[发明专利]一种海上浮式平台立柱减振垂荡板及波浪能收集装置

说明书

本发明涉及海上浮式平台技术领域，且公开了一种海上浮式平台立柱减振垂荡板及波浪能收集装置。所述浮式平台由多个立柱、连接撑及系泊缆绳组成。所述立柱由内部固定隔板分隔成上下两个舱室，上部为封闭舱室，可为平台提供浮力，下部为半开放舱室，下部舱室底板中心处开口并设置有上反板，该海上浮式平台立柱减振垂荡板及波浪能收集装置，通过调谐设置振荡弹簧刚度及垂荡板质量，使垂荡板与立柱间形成反向共振，将立柱在波浪作用下的运动能量通过反向共振传递至垂荡板运动，可有效减小浮式平台的运动。垂荡板的运动能量则通过下部舱室内的圆筒型直线发电机组吸收，实现对波浪能的转化利用。

技术领域

本发明涉及海上浮式平台技术领域，具体为一种海上浮式平台立柱减振垂荡板及波浪能收集装置。

背景技术

为了更大程度上的开发利用海洋资源，未来海上开发将会向更深的海域发展。但是随着水深的不断增加，固定式海上平台的建造难度极具增大。海上浮式平台能够克服在海床安装基础结构受水深影响的缺点，使海上平台的建设可以向深海区域发展，因此，对于海上浮式平台的研究备受重视。但其作为海上的一种大型浮体结构，不可避免受到海浪的影响而导致其随之发生垂向运动现象（简称垂荡）。在现有的技术方案中，通过安装于海面以下的垂荡板，以增大海上浮式平台在垂直运动方向上的附连水质量（或称附加质量），从而增大该浮式平台的固有垂荡周期，使之避开波浪能量集中的周期范围，同时增大其在发生垂荡时的粘滞阻力，减轻该浮式平台所产生的垂直振荡幅度，以改善海上浮式平台垂荡方向上的振动。

但是，在现有的技术方案中，对于垂荡板的安装设置是固定在立柱下部的，随着立柱同步运动，垂荡板的设置对附加质量及粘滞阻尼的增加较小，浮式平台受到波浪载荷作用产生的运动能量耗散小，减振效果一般。且该部分运动能量如果能被吸收，则既可达到有效减振的目的，又可实现对波浪能的转化利用。故，亟需一种海上浮式平台的垂荡板结构，以有效解决现有垂荡板减振效果一般，且运动能量不能被转化利用的缺点。

发明内容

本发明提供了一种海上浮式平台立柱减振垂荡板及波浪能收集装置，具备有效增加浮式平台的附加质量及粘滞阻尼，从而提高了该垂荡板对于浮式平台的抑振效果、提高了其对于海浪的抵抗能力、稳定性及安全性较高的优点，并且实现了波浪能量的转化利用。解决了在现有的技术方案中，垂荡板安装固定在立柱下部，随着立柱同步运动，附加质量及粘滞阻尼的增加较小、浮式平台受到波浪载荷作用产生的运动能量耗散小，减振效果一般的缺点。同时，使得浮式平台立柱通过反向共振将运动能量传递到垂荡板，并最终通过圆筒型直线发电机组吸收，实现波浪能量的转化利用。

技术方案如下：

本发明提供如下技术方案：一种海上浮式平台立柱减振垂荡板及波浪能收集装置，包括多个立柱、连接撑及系泊缆绳组成，所述立柱由内部固定隔板分隔成上下两个舱室，所述固定隔板的下部通过多个振荡弹簧及圆筒型直线发电机组与下方圆盘连接，所述圆盘通过连接杆与垂荡板相连，并可沿下部舱室内轨道上下滑动，所述上部舱室内设有气泵组，进气管与平台顶部大气相通，出气管与下部舱室相连，所述下部舱室内设有气压监测装置实时监测下部舱室内气压。

优选的，所述固定隔板上部舱室为封闭舱室，可为平台提供浮力，固定隔板下部舱室底板中心处开口并设置有上反板，使舱室内始终保有一定的水封高度，防止下部舱室内气体逸出，为振荡弹簧、圆筒型直线发电机组等提供空间。

优选的，通过调谐设置所述振荡弹簧的刚度及垂荡板的质量，使垂荡板与立柱间形成反向共振，将立柱在波浪载荷作用下的运动能量通过反向共振传递至垂荡板运动，可有效减小浮式平台的运动。

优选的，所述立柱传递至垂荡板的运动能量通过下部舱室内的圆筒型直线发电机组吸收，实现对波浪能的转化利用。

优选的，所述圆盘直径小于立柱内壁直径，立柱内壁设置有可供圆盘上下滑动的轨道，以防止圆盘沿轴向发生旋转。

优选的，当所述下部舱室内气压监测装置监测气压不足时，可通过气泵经进气管及出气管向下部舱室充气增压，使下部舱室保持一定的水封高度。