[发明专利]一种变截面三立柱式海上浮式风电基础

说明书

本发明属于海洋工程技术领域，提供一种变截面三立柱式海上浮式风电基础，包括底部结构、设置在所述底部结构上的中心立柱，以及环绕所述中心立柱设置在所述底部结构上的若干周向立柱；若干所述周向立柱上均设置有与水面交汇的接触段，沿所述周向立柱的轴向，所述接触段的中部的截面积小于所述接触段两端末端处的截面积，且所述接触段的截面积由中部朝向两端末端处逐渐变大。本发明可以有效减小波浪对浮式风电基础的波浪荷载和动力响应，提高浮式风电的耐波性和发电效益。

技术领域

本发明属于海洋工程技术领域，具体涉及一种变截面三立柱式海上浮式风电基础。

背景技术

当前，对海上风能的开发与利用的趋势逐渐从浅海走向深远海。在浅海的风能开发利用常采用固定式海上风机，但在水深大于50m的深远海，固定式风机由于经济性和稳定性变差不再适用，而浮式风电由于经济性和稳定性较好，成为了深远海风能的开发与利用的重要趋势。然而，面对复杂恶劣的深远海环境，浮式风电对平台基础的耐波性和稳定性提出了更高的要求，针对这一要求，需要设计新型的浮式风电平台基础。

常规的浮式风电基础通常由中心浮筒连接周向的三立柱组成，通过三个周向立柱为风机提供浮力和稳性；但在实际的应用过程中发现，目前的浮式风电基础的耐波性较差，且受到的波浪荷载较大，并产生较大的动力响应，影响了风电基础的耐波性，进一步影响了浮式风电的安全性和发电效益。因此，如何在保持浮式风电基础的稳性的基础上，提升浮式风电基础的耐波性，成为领域上的重要研究课题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种变截面三立柱式海上浮式风电基础，以有效减小波浪对浮式风电基础的波浪荷载和动力响应，提高浮式风电的耐波性和发电效益。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种变截面三立柱式海上浮式风电基础，包括底部结构、设置在所述底部结构上的中心立柱，以及环绕所述中心立柱设置在所述底部结构上的若干周向立柱；

若干所述周向立柱上均设置有与水面交汇的接触段，沿所述周向立柱的轴向，所述接触段的中部的截面积小于所述接触段两端末端处的截面积，且所述接触段的截面积由中部朝向两端末端处逐渐变大。

作为优选，所述接触段处的横截面呈圆形或多边形。

作为优选，所述周向立柱自下而上包括顺次设置的下沉段、接触段和悬浮段；

所述下沉段与所述接触段、所述接触段与所述悬浮段、所述下沉段与所述悬浮段的截面积形状相同或不同。

作为优选，所述周向立柱为空心柱体结构，所述周向立柱的内部设置有动态压载舱。

作为优选，若干所述周向立柱环绕所述中心立柱均匀设置。

作为优选，若干所述周向立柱的轴线与所述中心立柱的轴线相互平行。

作为优选，所述底部结构包括由金属材料制成的结构壳体，所述结构壳体的内部填充设置有混凝土。

作为优选，所述结构壳体呈“人”字形设置，包括端部相互连接的第一结构段、第二结构段和第三结构段；

所述第一结构段、第二结构段和第三结构段相邻间所成角度为120°。

作为优选，所述中心立柱上连接设置有风电塔筒，以及设置在所述风电塔筒上的风电机组。

作为优选，对应所述底部结构还设置有锚泊系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括有：