一种深海漂浮式风电系统的制作方法

1.本实用新型涉及海上风电基础的技术领域，具体涉及一种深海漂浮式风电系统。


背景技术：

2.我国海岸线辽阔，海上风力资源储备丰富，主要分布于深远海地区，开发前景广阔。海上风电按照基础形式，主要分为：重力式基础、单桩式基础、多桩式基础、三脚架式基础和漂浮式基础等，且随着近海资源的不断开发，近海水域的地域和环境限制，海上风电会逐渐往深海发展。
3.而在近海应用较多的桩基式风电基础，在走向深海后，所需成本大幅提高，漂浮式风电系统可以安装在深海中，所需的成本较低，成为未来海上风电走向深海化的发展趋势。
4.在海上漂浮式风电方面，授权公告号为cn112648149b的发明专利，公开了一种漂浮式海上风机系统，包括风电机组、塔筒、浮式平台和锚泊系统，浮式平台包括浮力舱组件和压载舱组件，所述压载舱组件布置在所述浮力舱组件的下侧，浮力舱组件包括中心浮力舱、至少三个周向间隔分布的角点浮力舱，以及设于所述中心浮力舱与所述角点浮力舱之间的连接浮力舱。
5.授权公告号为cn112648149b的发明专利，公开了海上漂浮式风机基础及海上风机，包括立柱式浮子组件和张力腿组件，立柱式浮子组件包括支撑端和连接端，张力腿组件包括张力腿和张力筋。
6.授权公告号为cn113266527b的发明专利，公开了一种漂浮式海上风电，包括风机机组、塔筒、支撑结构和系泊结构，支撑结构呈四方体框架结构，支撑结构包括底部浮筒、中心柱和四个侧边柱；四个所述侧边柱沿所述底部浮筒的周向间隔布置，支撑结构上的其中一个侧面呈敞口设置，且敞口位于支撑结构朝向下风向的位置处。
7.现有技术中的漂浮式海上风电平台，中心浮舱和外围浮舱之间采用桁架结构连接，受到强风时，桁架结构易于变形，且中心浮舱和外围浮舱产生的浮力不足时，不便添加浮力设备，不能增加中心浮舱和外围浮舱的浮力。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种深海漂浮式风电系统，可以任意调节中心浮力舱的浮力大小，使桁架具有浮力，桁架不易受力变形，装配式设计，便于拆卸小浮桶。
9.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：包括塔筒、风电机组和锚泊系统，所述风电机组安装在塔筒的上端，其中，还包括：
10.中心浮力舱，所述塔筒的下端安装在中心浮力舱上表面的中心位置，所述中心浮力舱下表面的中心位置处安装有配重仓；
11.副浮力舱，所述副浮力舱至少具有三个，至少三个所述副浮力舱均通过桁架与中心浮力舱连接，至少三个所述副浮力舱均匀分布在以中心浮力舱为中心的同一圆周上；
12.若干小浮桶，所述中心浮力舱和桁架的底部均与若干小浮桶可拆卸连接。
13.通过采用上述技术方案， 若干小浮桶便于在中心浮力舱或桁架上安装或拆卸，用于提高中心浮力舱与桁架的浮力，抬高浮心，可以根据所需浮力的浮力大小，合理小浮桶的位置和数量。在桁架底部安装小浮桶，使得桁架具有浮力，在受到强风吹扫时，浮力抵消桁架的部分重力，可避免桁架的受力变形，保证整个风电基础的稳定。
14.优选的，所述中心浮力舱上表面安装有下法兰，所述塔筒的下端安装有上法兰，所述上法兰和下法兰通过螺栓连接。
15.通过采用上述技术方案，可将设备拖运至深海区域，在现场安装塔筒和风电风机，法兰可将塔筒牢固的安装在中心浮力舱上。
16.优选的，所述锚泊系统包括锚链和沉底部，所述沉底部固定在海底，所述锚链的一端与沉底部连接，所述副浮力舱的底部均设有锚链安装孔，所述锚链的另一端与锚链安装孔连接。
17.通过采用上述技术方案，沉底部埋设在海底，每个副浮力舱均连接一个锚泊系统，锚链将副浮力舱与海底之间牢固连接，保证风电基础的稳定，锚泊系统的成本低。
18.优选的，所述中心浮力舱和桁架通过浮桶连接装置与若干小浮桶连接，所述浮桶连接装置包括圆筒和钢棒，所述圆筒的下端开口，所述圆筒内壁开设内螺纹，所述钢棒外壁设有外螺纹，若干所述圆筒上端分别固定在中心浮力舱或桁架的底部，若干钢棒分别固定在若干小浮桶的上表面，所述钢棒和圆筒螺纹连接。
19.通过采用上述技术方案，浮桶连接装置便于浮桶在中心浮力舱和桁架上安装和拆卸，结构简单，使用方便。
20.优选的，所述中心浮力舱包括若干浮箱，所述若干浮箱均为中空的箱体结构，相邻的两个浮箱之间通过连接件相连接，所述若干浮箱的上表面形成平台。
21.通过采用上述技术方案，中心浮力舱由若干浮箱依次相连而成，便于工厂预制，可拖运至深海后，再组装中心浮力舱，便于拖运，根据所需浮力的大小，合理控制浮箱的数量。
22.优选的，所述连接件包括螺栓、钢板和紧固螺母，每个所述浮箱顶部的边缘处均预埋有螺栓，相邻的两个所述浮箱的两个螺栓上套设有一个钢板，所述螺栓上螺纹连接有紧固螺母。
23.通过采用上述技术方案，连接件便于浮箱之间的快速连接，提高施工效率，降低施工时间。
24.与相关技术相比较，本实用新型提供的深海漂浮式风电系统具有如下有益效果：
25.1、本实用新型采用中心浮力舱、桁架和副浮力舱作为风电基础，结构稳定，在中心浮力舱和桁架的底部均可拆卸的安装有若干小浮桶，提高中心浮力舱与桁架的浮力，抬高浮心，可以根据所需浮力的浮力大小，合理小浮桶的位置和数量。在桁架底部安装小浮桶，使得桁架具有浮力，在受到强风吹扫时，浮力抵消桁架的部分重力，可避免桁架的受力变形，保证整个风电基础的稳定。
26.2、中心浮力舱由若干浮箱依次连接而成，便于预制和组装，维护方便，可以根据需要，调节中心浮力舱的体积及浮力。
附图说明
27.图1为深海漂浮式风电系统的结构示意图；
28.图2为图1中a处的放大图；
29.图3为两个浮箱连接的结构示意图。
30.附图标记：1、塔筒；11、加强筋；2、风电机组；21、风机机舱；22、叶片；3、锚泊系统；31、锚链；32、沉底部；4、中心浮力舱；41、浮箱； 5、配重仓；6、副浮力舱；7、桁架；8、小浮桶；9、浮桶连接装置； 10、连接件；101、螺栓；102、钢板；103、紧固螺母。
实施方式
31.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。
32.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语
“ꢀ
上”、
“ꢀ
下”、
“ꢀ
左”、
“ꢀ
右”、等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制
33.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语
“ꢀ
安装”、
“ꢀ
设置”、
“ꢀ
连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.请参阅图1、图2所示，本实用新型实施例提供的深海漂浮式风电系统，包括：塔筒1、风电机组2、锚泊系统3和风电基础，塔筒1为中空结构，塔筒1的上端安装风电机组2，风电机组2包括风机机舱21和叶片22，风机机舱21与塔筒1的上端连接，风机机舱21与叶片22机械转动连接。
35.风电基础包括中心浮力舱4、桁架7和副浮力舱6，副浮力舱6至少具有三个，因此桁架7也至少具有三个，每一副浮力舱6均通过一个桁架7与中心浮力舱4连接。中心浮力舱4和副浮力舱6的侧壁上均预留有安装槽（图中未示出），桁架7的两端分别插入中心浮力舱4和副浮力舱6上的安装槽内，可将桁架7通过螺栓101安装在安装槽内，或者焊接在安装槽内。
36.中心浮力舱4和副浮力舱6内均设置有压载水调节装置（图中未示出）。中心浮力舱4的上表面的中心位置安装有下法兰（图中未示出），塔筒1的下端安装有上法兰（图中未示出），上法兰和下法兰的形状相同，上法兰和下法兰之间采用螺栓101连接，以将塔筒1牢固的安装在中心浮力舱4上。塔筒1和中心浮力舱4之间斜拉有加强筋11，加强塔筒1的结构强度。
37.至少三个副浮力舱6均匀分布在中心浮力舱4为中心的同一圆周上，至少三个副浮力舱6用于提高中心浮力舱4的稳定性，降低中心浮力舱4受风力影响产生的较大波动。
38.为了提高或调节风电基础的浮力，在中心浮力舱4和桁架7的底部均可拆卸的安装有若干小浮桶8，若干小浮桶8均呈密闭的筒体结构。中心浮力舱4和桁架7均通过浮桶连接装置9与若干小浮桶8可拆卸连接，浮桶连接装置9包括圆筒和钢棒，圆筒的下端开口，在圆筒的内壁上开设有内螺纹，钢棒的外壁上设有外螺纹，外螺纹和内螺纹相配合。将若干圆筒的上端分别固定在中心浮力舱4或桁架7待安装的小浮桶8的节点，将若干钢棒分别固定在若干小浮桶8的上表面，在安装小浮桶8时，将钢棒插入圆筒内，旋转小浮桶8，即可使得钢棒和圆筒螺纹连接，结构简单，安装方便，提高中心浮力舱4与桁架7的浮力，抬高浮心，可以根
据所需浮力的浮力大小，合理小浮桶8的位置和数量。在桁架7底部安装小浮桶8，使得桁架7具有浮力，在受到强风吹扫时，浮力抵消桁架7的部分重力，可避免桁架7的受力变形，保证整个风电基础的稳定。
39.进一步，锚泊系统3包括锚链31和沉底部32，沉底部32固定在海底，副浮力舱6的底部均设有锚链安装孔，锚链31的一端与沉底部32连接，锚链31的另一端与副浮力舱6上的锚链安装孔连接，沉底部32可采用锚碇沉块、锚桩或抓力锚结构。中心浮力舱4也通过锚泊系统3连接于海底。
40.还有，中心浮力舱4采用若干浮箱41组装而成，若干浮箱41均为中空的箱体结构，相邻的两个浮箱41之间通过连接件 10相连接，使得若干浮箱41的上表面形成一个整体的平台。在平台上可以铺设甲板，甲板上安装塔筒1和一些附属设施。
41.为了提高中心浮力舱4的结构强度，在中心浮力舱4的外围采用紧固带缠绕几周，可避免个别浮箱41的脱落。
42.进一步优化上述实施例，连接件 10包括螺栓101、钢板102和紧固螺母103，每个浮箱41顶部的边缘处均预埋有螺栓101，钢板102上设有两个圆孔，相邻的两个浮箱41上的两个螺栓101上套设有钢板102，利用钢板102将相邻的两个浮箱41连接在一起，螺栓101上连接有紧固螺母103，起到对钢板102的限位作用。
43.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
44.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种深海漂浮式风电系统，包括塔筒(1)、风电机组(2)和锚泊系统(3)，所述风电机组(2)安装在塔筒(1)的上端，其特征在于，还包括:中心浮力舱(4)，所述塔筒(1)的下端安装在中心浮力舱(4)上表面的中心位置，所述中心浮力舱(4)下表面的中心位置处安装有配重仓(5)；副浮力舱(6)，所述副浮力舱(6)至少具有三个，至少三个所述副浮力舱(6)均通过桁架(7)与中心浮力舱(4)连接，至少三个所述副浮力舱(6)均匀分布在以中心浮力舱(4)为中心的同一圆周上；若干小浮桶(8)，所述中心浮力舱(4)和桁架(7)的底部均与若干小浮桶(8)可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的深海漂浮式风电系统，其特征在于，所述中心浮力舱(4)上表面安装有下法兰，所述塔筒(1)的下端安装有上法兰，所述上法兰和下法兰通过螺栓(101)连接。3.根据权利要求1所述的深海漂浮式风电系统，其特征在于，所述锚泊系统(3)包括锚链(31)和沉底部(32)，所述沉底部(32)固定在海底，所述锚链(31)的一端与所述沉底部(32)连接，所述副浮力舱(6)的底部均设有锚链安装孔，所述锚链(31)的另一端与锚链安装孔连接。4.根据权利要求1所述的深海漂浮式风电系统，其特征在于，所述中心浮力舱(4)和桁架(7)通过浮桶连接装置(9)与若干小浮桶(8)连接，所述浮桶连接装置(9)包括圆筒和钢棒，所述圆筒的下端开口，所述圆筒内壁开设内螺纹，所述钢棒外壁设有外螺纹，若干所述圆筒上端分别固定在中心浮力舱(4)或桁架(7)的底部，若干钢棒分别固定在若干小浮桶(8)的上表面，所述钢棒和圆筒螺纹连接。5.根据权利要求1所述的深海漂浮式风电系统，其特征在于，所述中心浮力舱(4)包括若干浮箱(41)，所述若干浮箱(41)均为中空的箱体结构，相邻的两个浮箱(41)之间通过连接件(10)相连接，所述若干浮箱(41)的上表面形成平台。6.根据权利要求5所述的深海漂浮式风电系统，其特征在于，所述连接件(10)包括螺栓(101)、钢板(102)和紧固螺母(103)，每个所述浮箱(41)顶部的边缘处均预埋有螺栓(101)，相邻的两个所述浮箱(41)的两个螺栓(101)上套设有一个钢板(102)，所述螺栓(101)上螺纹连接有紧固螺母(103)。

技术总结
本实用新型公开了一种深海漂浮式风电系统，涉及海上风电的技术领域，包括塔筒、风电机组和锚泊系统，还包括:中心浮力舱，塔筒的下端安装在中心浮力舱上表面的中心位置；副浮力舱，副浮力舱至少具有三个，至少三个副浮力舱均通过桁架与中心浮力舱连接，至少三个副浮力舱均匀分布在以中心浮力舱为中心的同一圆周上；若干小浮桶，中心浮力舱和桁架的底部均与若干小浮桶可拆卸连接。小浮桶提高中心浮力舱与桁架的浮力，抬高浮心，可以根据所需浮力的浮力大小，合理小浮桶的位置和数量。在桁架底部安装小浮桶，使得桁架具有浮力，在受到强风吹扫时，浮力抵消桁架的部分重力，可避免桁架的受力变形，保证整个风电基础的稳定。保证整个风电基础的稳定。保证整个风电基础的稳定。


技术研发人员：王华峰 张荣 尹淑彦 陶丽
受保护的技术使用者：上海众氢新能源科技有限公司
技术研发日：2023.02.09
技术公布日：2023/6/17