[发明专利]一种浅水条件下漂浮式新能源发电装置用系泊系统

说明书

本发明提出了一种浅水条件下漂浮式新能源发电装置用系泊系统，属于系泊系统的技术领域。本发明包括系泊缆索、阻尼器、配重块和浮筒，系泊缆索的一端连接有海面上的漂浮式新能源发电装置，另一端连接有海底上的锚点，靠近漂浮式新能源发电装置的一段为悬浮段，靠近锚点的一段为躺底段，躺底段的长度为悬浮段的长度的3‑6倍；阻尼器至少为一个并设置于悬浮段上；配重块为一个设置于悬浮段上并位于阻尼器的下方；浮筒为等间距排列的多个并设置于躺底段上。本发明提高了系泊缆索的柔性，减小了系泊缆索的刚度，为漂浮式新能源发电装置提供了足够的回复力，有效约束其在水平方向上的水面偏移幅度，特别适用于浅水条件下的漂浮式新能源发电装置。

技术领域

本发明涉及系泊系统的技术领域，特别是指一种浅水条件下漂浮式新能源发电装置用系泊系统。

背景技术

漂浮式新能源发电装置，例如：海上风机发电装置、海上光伏发电装置、海上波浪能发电装置及其混合发电装置等，又称为漂浮式新能源结构物。这种漂浮式新能源发电装置在海上由于受到外界风、浪、流等外界载荷的作用，需要有相应的系泊系统将其与海底相连接，系泊系统为新能源发电装置提供回复力矩，可以有效提高其稳定性，保证其安全在位工作。

海上漂浮式新能源发电装置的系泊系统通常是钢丝绳和钢链。我国黄海、东海、南海沿岸以及岛屿近岸海域的水深较浅，属于浅水环境，这种浅水环境的有效水深较小，漂浮式新能源发电装置的系泊结构在浅水环境下的设计难度较高。在浅水环境下，现有的系泊系统由于锚链悬挂在水中的长度相对较短，很难依靠自身质量形成悬链线效应，很难为海上漂浮式新能源发电装置提供足够的回复力，容易导致发电装置的位移超出安全范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种浅水条件下漂浮式新能源发电装置用系泊系统，旨在解决现有技术中海上漂浮式新能源发电装置的系泊系统在浅水环境下由于锚链悬挂在水中的长度相对较短很难为海上漂浮式新能源发电装置提供足够的回复力容易导致发电装置的位移超出安全范围的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一种浅水条件下漂浮式新能源发电装置用系泊系统，包括系泊缆索、阻尼器、配重块和浮筒；所述系泊缆索的一端连接有海面上的漂浮式新能源发电装置，所述系泊缆索的另一端连接有海底的锚点，所述系泊缆索在靠近所述漂浮式新能源发电装置的一段为悬浮段，所述系泊缆索在靠近所述锚点的一段为躺底段，所述躺底段的长度为所述悬浮段的长度的3-6倍；所述阻尼器至少为一个并设置于所述系泊缆索的悬浮段上；所述配重块为一个设置于所述系泊缆索的悬浮段上并位于所述阻尼器的下方；所述浮筒为多个设置于所述系泊缆索的躺底段上，多个所述浮筒等间距排列。

本发明在系泊缆索上依次设置了阻尼器、配重块和浮筒，系泊缆索分为悬浮段和躺底段；阻尼器设置在悬浮段，有效缓冲了系泊缆索张拉力过大时的冲击载荷，提高了系泊系统的柔性；阻尼器的下方设有配重块，配重块也设置在悬浮段，缩短了系泊缆索的长度，改善了系泊缆索的回复力曲线，减小了系泊系统的刚度，提高了系泊系统约束漂浮式新能源发电装置偏移的能力；多个浮筒设置在躺底段，形成一种类似弹簧的回复约束力机构，正常工作状态下，躺底段的长度为悬浮段的长度的3-6倍；当漂浮式新能源发电装置发生大偏移远离锚点时，系泊缆索将发生剧烈变化，大部分躺底段变成悬浮段，浮筒随系泊缆索一起悬垂，改善了系泊缆索的形态；当漂浮式新能源发电装置靠近锚点时，系泊缆索也将发生剧烈变化，悬浮段的一部分变成躺底段，配重块下沉，再次改善了系泊缆索的形态；这种回复约束力机构降低了大位移时系泊缆索的极限张拉力；这种系泊系统减小了系泊缆索的尺寸，结构稳定，可以为漂浮式新能源发电装置提供很好的水平方向约束能力，从而能够在水平方向上约束漂浮式新能源发电装置的水面偏移幅度，特别适用于浅水条件下的漂浮式新能源发电装置。