一种漂浮式风机的摆锤式系泊装置和漂浮式风机的制作方法

1.本技术涉及系泊装置领域，特别是涉及一种漂浮式风机的摆锤式系泊装置和漂浮式风机。


背景技术：

2.由于我国近海海域大陆架平缓，水深相对较浅，规划中的海上风电场水深一般不超过60m。浅水系泊通常有以下几种形式：悬链线系泊，主要靠锚链的重量产生回复力；张紧式/半张紧式系泊，主要靠系泊线的弹性产生回复力；单点系泊，分软刚臂单点系泊和转塔式系泊系统。
3.目前已有的两个漂浮式样机，“引领号”系泊装置采用了半张紧式系泊，由锚链和钢丝缆组成，锚链上悬挂有重块；“扶摇号”系泊装置采用悬链线式锚泊系统。漂浮式风机系泊装置设计时，由于浅水效应及悬链线效应减弱等多重因素，导致系泊装置在极限海况下产生非常大的张力，无论采用哪种常规的系泊装置，系泊装置成本都居高不下。
4.因此，如何降低系泊张力以降低系泊装置的成本是本领域技术人员亟需要解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种漂浮式风机的摆锤式系泊装置和漂浮式风机，用于降低系泊张力以降低系泊装置的成本。
6.为解决上述技术问题，本技术提供一种漂浮式风机的摆锤式系泊装置，包括系泊组件，所述系泊组件包括锚链、连杆、吸力筒和浮筒；
7.所述锚链的一端与所述连杆铰接，所述锚链的另一端用于与漂浮式风机连接；所述连杆的两端分别铰接所述吸力筒和所述浮筒。
8.可选的，所述连杆通过轴承分别与所述吸力筒和所述浮筒铰接。
9.可选的，所述浮筒为圆柱形空心钢管，所述圆柱形空心钢管的底面与所述连杆铰接。
10.可选的，所述圆柱形空心钢管的内部设有加强筋。
11.可选的，所述系泊组件的组数至少为3组。
12.可选的，所述系泊组件的组数为3组，3组所述系泊组件均通过所述锚链与所述漂浮式风机连接，所述锚链与所述漂浮式风机的连接点构成一个三角形。
13.本技术还提供一种漂浮式风机，包括所述的漂浮式风机的摆锤式系泊装置。
14.本技术所提供的一种漂浮式风机的摆锤式系泊装置，包括系泊组件，系泊组件包括锚链、连杆、吸力筒和浮筒；锚链的一端与连杆铰接，锚链的另一端用于与漂浮式风机连接；连杆的两端分别铰接吸力筒和浮筒。漂浮式风机在发电工况下，波浪载荷较小，系泊回复力主要由锚链本身重量提供；而在极端工况下，波浪载荷非常大，系泊回复力主要是由浮力块位置变化产生，增加了系泊装置整体的柔性，避免锚链被快速拉直产生过大的张力。从
能量角度看，浮式风机运动所产生的动能大部分转换为锚链重力和浮筒浮力的势能，则更少的能量转换成锚链的弹性势能，从而降低系泊锚链的张力。因此，本技术能够降低系泊装置的最大张力，从而解决系泊张力过大而导致的系泊装置成本过高的问题。
15.本技术所提供的一种漂浮式风机，包括上述提到的漂浮式风机的摆锤式系泊装置，具体效果如上。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本技术实施例提供的一种漂浮式风机的摆锤式系泊装置的结构图；
18.图2为本技术实施例提供的一种摆锤式系泊装置定位漂浮式风机的示意图；
19.附图标记如下：1为锚链、2为连杆、3为吸力筒、4为浮筒、5为漂浮式风机。
具体实施方式
20.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护范围。
21.本技术的核心是提供一种漂浮式风机的摆锤式系泊装置和漂浮式风机。
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
23.图1为本技术实施例提供的一种漂浮式风机的摆锤式系泊装置的结构图，如图1所示，漂浮式风机的摆锤式系泊装置，包括系泊组件，系泊组件包括锚链1、连杆2、吸力筒3和浮筒4；锚链1的一端与连杆2铰接，锚链1的另一端用于与漂浮式风机5连接；连杆2的两端分别铰接吸力筒3和浮筒4。
24.本技术实施例对连杆2与吸力筒3和浮筒4的铰接方式不作具体限定，连杆2可以通过轴承分别与吸力筒3和浮筒4铰接，轴承可以减少连杆2与吸力筒3，以及连杆2与浮筒4之间的磨损。吸力筒3用于固定在海底泥面以下；浮筒4能够漂浮与海面上。漂浮式风机5在发电工况波浪载荷较小，水平位移小，系泊回复力主要由锚链1本身重量提供；而在极限工况下，漂浮式风机5波浪载荷大，水平位移大，锚链1拉动连杆2来改变浮筒4的垂向高度，增加系泊装置柔性，有效避免锚链1被快速拉直产生过大的张力，从而大幅降低系泊张力。从能量角度看，漂浮式风机5运动所产生的动能大部分都转换为锚链1重力和浮筒4浮力的势能，则更少的能量转换成锚链1的弹性势能，从而降低系泊锚链的张力。
25.进一步的，浮筒4可以为圆柱形空心钢管，圆柱形空心钢管的底面与连杆2铰接；并且将浮筒4设计成圆柱状，能够减小波浪力。基于此，还可以在圆柱形空心钢管的内部设于加强筋；通过设置加强筋在不加大浮筒4壁厚的条件下，增强浮筒4的强度和刚性，以节约材料用量，减轻重量，降低成本。
26.本技术实施例对系泊组件的组数不作具体限定，为满足漂浮式风机5的定位要求，
系泊组件的组数至少为3组，同时，为了节约成本，系泊组件的组数为3组，3组系泊组件均通过锚链1与漂浮式风机5连接，锚链1与漂浮式风机5的连接点构成一个三角形。
27.图2为本技术实施例提供的一种摆锤式系泊装置定位漂浮式风机的示意图，如图2所示，吸力筒3和连杆2未示出，吸力筒3设于海底，3个吸力筒3构成一个三角形，漂浮与海面上的浮筒4也构成一个三角形，漂浮式风机5位于3个浮筒4所构成的三角形中间，系泊组件中的3个锚链1均与漂浮式风机5连接，基于三角形的稳定性，漂浮式风机5能够比较稳定的定位于海面上。
28.本技术实施例所提供的一种漂浮式风机的摆锤式系泊装置，包括系泊组件，系泊组件包括锚链、连杆、吸力筒和浮筒；锚链的一端与连杆铰接，锚链的另一端用于与漂浮式风机连接；连杆的两端分别铰接吸力筒和浮筒。漂浮式风机在发电工况下，波浪载荷较小，系泊回复力主要由锚链本身重量提供；而在极端工况下，波浪载荷非常大，系泊回复力主要是由浮力块位置变化产生，增加了系泊装置整体的柔性，避免锚链被快速拉直产生过大的张力。从能量角度看，浮式风机运动所产生的动能大部分转换为锚链重力和浮筒浮力的势能，则更少的能量转换成锚链的弹性势能，从而降低系泊锚链的张力。因此，本技术能够降低系泊装置的最大张力，从而解决系泊张力过大而导致的系泊装置成本过高的问题。
29.其次，仅需3根锚链即可满足漂浮式风机的定位要求。同等条件下，常规悬链线系泊系统需要6或9根系泊线。
30.最后，本技术还提供一种漂浮式风机，包括上述提到的漂浮式风机的摆锤式系泊装置。由于上文中对于各部件进行了详细描述，故本实施例不再赘述。
31.本技术实施例提供的漂浮式风机，包括上述提到的漂浮式风机的摆锤式系泊装置。摆锤式系泊装置，包括系泊组件，系泊组件包括锚链、连杆、吸力筒和浮筒；锚链的一端与连杆铰接，锚链的另一端用于与漂浮式风机连接；连杆的两端分别铰接吸力筒和浮筒。漂浮式风机在发电工况下，波浪载荷较小，系泊回复力主要由锚链本身重量提供；而在极端工况下，波浪载荷非常大，系泊回复力主要是由浮力块位置变化产生，增加了系泊装置整体的柔性，避免锚链被快速拉直产生过大的张力。从能量角度看，浮式风机运动所产生的动能大部分转换为锚链重力和浮筒浮力的势能，则更少的能量转换成锚链的弹性势能，从而降低系泊锚链的张力。因此，本技术能够降低系泊装置的最大张力，从而解决系泊张力过大而导致的系泊装置成本过高的问题。
32.以上对本技术所提供的一种漂浮式风机的摆锤式系泊装置和漂浮式风机进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。
33.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排
除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

技术特征：
1.一种漂浮式风机的摆锤式系泊装置，其特征在于，包括系泊组件，所述系泊组件包括锚链(1)、连杆(2)、吸力筒(3)和浮筒(4)；所述锚链(1)的一端与所述连杆(2)铰接，所述锚链(1)的另一端用于与漂浮式风机(5)连接；所述连杆(2)的两端分别铰接所述吸力筒(3)和所述浮筒(4)。2.根据权利要求1所述的漂浮式风机的摆锤式系泊装置，其特征在于，所述连杆(2)通过轴承分别与所述吸力筒(3)和所述浮筒(4)铰接。3.根据权利要求1所述的漂浮式风机的摆锤式系泊装置，其特征在于，所述浮筒(4)为圆柱形空心钢管，所述圆柱形空心钢管的底面与所述连杆(2)铰接。4.根据权利要求3所述的漂浮式风机的摆锤式系泊装置，其特征在于，所述圆柱形空心钢管的内部设有加强筋。5.根据权利要求1所述的漂浮式风机的摆锤式系泊装置，其特征在于，所述系泊组件的组数至少为3组。6.根据权利要求5所述的漂浮式风机的摆锤式系泊装置，其特征在于，所述系泊组件的组数为3组，3组所述系泊组件均通过所述锚链(1)与所述漂浮式风机(5)连接，所述锚链(1)与所述漂浮式风机(5)的连接点构成一个三角形。7.一种漂浮式风机，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的漂浮式风机的摆锤式系泊装置。

技术总结
本申请涉及系泊装置领域，公开了一种漂浮式风机的摆锤式系泊装置和漂浮式风机，包括：锚链的一端与连杆铰接，锚链的另一端用于与漂浮式风机连接；连杆的两端分别铰接吸力筒和浮筒。漂浮式风机在发电工况下，波浪载荷较小，系泊回复力主要由锚链本身重量提供；而在极端工况下，波浪载荷非常大，系泊回复力主要是由浮力块位置变化产生，增加了系泊装置整体的柔性，避免锚链被快速拉直产生过大的张力。从能量角度看，浮式风机运动所产生的动能大部分转换为锚链重力和浮筒浮力的势能，则更少的能量转换成锚链的弹性势能，从而降低系泊锚链的张力。因此，本申请能够降低系泊装置的最大张力，从而解决系泊张力过大而导致的系泊装置成本过高的问题。过高的问题。过高的问题。


技术研发人员：张天宇 陈前 孙勇 王瑞良 李涛
受保护的技术使用者：浙江运达风电股份有限公司
技术研发日：2023.01.05
技术公布日：2023/5/16