[实用新型]海上风机基础、抗冰装置及风力发电机组

说明书

本实用新型公开一种海上风机基础、抗冰装置及风力发电机组；抗冰装置包括壳板、肘板、水密隔板、上圈梁和下圈梁，上圈梁和下圈梁分别与肘板的两端连接，肘板沿上圈梁和下圈梁周向均匀布置，水密隔板设置在肘板的中部，肘板的宽度从中心向两端逐渐减小，壳板关于水密隔板上下对称，壳板与肘板、上圈梁以及下圈梁连接，壳板为曲面与现有技术相比，该实用新型中的抗冰装置可以更有效地把浮冰的冲击力分解成与壳板垂直的支撑力，使浮冰的破坏模式由抗压破坏变成抗弯破坏；布置灵活，可以按照计算分析抗冰锥的尺寸和形状参数，沿主体结构外围布置，达到最佳效果；施工简单、快速，成本低。

技术领域

本实用新型属于海上风电机组运行维护技术领域，具体涉及一种海上风机基础、抗冰装置及风力发电机组。

背景技术

随着能源转型的要求，风电由于其技术成熟度以及较低的度电成本，已经成为绿色能源中发展最快的能源之一。而海上风电由于靠近电力消纳中心，不需要占用陆地面积，因此在最近几年的发展更受到社会各界的支持。

在海上风电场的建设中，在辽宁、河北、天津等沿海省份的海域中，由于气候的原因需要考虑基础结构遭受海冰的撞击作用。由于海冰的撞击力较大且冰载的作用模式多样，可能会导致海上风里发电机组的支撑结构的极限和疲劳受到较大的影响。因此，在有海冰的海域中设计风机基础时，需要设计成海冰先于结构遭到破坏。当前重冰区海域的大型钢结构建筑物抗冰装置的设计方法是在基础筒柱上的潮差段安装抗冰锥，当浮冰作用于椎体斜面时，浮冰的破坏模式由挤压破坏转变为弯曲破坏，因此抗冰锥有助于减小浮冰的撞击荷载。

然而，当前的抗冰锥设计极大增大了水线面，在没有浮冰时会增大波浪作用的极限载荷和疲劳载荷，从而造成基础筒柱的工程量更大以抵御波浪的载荷；并且，现有的抗冰锥设计斜面曲率不变，并没有最高效地减小浮冰的冲击力，不能保证不同厚度的浮冰都的破坏模式都为弯曲破坏。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种海上风机基础抗冰装置，既可以通过减少水线面达到减小波浪载荷的效果，可以通过抗冰锥壳板曲率的改变减小浮冰的冲击力，并且使得浮冰更容易发生弯曲破坏，最终起到降低冰载荷的作用。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种海上风机基础抗冰装置，包括壳板、肘板、水密隔板、上圈梁和下圈梁，上圈梁和下圈梁分别与肘板的两端连接，肘板沿上圈梁和下圈梁周向均匀布置，水密隔板设置在肘板的中部，肘板的宽度从中心向两端逐渐减小，壳板关于水密隔板上下对称，壳板与肘板、上圈梁以及下圈梁连接，壳板为曲面。

肘板与壳板的相交线为超椭圆曲线，满足下列公式：，m=n，m和n的取值范围均为[1.50,2.20]；x和y分别代表所述轮廓线上的任意一点在局部坐标系超椭圆长轴和短轴上的坐标值。

m=n=2，且a=b，壳板外轮廓线为标准圆。

肘板上开设减重孔。

壳板、肘板、水密隔板、上圈梁和下圈梁上设防腐层。

一种海上风机基础，包括筒形基础和抗冰装置，抗冰装置设置在筒形基础的外侧，筒形基础的外侧面与抗冰装置之间的空腔填充水泥浆，抗冰装置采用本实用新型所述的海上风机基础抗冰装置。

抗冰装置与筒形基础之间设置连接钢筋。

抗冰装置通过上圈梁和下圈梁与筒形基础连接，通过抗冰装置的高度可调。

一种风力发电机组，采用本实用新型所述的海上风机基础。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：