[发明专利]一种多浮体半潜式风机基础

说明书

本发明提供一种多浮体半潜式风机基础，包括：浮体结构，包括主立柱、多根侧立柱、环状连桥、桁架结构、压载舱和压浪板，所述主立柱安装在压载舱上并垂直于压载舱的圆心布置，用于安装风电机组以及支撑风机；所述多根侧立柱安装在压载舱上，形成包围式分布在主立柱的外围圆周方向上，侧立柱的顶部为密封结构；所述主立柱与所述多根侧立柱之间通过桁架结构相连，所述多根侧立柱之间通过环状连桥相连；所述压浪板设置在压载舱下缘，所述压载舱的内部具有容纳腔室；锚链系统，由多个锚链构成，锚链安装在压浪板上。本发明通过一些结构形式的改变增加了基础的整体稳定性；多浮体形式的设计，使风机基础的能够更好的应对复杂海况。

技术领域

本发明涉及海上风力发电、清洁能源开发与利用技术领域，具体而言，尤其涉及一种多浮体半潜式风机基础。

背景技术

随着世界经济的高速发展，人类对于能源的需求不断上升，因此对电能的需求也出现了明显的增长。风能作为一种可再生的清洁能源，越来越受到世界各国的重视。风力发电相较于其他新能源，例：太阳能、生物质能等新能源技术更为成本低廉、成熟、对环境的影响因素更小，因此发展速度也走到了其他新能源技术的前列。

海上风电有着风能更大，风速更加平稳，可以短距离输电的特点，所以全球风能开发逐渐向海上转移。同时漂浮式海上风机基础较固定式优势有显著的经济性优势，所处的水域也有着更优质的风资源。由于海上风机基础处于情况复杂的海上，还有较多不确定因素和额外载荷，例如：风机基础的自重；波浪载荷；水流载荷；风载荷；寒冰地区存在的冰载荷作用等，因而基础设计较陆上风机更为复杂，基础结构形式也由海况的变化而变的多样化，所以，风机基础设计成了海上风电场设计的关键技术之一。

近年来海上风机基础，以基础与海床固定形式为依据划分为：固定式(适应的水深在0～50m)、漂浮式(主要用于50m以上水深海域)。浮式基础属于柔性支撑结构，能有效降低系统固有频率。与固定式基础相比，其成本较低，容易运输，而且能够扩展现有海上风电场的范围。国际上常见漂浮式风力机基础有立柱型基础(Spar)、半潜式型基础(Semi-sub)和张力腿型基础(TLP)等。半潜型式风机基础一般由三到四根立柱、系泊锚链、横梁等结构组成。此结构具有适用水深范围广、安装难度小等优点，但易受到极端波浪条件的影响，稳定性难以保证。本发明经过改进的新型多浮体半潜式风机基础使平台有良好的抗倾稳定性、垂荡性能(升沉运动)和水动力性能。

发明内容

根据上述提出的半潜型式风机基础易受到极端波浪条件的影响，稳定性难以保证的技术问题，而提供一种多浮体半潜式风机基础。本发明主要利用设计的浮体结构，从而增加了基础的整体稳定性，多浮体形式的设计，使风机基础的能够更好的应对复杂海况。

本发明采用的技术手段如下：

一种多浮体半潜式风机基础，其特征在于，包括：

浮体结构，包括主立柱、多根侧立柱、环状连桥、桁架结构、压载舱和压浪板，所述主立柱安装在压载舱上并垂直于压载舱的圆心布置，用于安装风电机组以及支撑风机；所述多根侧立柱安装在压载舱上，形成包围式分布在主立柱的外围圆周方向上，侧立柱的顶部为密封结构；所述主立柱与所述多根侧立柱之间通过桁架结构相连，所述多根侧立柱之间通过环状连桥相连；所述压浪板设置在压载舱下缘，所述压载舱的内部具有容纳腔室；

锚链系统，由多个锚链构成，锚链安装在压浪板上。

进一步地，所述主立柱的内部填置钢筋混泥土，主立柱的高度高于风机的叶片直径，避免在安装过程中风机叶片在旋转时伤到人以及在风机运作中与浮基础接触造成结构的损伤。

进一步地，所述侧立柱设有5根，呈圆筒状，5根侧立柱关于压载舱的圆心呈周向五边形分布，相邻两个侧立柱间的夹角为72°；所述侧立柱内部腔室区域设计为压载水舱，与下端的压载舱内部容纳腔室相互贯通，用来调节吃水，以此降低基础重心和提高基础整体稳定性；高度必须足够高，否则不容易进行压载水调节整体结构的稳心。