一种系泊缓冲装置、系泊链组件及浮式结构组件的制作方法

1.本发明涉及系泊技术领域，尤其涉及一种系泊缓冲装置、系泊链组件及浮式结构组件。


背景技术：

2.系泊系统，是通过缆绳或其他机械装置将浮式结构物与固定点连接，使被系泊结构物具有抵御一定环境条件的能力，保证设计环境下的作业需求，在遭遇极端海况时，能够保证浮式结构物和系泊系统本身的安全。如图1所示，典型的系泊系统由浮式结构物500、导向装置、系泊链400和锚固(海底固定端)600等部分组成。
3.现有系泊系统中，因海浪、海风和海流等因素影响，使得系泊链长期反复受力，而系泊链连接的海上浮式结构物，因海风和海浪等因素造成在海面的剧烈晃动，进一步加剧了系泊链的受力，从而使得系泊链易被损坏。同时，系泊链直接与锚固(海底固定端)相连接，在海上风况恶劣或者遭遇其他突发因素时，系泊链突然遭受外力易被破坏，或者锚固(海低固定端)被拔起。因此，系泊链的受力情况直接影响了系泊系统的工作状态，极大影响了系泊系统的使用寿命。
4.因此，如何改善系泊链受力情况，提高系泊系统的使用寿命，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种系泊缓冲装置以改善系泊链受力，从而提高系泊系统的使用寿命；
6.本发明的另一目的在于提供一种具有上述系泊缓冲装置的系泊链组件；
7.本发明的再一目的在于提供一种具有上述系泊缓冲装置的浮式结构组件。
8.为了实现上述目的，本实发明提供了如下技术方案：
9.一种系泊缓冲装置，包括：
10.配重块，连接于系泊链上；
11.浮箱，具有容纳所述配重块的腔体；
12.弹性装置，设置于所述腔体内，以将所述腔体隔出缓冲吸能腔，所述配重块可移动的设置于所述缓冲吸能腔内。
13.可选地，在上述系泊缓冲装置中，所述弹性装置为设置于所述腔体两端的压缩弹簧，两个所述压缩弹簧之间形成所述缓冲吸能腔；或者，
14.所述弹性装置为设置于所述腔体两端的橡胶海绵，两个所述橡胶海绵之间形成所述缓冲吸能腔。
15.可选地，在上述系泊缓冲装置中，所述弹性装置的外层包裹有用于防止水与所述弹性装置接触的防水装置。
16.可选地，在上述系泊缓冲装置中，所述弹性装置的面向所述配重块一侧的表面的
面积不小于所述配重块面向所述弹性装置一侧的表面的面积；
17.所述弹性装置的厚度不小于所述配重块的厚度，所述弹性装置的厚度和所述配重块的厚度均为所述系泊链的延伸方向上的尺寸。
18.可选地，在上述系泊缓冲装置中，所述缓冲吸能腔内的所述配重块为多个，且各个所述配重块以串联，或者并联方式连接。
19.可选地，在上述系泊缓冲装置中，所述配重块设置有吊耳装置，所述吊耳装置用于与所述系泊链挂接。
20.可选地，在上述系泊缓冲装置中，所述浮箱为沿所述系泊链方向的边长是所述配重块最大边长的2-3倍。
21.可选地，在上述系泊缓冲装置中，所述浮箱的腔壁设置有伸缩层，所述伸缩层以用于调整所述浮箱沿所述系泊链方向的长度。
22.本发明提供的一种系泊缓冲装置，其配重块设置在系泊链上，在系泊链受到海风、海浪等因素产生剧烈运动时，配重块依靠重力减缓了系泊链的运动，而配重块又设置在浮箱的腔体内，且浮箱的腔体内两端设置有弹性装置，当配重块随系泊链运动撞击到弹性装置时，弹性装置产生弹性变形，进而吸收运动能量，极大缓解系泊链的所遭受的外力，减小了系泊链的应力，显著改善系泊链的受力情况，从而明显提高了系泊链的使用寿命。
23.一种系泊链组件，包括系泊链和串联于所述系泊链上的至少一个系泊缓冲装置，所述系泊缓冲装置为如上任一项所述的系泊缓冲装置。
24.一种浮式结构组件，包括浮式结构物和浮式结构物之间通过多个如上任一项所述的系泊缓冲装置连接。
25.本发明提供的系泊链组件和浮式结构组件由于具有上述系泊缓冲装置，因此兼具上述系泊缓冲装置的所有技术效果，本文在此不再赘述。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
27.图1为系泊系统的结构示意图；
28.图2为本发明实施例公开的系泊缓冲装置的结构示意图；
29.图3为本发明实施例公开的系泊缓冲装置在系泊链上的安装示意图；
30.图4为本发明实施例公开的弹性装置与配重块碰撞的示意图；
31.图5为本发明实施例公开的配重块摆动的示意图；
32.图6为本发明实施例公开的多个配重块串联安装的结构示意图；
33.图7为本发明实施例公开的多个配重块并联安装的结构示意图；
34.图8为本发明实施例公开的浮箱的伸缩层结构示意图；
35.图9为本发明实施例公开的系泊链组件的结构示意图；
36.图10为本发明实施例公开的浮式结构组件的结构示意图。
37.其中，100为配重块；
38.200为浮箱，210为缓冲吸能腔，220为伸缩层；
39.300为弹性装置，310为压缩弹簧，320为橡胶海绵；
40.400为系泊链；
41.500为浮式结构物；
42.600为锚固。
具体实施方式
43.本发明的核心在于提供一种系泊缓冲装置以改善系泊链受力，从而提高系泊系统的使用寿命；
44.本发明的另一核心在于提供一种具有上述系泊缓冲装置的系泊链组件和浮式结构组件。
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
46.系泊系统依据漂浮式结构物与水深的相对比例关系，分为深水系泊和浅水系泊，且通常系泊系统线型有悬链线形式，或者半张紧式等。无论是对于深水系泊系统，或者浅水系泊系统的系泊链，都会受到海风、海浪、和海流的作用，产生运动反复受力。尤其海况恶劣情况下，浅水区海浪和海流等因素，较深水区更加剧烈，对系泊链作用力更为强烈。在强烈的外力作用下，现有技术中的系泊链沿长度方向刚度较大，快速绷紧，致使内部张力急速增大，进而产生断裂，或者与之连接的海底固定端被巨大的拉力拔起。
47.因此，如图2和图3所示，本发明实施例公开了一种系泊缓冲装置，设置于系泊链上，以改善系泊链的受力，包括配重块100、浮箱200和弹性装置300。
48.其中，配重块100与系泊链400相连接，当系泊链400因海浪、海流等因素产生运动时，配重块100通过自身重力吸收动能，以减缓系泊链400运动，使得系泊链400相对稳定，以降低内部的应力。
49.如图5所示，当系泊链400产生摆动时，连接于系泊链400的配重块100可以起到阻尼作用，吸收系泊链400摆动的动能，以减缓系泊链400的剧烈摆动。
50.同时，为了缓冲和吸收配重块100随系泊链400运动产生的动能，设置了浮箱200，且在浮箱200的腔体内设置有弹性装置300，弹性装置300将腔体隔出缓冲吸能腔210，而配重块100可移动的设置于缓冲吸能腔210内。因此，当配重块100沿系泊链400延伸方向运动时，配重块100会撞击到弹性装置300上，而弹性装置300通过弹性形变吸收配重块100的动能，进而显著降低配重块100运动，从而明显降低系泊链400内部应力，以对系泊链400起到有效的保护作用。
51.此外，系泊链400拉动配重块100块运动时，配重块100因自身的重力和弹性装置300碰撞时对配重块100的弹力均与系泊链400的拉力为反作用力，该反作用力可以减弱系泊链400对锚固600的拉力，以避免锚固600因拉力过大而被从地面中拔出。
52.如图5所示，在一具体的实施例中，弹性装置300可以为压缩弹簧310，在腔体的两端各设置一个压缩弹簧310，且两个压缩弹簧310之间为缓冲吸能腔210。压缩弹簧310具有
较强抗压能力、储能性能和弹性形变能力，而适用于对配重块100的动能缓冲吸收。
53.如图4所示，弹性装置300也可为橡胶海绵320，同理，在腔体的两端各设置一个橡胶海绵320，腔体两端的橡胶海绵320之间设置有缓冲吸能腔210，橡胶海绵320不仅能吸收配重块100的动能，而且橡胶海绵320增强了浮箱200在水中的浮力，减轻了系泊链承载受力。或者，本领域技术人员根据实际需求，设计其他弹性结构以吸收配重块100的动能，本文不再一一列举。
54.为了避免处于水中的弹性装置300，被水侵蚀腐坏造成弹性装置300结构损坏，而使得弹性装置300的缓冲吸能的功能丧失。因此，在弹性装置300的外层包裹有防水装置以防止弹性装置300与水的接触。防水装置的材料可为碳纤维复合材料，碳纤维复合材料具有优异的防辐射和防水性能，且比重小能减轻浮箱200的整体重量，或者本领域技术人员根据实际需求，采用其他防水材料对弹性装置300进行防水保护。
55.在另一具体的实施例中，弹性装置300面向配重块100一侧的表面的面积不小于配重块100面向弹性装置300一侧的表面的面积，以使得配重块100可以完全与弹性装置300接触碰撞，从避免配重块100沿系泊链400延伸方向运动时不能与弹性装置300相碰撞，或者碰撞面积太小而降低弹性装置300对配重块100的动能吸收缓冲的效果。
56.另外，为了增强弹性装置300对配重块100的动能缓冲吸收，弹性装置300沿系泊链400延伸方向的厚度尺寸不小于配重块100沿系泊链400延伸方向厚度的尺寸，以降低因弹性装置300形变不足，导致配重块100与浮箱200之间形成强烈撞击，对浮箱200造成损坏。
57.如图6和图7所示，根据系泊系统应用的环境不同，如浅水系泊海浪、海流和海风都较为强烈，此时造成系泊链400的运动更加剧烈，此时缓冲吸能腔210内的配重块100可设置为多个，以显著减缓系泊链400的剧烈运动。且多个配重块100的连接方式为串联(如图6示出的方案)，或者并联(如图7示出的方案)。
58.为了方便配重块100与系泊链400之间的拆卸和安装，在配重块100上设置有吊耳装置，吊耳装置与配重块100为一体连接，或者，吊耳装置通过螺纹连接于配重块100上。同时，为了方便本实施例提供的系泊缓冲装置在系泊链400上的拆卸和安装，与系泊缓冲装置两端连接的系泊链400可从整个系泊链400上拆卸下来，系泊链400上可设置与吊耳装置快速挂接的挂钩装置，通过挂钩装置与吊耳装置的拆装，可实现系泊链400与配重块100的快速拆装。本领域技术人员可以理解的是，也可将挂钩装置设置于配重块100上，将吊耳装置设置于系泊链400上。或者本领域技术人员根据实际需求，设计其他可实现快速拆装的连接结构。
59.在一具体实施例中，浮箱200沿系泊链400方向的边长是配重块100最大边长的2-3倍，以使得配重块100可在浮箱200的腔体内充分的移动，通过配重块100的运动而吸收系泊链400的动能，继而减轻系泊链400运动产生的拉力。
60.如图8所示，为了进一步的吸收系泊链400以及配重块100的动能，浮箱200的腔壁上设置有伸缩层220，在浮箱200受到系泊链400拉力时伸缩层220可被拉长，而配重块100撞击浮箱200腔体内的弹性装置300时，弹性装置300受力压缩的同时，浮箱的伸缩层220也会被拉长，从而对系泊链400和配重块100的动能吸收缓冲，进一步的缓解了系泊链400的内部应力。
61.如图9所示，本发明实施例还公开了一种系泊链组件，包括系泊链400和串联于系
泊链400上的至少一个系泊缓冲装置，该系泊缓冲装置为如上实施例公开的系泊缓冲装置，因此兼具上述系泊缓冲装置的所有技术效果，本文在此不再赘述。
62.如图10所示，本发明实施例还公开了一种浮式结构组件，包括浮式结构物500和浮式结构物500之间通过多个如上实施例公开的系泊缓冲装置连接。相邻两个浮式结构物500通过系泊缓冲装置连接，因此兼具上述系泊缓冲装置的所有技术效果，本文在此不再赘述。
63.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。
64.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
65.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
66.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
67.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种系泊缓冲装置，其特征在于，设置于系泊链(400)上，包括：配重块(100)，连接于所述系泊链(400)上；浮箱(200)，具有容纳所述配重块(100)的腔体；弹性装置(300)，设置于所述腔体内，以将所述腔体隔出缓冲吸能腔(210)，所述配重块(100)可移动的设置于所述缓冲吸能腔(210)内。2.根据权利要求1所述的系泊缓冲装置，其特征在于，所述弹性装置(300)为设置于所述腔体两端的压缩弹簧(310)，两个所述压缩弹簧(310)之间形成所述缓冲吸能腔(210)；或者，所述弹性装置(300)为设置于所述腔体两端的橡胶海绵(320)，两个所述橡胶海绵(320)之间形成所述缓冲吸能腔(210)。3.根据权利要求2所述的系泊缓冲装置，其特征在于，所述弹性装置(300)的外层包裹有用于防止水与所述弹性装置(300)接触的防水装置。4.根据权利要求1所述的系泊缓冲装置，其特征在于，所述弹性装置(300)的面向所述配重块(100)一侧的表面的面积不小于所述配重块(100)面向所述弹性装置(300)一侧的表面的面积；所述弹性装置(300)的厚度不小于所述配重块(100)的厚度，所述弹性装置(300)的厚度和所述配重块(100)的厚度均为所述系泊链(400)的延伸方向上的尺寸。5.根据权利要求1所述的系泊缓冲装置，其特征在于，所述缓冲吸能腔(210)内的所述配重块(100)为多个，且各个所述配重块(100)以串联，或者并联方式连接。6.根据权利要求5所述的系泊缓冲装置，其特征在于，所述配重块(100)设置有吊耳装置，所述吊耳装置用于与所述系泊链(400)挂接。7.根据权利要求1所述的系泊缓冲装置，其特征在于，所述浮箱(200)沿所述系泊链(400)方向的边长是所述配重块(100)最大边长的2-3倍。8.根据权利要求7所述的系泊缓冲装置，其特征在于，所述浮箱(200)的腔壁设置有伸缩层(220)，所述伸缩层(220)以用于调整所述浮箱(200)沿所述系泊链(400)方向的长度。9.一种系泊链组件，其特征在于，包括系泊链(400)和串联于所述系泊链(400)上的至少一个系泊缓冲装置，所述系泊缓冲装置为如权利要求1-8任一项所述的系泊缓冲装置。10.一种浮式结构组件，其特征在于，包括浮式结构物(500)和浮式结构物(500)之间通过多个如权利要求1-8任一项所述的系泊缓冲装置连接。

技术总结
本发明公开了一种系泊缓冲装置，包括：配重块，连接于系泊链上；浮箱，具有容纳配重块的腔体；弹性装置，设置于腔体内，且将腔体隔出缓冲吸能腔，配重块可移动的设置于缓冲吸能腔内。配重块依靠重力减缓了系泊链的运动，而配重块又设置在浮箱腔体内，且浮箱腔体内两端设置有弹性装置，当配重块随系泊链运动撞击到弹性装置时，弹性装置产生弹性变形，进而吸收运动能量，极大缓解系泊链的所遭受的外力，减小了系泊链的应力，显著改善系泊链的受力情况，从而明显提高了系泊链的使用寿命。本发明还公开了一种具有上述系泊缓冲装置的系泊链组件以及浮式结构组件。以及浮式结构组件。以及浮式结构组件。


技术研发人员：郭晓辉 刘鑫 闫姝 周昳鸣 陈建军 王秋明 黄和龙 雷宇 刘瑞超 李涛 田峰
受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 华能广东汕头海上风电有限责任公司
技术研发日：2022.12.19
技术公布日：2023/3/30