單柱式平臺風(fēng)電裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種單柱式平臺，呈圓柱形，漂浮在深海以及超深海區(qū)域，通過多組系泊索與設(shè)置在海底的樁基連接，用于支撐海上作業(yè)設(shè)備，其特征在于，具有：重心段，側(cè)壁與多組系泊索連接，用于容納單柱式平臺的壓載物；打孔段，下端與重心段的上端剛性連接，用于降低單柱式平臺受到的波浪以及海流載荷；以及漂浮段，為空心結(jié)構(gòu)，漂浮段的下端與打孔段的上端剛性連接，用于提供單柱式平臺的浮力，其中，打孔段設(shè)置有多級孔，孔采用分形學(xué)結(jié)構(gòu)排列。
【專利說明】
單柱式平臺風(fēng)電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及海洋工程技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種單柱式平臺風(fēng)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著能源問題的日益突出和工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，風(fēng)電廠已經(jīng)由陸向海發(fā)展，海 上風(fēng)電由淺海向深海及超深海發(fā)展已成為未來風(fēng)能發(fā)展的必然趨勢。
[0003] 海上風(fēng)電廠的建設(shè)可W向深水區(qū)發(fā)展，主要依靠漂浮式的平臺，顯然，平臺結(jié)構(gòu)的 穩(wěn)定性是海上風(fēng)電廠安全運(yùn)行的最根本保障，單柱式平臺是目前比較有代表性的漂浮式風(fēng) 力機(jī)平臺，其具有較小的水線面積和低重屯、特點(diǎn)使其在風(fēng)、浪W及海流載荷下能夠保持穩(wěn) 定性。
[0004] 但是，傳統(tǒng)的單柱式平臺主體為圓柱，雖在其圓柱面上設(shè)置了螺旋形側(cè)板，還是易 產(chǎn)生卡口滿街效應(yīng)而引起振動，從而加劇平臺主體振動降低其穩(wěn)定性;平臺尺寸較大，海浪 W及海流流經(jīng)平臺時會受到較大阻力，同樣，海浪、海流給平臺主體的反作用力會增大平臺 的運(yùn)動;為保持平臺的穩(wěn)定性，較低的重屯、需要較大的平臺尺寸，平臺建設(shè)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種單柱式平臺風(fēng)電裝置， 用于降低主體振動從而利用海上風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電。
[0006] 本發(fā)明提供了一種單柱式平臺，呈圓柱形，漂浮在深海W及超深海區(qū)域，通過多組 系泊索與設(shè)置在海底的粧基連接，用于支撐海上作業(yè)設(shè)備，其特征在于，具有:重屯、段，側(cè)壁 與多組系泊索連接，用于容納單柱式平臺的壓載物；打孔段，下端與重屯、段的上端剛性連 接，用于降低單柱式平臺受到的波浪W及海流載荷；W及漂浮段，為空屯、結(jié)構(gòu)，漂浮段的下 端與打孔段的上端剛性連接，用于提供單柱式平臺的浮力，其中，打孔段設(shè)置有多級孔，孔 采用分形學(xué)結(jié)構(gòu)排列。
[0007] 在本發(fā)明提供的單柱式平臺中，還可W具有運(yùn)樣的特征:其中，孔的級數(shù)為Ξ級， 包含:第一級孔，均勻分布在打孔段上，第一級孔的孔徑為打孔段的直徑的!~^ ;第二級 孔，等間距設(shè)置在第一級孔的四周，第二級孔的孔徑為第一級孔的孔徑的^~^;第立級孔， 等間距設(shè)置在第二級孔的四周，第Ξ級孔的孔徑為第二級孔的孔徑的!~
[0008] 在本發(fā)明提供的單柱式平臺中，還可W具有運(yùn)樣的特征:其中，孔的形狀為矩形、 圓、Ξ角形、梯形、平行四邊形W及菱形中任意一種。
[0009] 在本發(fā)明提供的單柱式平臺中，還可W具有運(yùn)樣的特征：其中，孔的級數(shù)為2~6 級。
[0010] 在本發(fā)明提供的單柱式平臺中，還可W具有運(yùn)樣的特征:其中，漂浮段在所述單柱 式平臺的主體與水面線的交界處設(shè)置有修理臺。
[0011] 本發(fā)明還提供了一種單柱式平臺風(fēng)電裝置，設(shè)置在深海W及超深海區(qū)域，用于利 用海上風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電，其特征在于，具有:粧基，設(shè)置在深海W及超深海的海底，用于固定海 底設(shè)備；多組系泊索，一端與粧基連接，用于固定海上漂浮設(shè)備;單柱式平臺，呈圓柱形，漂 浮在深海W及超深海區(qū)域，通過多組系泊索與設(shè)置在海底的粧基連接，用于支撐海上作業(yè) 設(shè)備；W及風(fēng)力發(fā)電機(jī)，下端固定在單柱式平臺上，用于利用海上風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電，包括:若干 個葉片，用于利用海上風(fēng)力并在其帶動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn);輪穀，一端與若干個葉片連接;發(fā)電機(jī) 組，中軸與輪穀的主軸連接，用于發(fā)電;塔架，與發(fā)電機(jī)組連接，用于支撐發(fā)電機(jī)組，其中，單 柱式平臺為權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)的單柱式平臺。
[0012] 在本發(fā)明提供的單柱式平臺風(fēng)電裝置中，還可W具有運(yùn)樣的特征:其中，系泊索有 Ξ組，每組由兩根系泊索組成，采用半張緊懸鏈?zhǔn)较挡?，每根系泊索采用錯鏈-鋼纜-錯鏈的 形式，相鄰兩組系泊索間的角度為120°，同一組中相鄰兩根系泊索間角度為10°。
[0013] 發(fā)明的作用與效果
[0014] 根據(jù)本發(fā)明所設(shè)及的單柱式平臺，由于具有打孔段，打孔段上設(shè)置有分型學(xué)結(jié)構(gòu) 排列的孔，使其具有如下有益效果:海流可從孔隙中流進(jìn)與流出，減少了海流對平臺的沖擊 力，W及由滿街效應(yīng)產(chǎn)生的滿激力；在強(qiáng)度上具有較強(qiáng)的抗拉壓性能，且具有較強(qiáng)的穩(wěn)定 性；降低了材料使用率，減少平臺成本消耗;使單柱式平臺的重屯、降低，從而達(dá)到減小平臺 運(yùn)動、提高安全性的目的。
[0015] 因?yàn)楸景l(fā)明的單柱式平臺風(fēng)電裝置是由上述單柱式平臺構(gòu)成的，所W本發(fā)明的單 柱式平臺風(fēng)電裝置能夠在深海W及超深海區(qū)域穩(wěn)定工作。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中的單柱式平臺風(fēng)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；W及圖2是本發(fā)明 的實(shí)施例中的打孔段的局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，W下實(shí) 施例結(jié)合附圖對本發(fā)明單柱式平臺風(fēng)電裝置作具體闡述。
[0018] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中的單柱式平臺風(fēng)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 如圖1所示，單柱式平臺風(fēng)電裝置100設(shè)置在深海W及超深海區(qū)域，它具有粧基10、 系泊索20、單柱式平臺30W及風(fēng)力發(fā)電機(jī)40,能夠利用海上風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電。
[0020] 粧基10設(shè)置在深海W及超深海的海底，采用的是鋼結(jié)構(gòu)，能夠?yàn)楹５自O(shè)備提供固 定。
[0021] 系泊索20-端與粧基10連接，系泊索20有Ξ組，每組由兩根系泊索20組成，采用半 張緊懸鏈?zhǔn)较挡?，每根系泊?0采用錯鏈-鋼纜-錯鏈的形式，相鄰兩組系泊索間的角度為 120°，同一組中相鄰兩根系泊索間的角度為10°。
[0022] 單柱式平臺30呈圓柱形，材料為鋼，它漂浮在深海W及超深海區(qū)域，通過多組系泊 索20與設(shè)置在海底的粧基10連接，用于支撐海上作業(yè)設(shè)備，單柱式平臺30具有重屯、段31、打 孔段32W及漂浮段33。
[0023] 重屯、段31的側(cè)壁與多組系泊索20相連接，用來容納單柱式平臺30的壓載物，它位 于單柱式平臺30的主體的底部。重屯、段31的底部為實(shí)屯、，內(nèi)部填充有水泥。
[0024] 打孔段32的下端與重屯、段31的上端剛性連接，用來降低單柱式平臺受到的波浪W 及海流載荷。
[0025] 圖2是本發(fā)明的實(shí)施例中的打孔區(qū)的局部放大圖。
[0026] 如圖2所示，打孔段32上設(shè)置有的多級孔，孔的形狀為圓，孔的形狀還可W為矩形、 Ξ角形、梯形、平行四邊形W及菱形中任意一種，孔是采用分形學(xué)的結(jié)構(gòu)在打孔段32上排 列，孔有2~6級，在本實(shí)施例中，孔有Ξ級。
[0027] 孔包含第一級孔321、第二級孔322W及第Ξ級孔323,第一級孔321的孔徑為打孔 段32的直徑的1第二級孔322是等間距設(shè)置在第一級孔321的四周，第二級孔322的孔 3 10 徑為第一級孔321直徑的~第Ξ級孔323是等間距設(shè)置在第二級孔322的四周，第Ξ級 孔323的孔徑為第二級孔322直徑的^~在本實(shí)施例中，第一級孔321的孔徑為打孔段32 的直徑的第二級孔322的孔徑為第一級孔321直徑的第Ξ級孔323的孔徑為第二級孔 5 J 322直徑的
[002引如圖1所示，漂浮段33為空屯、結(jié)構(gòu)，它的下端與打孔段32的上端剛性連接，用于提 供單柱式平臺30的浮力，漂浮段33與海面的交界處設(shè)置有圖中未顯示的修理臺，修理臺用 來?？看?，W便工作人員對單柱式平臺30進(jìn)行修理。
[0029] 風(fēng)力發(fā)電機(jī)40的下端固定在單柱式平臺30上，用來利用海上風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電，它包 括:葉片41、輪穀42、發(fā)電機(jī)組43W及塔架44。
[0030] 葉片41用來利用海上風(fēng)力，并在海上風(fēng)力的帶動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在本實(shí)施例中，葉片 41有3片。
[0031] 輪穀42的一端與葉片41通過螺栓連接，用來固定住葉片41，在旋轉(zhuǎn)的葉片41的帶 動下，輪穀42的主軸旋轉(zhuǎn)。
[0032] 發(fā)電機(jī)組43的中軸與輪穀42的主軸通過圖中未顯示的聯(lián)軸器連接，在輪穀42的主 軸帶動下，發(fā)電機(jī)組43的中軸旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行發(fā)電。
[0033] 塔架44和發(fā)電機(jī)組43連接，它能夠支撐起發(fā)電機(jī)組43,讓其保持平穩(wěn);塔架44的下 端固定在單柱式平臺30上，從而保證整個風(fēng)力發(fā)電機(jī)40的穩(wěn)定。
[0034] 實(shí)施例的作用與效果
[0035] 根據(jù)本實(shí)施例所設(shè)及的單柱式平臺，由于具有打孔段，打孔段上設(shè)置有分型學(xué)結(jié) 構(gòu)排列的孔，使其具有如下有益效果:海流可從孔隙中流進(jìn)與流出，減少了海流對平臺的沖 擊力，W及由滿街效應(yīng)產(chǎn)生的滿激力;在強(qiáng)度上具有較強(qiáng)的抗拉壓性能，且具有較強(qiáng)的穩(wěn)定 性；降低了材料使用率，減少平臺成本消耗;使單柱式平臺的重屯、降低，從而達(dá)到減小平臺 運(yùn)動、提高安全性的目的。
[0036] 本發(fā)明的單柱式平臺能夠支撐起風(fēng)力發(fā)電機(jī)，因此本發(fā)明的單柱式平臺風(fēng)電裝置 能夠在深海w及超深海區(qū)域穩(wěn)定工作。
[0037] 另外，在本實(shí)施例中，修理臺設(shè)置在與海面的交界處，可W方便工作人員對風(fēng)力發(fā) 電機(jī)W及單柱式平臺進(jìn)行修理，同時也可作為船舶臨時停靠點(diǎn)。
[0038] W上實(shí)施例僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，不對本發(fā)明進(jìn)行限制。而依據(jù)本發(fā)明 的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種單柱式平臺，呈圓柱形，漂浮在深海W及超深海區(qū)域，通過多組系泊索與設(shè)置在 海底的粧基連接，用于支撐海上作業(yè)設(shè)備，其特征在于，具有： 重屯、段，側(cè)壁與所述多組系泊索連接，用于容納所述單柱式平臺的壓載物； 打孔段，下端與所述重屯、段的上端剛性連接，用于降低所述單柱式平臺受到的波浪W 及海流載荷；W及 漂浮段，為空屯、結(jié)構(gòu)，所述漂浮段的下端與所述打孔段的上端剛性連接，用于提供所述 單柱式平臺的浮力， 其中，所述打孔段設(shè)置有多級孔，所述孔采用分形學(xué)結(jié)構(gòu)排列。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單柱式平臺，其特征在于： 其中，所述孔的級數(shù)為Ξ級，包含:第一級孔，均勻分布在所述打孔段上，所述第一級孔 的孔徑為所述打孔段的直徑的^~第二級孔，等間距設(shè)置在所述第一級孔的四周，所述 第二級孔的孔徑為所述第一級孔的孔徑的^~第Ξ級孔，等間距設(shè)置在所述第二級孔的 四周，所述第Ξ級孔的孔徑為所述第二級孔的孔徑的^~3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單柱式平臺，其特征在于： 其中，所述孔的形狀為矩形、圓、Ξ角形、梯形、平行四邊形W及菱形中任意一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單柱式平臺，其特征在于： 其中，所述孔的級數(shù)為2~6級。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單柱式平臺，其特征在于： 其中，所述漂浮段與海面的交界處設(shè)置有修理臺。6. -種單柱式平臺風(fēng)電裝置，設(shè)置在深海W及超深海區(qū)域，用于利用海上風(fēng)力進(jìn)行發(fā) 電，其特征在于，具有： 粧基，設(shè)置在深海W及超深海的海底，用于固定海底設(shè)備； 多組系泊索，一端與所述粧基連接，用于固定海上漂浮設(shè)備； 單柱式平臺，呈圓柱形，漂浮在深海W及超深海區(qū)域，通過所述多組系泊索與設(shè)置在海 底的所述粧基連接，用于支撐海上作業(yè)設(shè)備；W及 風(fēng)力發(fā)電機(jī)，下端固定在所述單柱式平臺上，用于利用海上風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電，包括:若干 個葉片，用于利用海上風(fēng)力并在其帶動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn);輪穀，一端與所述若干個葉片連接;發(fā) 電機(jī)組，中軸與所述輪穀的主軸連接，用于發(fā)電;塔架，與所述發(fā)電機(jī)組連接，用于支撐所述 發(fā)電機(jī)組， 其中，所述單柱式平臺為權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述的單柱式平臺。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的單柱式平臺風(fēng)電裝置，其特征在于： 其中，所述系泊索有Ξ組，每組由兩根所述系泊索組成，采用半張緊懸鏈?zhǔn)较挡?，每?所述系泊索采用錯鏈-鋼纜-錯鏈的形式，相鄰兩組所述系泊索間的角度為120°，同一組中 相鄰兩根所述系泊索間角度為10°。
【文檔編號】F03D9/25GK105836062SQ201610202577
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】丁勤衛(wèi), 李春, 陽君, 葉舟, 郝文星, 楊陽, 葉柯華
【申請人】上海理工大學(xué)