

技术领域

本发明涉及海上风力发电技术领域，特别涉及一种模块化漂浮式基础及风机。

背景技术

近年来，我国风电装机迅猛发展，尤其自2012年以来，我国风电装机容量一直处于世界前列。近年来海上风电发展迅猛，海上风电项目开发所用的基础主要为单桩式和导管架式，但它们对水深有着严格的要求，漂浮式基础则可以突破这种限制，有望成为下一代海上风电基础的主力类型。目前常见的漂浮式基础主要有三种型式，分别为Spar式(Spar-buoy)、半潜式(Semi-submersible)以及张力腿式(Tension Leg Platform，TLP)。

半潜式型式风机浮式基础主要由立柱、横梁、斜撑、压水板、系泊线和锚固基础组成，半潜式基础吃水小，在运输和安装时具有良好的稳定性，相应的费用比Spar和TLP型式的基础节省。近年来许多厂家以该种型式的基础研发为主。两种常见的半潜式基础如图1a及图1b所示。

然而，目前半潜式基础结构存在如下问题：

1.基础采用整体设计，设计时将所有功能融为一体，导致基础与风机间存在死耦合，因此无法根据机型灵活调整基础尺寸；

2.基础采用整体设计，加上海上风电机组多为大功率机组，基础设计输入载荷大，导致基础尺寸大；

3.基础采用整体设计，若局部出现问题，需整体运维整个基础，无法灵活运维；

4.由于海上风电机组基础过大，若在陆地上施工，无法运输，只能采用靠海施工，但靠海施工会增加额外的成本及人力成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型模块化漂浮式基础及风机，通过采用模块化设计，将整体大体积漂浮式基础化整为零，单个模块体积小，从侧面削弱了海上基础的体积制约，可根据机组要求灵活设计各模块尺寸及模块数量，当单个模块出现问题后，可对单个模块进行替换或维修，单个模块可在工厂加工制作并运输至岸边靠海拼装。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种模块化漂浮式基础，用于固定支撑风机的塔架，包含多个模块单元，依次连接并围成一多边形，所述塔架位于所述多边形的中心；

每一所述模块单元包括：漂浮模块、模块连接结构以及塔架连接结构；

所述模块连接结构连接相邻的两个所述漂浮模块，所述塔架连接结构连接所述漂浮模块与所述塔架。

进一步的，所述漂浮模块包含承力单元和浮力单元，所述浮力单元为空心结构，所述承力单元包括多个承力面板，所述多个承力面板限定出一空腔，所述浮力单元固定设置于所述空腔内。

进一步的，所述浮力单元为钢制结构，或者采用钢筋混凝土预制。

进一步的，所述承力单元为钢制结构。

进一步的，所述浮力单元与所述承力单元的对应面板之间通过连接板连接。

进一步的，所述浮力单元与所述承力单元之间的空间浇筑混凝土。

进一步的，所述浮力单元为六面体结构，所述空腔为六面体空腔。