[发明专利]消涡消能海上风电基础防冲刷装置

说明书

本发明公开了一种消涡消能海上风电基础防冲刷装置，包括桩基础、转动组件和若干消涡部件，转动组件包括滑动部件和若干消能部件，滑动部件环绕桩基础设置，消能部件与滑动部件相连并向外伸出，消能部件沿滑动部件围绕桩基础可转动地设置，消涡部件与桩基础的外周面相互固定并相对桩基础向外突出，若干消涡部件至少在桩基础的周向上间隔设置，消涡部件的至少一部分位于海床面的上方。本发明提供的消涡消能海上风电基础防冲刷装置具有消能部件和消涡部件，消能部件将水流动能转化为消能部件的机械能，消涡部件有效的破坏马蹄涡结构，全方位的减弱桩基础周围马蹄涡和脱落涡强度，有效的减少桩基周围土体的冲刷。

技术领域

本发明涉及海上风电技术领域，尤其是涉及一种消涡消能海上风电基础防冲刷装置。

背景技术

海上风机主要由基础、塔架、机舱、叶片组成。其中，风机基础的稳定性对海上风机安全运行至关重要。我国的海上风电场中约65％的支撑结构采用了单桩基础。单桩基础具有结构简单、施工方便等优势，已成为海上风电领域最主要的基础结构型式。由于桩体的存在，易在桩基础的上游产生马蹄涡，在桩基础的下游产生脱落涡，这些流动涡结构与桩周的土体相互作用，引起海床表层土体被水流裹挟并移运，导致桩基周围的土层受到冲刷，进而导致桩周产生冲刷坑。桩周冲刷对单桩基础的稳定性产生不利影响，为保障海上风机安全运行，海上风电基础冲刷防护具有重要意义。

相关技术中常见的防冲刷措施主要可分为主动防护和被动防护。主动防护措施的原理是消减来流强度，减小桩基局部冲刷的涡结构强度。常见的主动防护方案包括护圈防护、牺牲桩防护、下游石板防护等。被动防护方案的原理是在桩基础周围铺设加固层，从而提高桩周泥沙的抗冲刷性能。但是上述海上风电基础冲刷防护存在功能少、防冲刷效果差的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种消涡消能海上风电基础防冲刷装置。

本发明实施例的消涡消能海上风电基础防冲刷装置包括：桩基础，桩基础的底部埋入海床；转动组件，所述转动组件设在所述桩基础的位于海平面与海床面之间的部分上，所述转动组件包括滑动部件和若干消能部件，所述滑动部件环绕所述桩基础设置，所述消能部件与所述滑动部件相连并向外伸出，若干所述消能部件在所述桩基础的周向上间隔设置，所述消能部件沿所述滑动部件围绕所述桩基础可转动地设置；若干消涡部件，所述消涡部件与所述桩基础的外周面相互固定并相对所述桩基础向外突出，若干所述消涡部件至少在所述桩基础的周向上间隔设置，所述消涡部件的至少一部分位于所述海床面的上方。

本发明实施例提供的消涡消能海上风电基础防冲刷装置具有消能部件和消涡部件，消能部件能将水流动能转化为消能部件的机械能，消涡部件能有效的破坏马蹄涡结构，因此本发明提供的海上风电基础防冲刷装置能全方位的减弱桩基础周围马蹄涡和脱落涡强度，有效的减少桩基周围土体的冲刷，并且结构简单、易安装，无需在桩基础上开孔，能够保持桩基础的完整性。

在一些实施例中，所述滑动部件为滑动轴承，所述滑动轴承的内环与所述桩基础相互固定，所述消能部件与所述滑动轴承的外环的外周面相连并向外伸出，所述消能部件在海流的冲击作用下带动所述外环围绕所述桩基础转动；或者，所述滑动部件为滑轨，所述滑轨限定出环绕所述桩基础的环形轨道，所述消能部件可滑动地与所述滑轨相连并在海流的冲击作用下沿所述环形轨道滑动。

在一些实施例中，海上风电基础防冲刷装置包括若干连接杆，所述若干连接杆与所述若干消能部件一一对应，所述连接杆具有第一端和第二端，所述连接杆的第一端与所述滑动部件的外周面相连，所述连接杆的第二端与所述消能部件相连，所述连接杆沿所述桩基础的径向延伸。

在一些实施例中，所述消能部件的一部分凹陷形成凹槽，所述凹槽的开口朝向与所述桩基础的周向相切。

在一些实施例中，若干所述消能部件的凹槽开口朝向均沿逆时针方向或者顺时针方向；或者，一部分所述消能部件的凹槽开口朝向沿逆时针方向，另一部分所述消能部件的凹槽开口朝向沿顺时针方向。