一种应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台的制作方法

1.本实用新型涉及海上风力发电技术领域，特别涉及一种应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台。


背景技术：

2.目前，应用在海上油气行业的浮式风电平台(包括立柱式、半潜式以及张力腿式)上的压载系统主要是依靠压载泵通过抽水、排水实现对压载水舱内水量进行控制，从而达到调整平台吃水、浮态以及稳性的目的,应用情形包括服务前期的平台湿拖运输、安装时的平台下沉或上浮以及姿态调整等过程。
3.这类压载系统主要包括以下几个组成部分：海底门、压载泵、管路及附件、液位测量和阀门控制系统及压载舱；当对平台进行压载时，通过海底门把海水吸入海水总管，再分配到各个压载舱；排载时，用离心泵把压载舱里面的水抽出，送到舷外总管。这类压载系统应用在浮式风电平台上具有以下缺陷：带有压载泵系统的压载系统设备及管路复杂，因此维修不便。
4.因而现有技术还有待改进和提高。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于将压缩空气调压载系统应用于浮式风电平台上，旨在解决现有技术中浮式风电平台上压载系统设备及管路复杂，导致维修不便的问题。
6.本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：
7.第一方面，本实用新型实施例提供了一种应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台，包括：
8.浮式平台，所述浮式平台包括立柱及与所述立柱连接的张力臂，所述张力臂内设有压载舱，所述压载舱底部设有用于海水进出的开口；
9.压缩空气调压载系统，所述压缩空气调压载系统包括u型管、进排气管及进水管，所述u型管两端分别设置在所述压载舱内及立柱内；所述进排气管及进水管均设置在所述立柱内，并分别与所述u型管连通。
10.作为进一步的改进技术方案，所述进排气管包括进气管及排气管，所述进气管及排气管分别与所述u型管连通。
11.作为进一步的改进技术方案，所述压缩空气调压载系统中，还包括：
12.进水阀门，所述进水阀门设置在所述进水管上。
13.作为进一步的改进技术方案，所述压缩空气调压载系统中，还包括：
14.进气阀门，所述进气阀门设置在所述进气管上。
15.作为进一步的改进技术方案，所述压缩空气调压载系统中，还包括：
16.排气阀门，所述排气阀门设置在所述排气管上。
17.作为进一步的改进技术方案，上述应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台中，还包括：
18.空气压缩机，所述空气压缩机设置在所述立柱内并与所述进气管连接。
19.作为进一步的改进技术方案，上述应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台中，还包括：
20.水泵，所述水泵设置在所述立柱内并与所述进水管连接。
21.作为进一步的改进技术方案，在所述压载舱中，非排载、压载状态下所述u型管内水柱的液面高度与所述压载舱内海水的液面高度保持一致。
22.作为进一步的改进技术方案，所述u型管贯通所述立柱内部与所述张力臂内部；所述u型管部分设置在所述张力臂内，另一部分设置在所述立柱内。
23.作为进一步的改进技术方案，所述压载舱设有多个，各个所述压载舱内分别设有一个所述u型管。
24.与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下优点：
25.本实用新型实施例提供了一种应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台，包括：浮式平台，所述浮式平台包括立柱及与所述立柱连接的张力臂，所述张力臂内设有压载舱，所述压载舱底部设有用于海水进出的开口；压缩空气调压载系统，所述压缩空气调压载系统包括u型管、进排气管及进水管，所述u型管两端分别设置在所述压载舱内及立柱内；所述进排气管及进水管均设置在所述立柱内，并分别与所述u型管连通。本实用新型提供的应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台采用的是压缩空气调压载系统，通过压缩空气调压载系统控制浮式平台在海面上的上浮或者下沉，该压缩空气调压载系统管路结构简单、易于安装且在浮式平台内占用空间小，成本较低。
附图说明
26.图1为本实用新型提供的一种应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台的立体结构示意图；
27.图2为本实用新型提供的一种应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台处于平常状态时的原理图；
28.图3为本实用新型提供的一种应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台的压载过程原理图；
29.图4为本实用新型提供的一种应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台的排载过程原理图。
30.图中：1、浮式平台；2、立柱；3、张力臂；301、压载舱；3011、开口；4、压缩空气调压载系统；401、u型管；402、进排气管；4021、进气管；4022、排气管；403、进水管；404、进水阀门；405、进气阀门；406、排气阀门。
具体实施方式
31.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的
限制。
32.实施例：
33.请参阅图1-图4。其中，所述应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台，包括：浮式平台1，所述浮式平台1包括立柱2及与所述立柱2连接的张力臂3，所述张力臂3内设有压载舱301，所述压载舱301底部设有用于海水进出的开口3011；压缩空气调压载系统4，所述压缩空气调压载系统4包括u型管401、进排气管402及进水管403，所述u型管401两端分别设置在所述压载舱301内及立柱2内；所述进排气管402及进水管403均设置在所述立柱2内，并分别与所述u型管401连通。
34.如图1-图2所示，在本实施例中，所述应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台包括浮式平台1及压缩空气调压载系统4，所述压缩空气调压载系统4设置在所述浮式平台1内；具体地，所述浮式平台1包括立柱2及张力臂3，所述张力臂3一端与所述立柱2侧壁连接，所述张力臂3及所述立柱2均为中空结构，且所述张力臂3内设有压载舱301，所述压载舱301底部设有用于海水进出的开口3011，所述开口3011的大小此处不作限定，可根据实际情况进行适应性调整；所述压缩空气调压载系统4包括u型管401、进排气管402及进水管403，所述u型管401两端分别设置在所述压载舱301内及立柱2内；所述进排气管402及进水管403均设置在所述立柱2内，并分别与所述u型管401连通，其中，所述u型管401处于压载舱301内的一端位于所述压载舱301内顶部，所述进排气管402用于对所述u型管401通气或排气，所述进水管403用于向所述u型管401内通水，通过所述进排气管402调节所述压载舱301内的气压，从而控制压载舱301内的水位，进而控制浮式平台1的吃水，所述进水管403向所述u型管401内通水后可以封闭压载舱301内的空气，达到保持压载舱301内气压的效果。本实用新型提供的应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台采用的是压缩空气调压载系统4，通过压缩空气调压载系统4控制浮式平台1的上浮或者下沉，该压缩空气调压载系统4造价便宜、管路结构简单、易于安装且在浮式平台1内占用空间小。需要说明的是，本实施例中的压载舱还可以设置在立柱内或浮式平台的其余结构件内。
35.作为进一步的方案，所述进排气管402包括进气管4021及排气管4022，所述进气管4021及排气管4022分别与所述u型管401连通。
36.如图3-图4所示，作为更进一步的方案，所述压缩空气调压载系统4中，还包括进水阀门404，所述进水阀门404设置在所述进水管403上，所述进水阀门404用于控制所述进水管403是否向所述u型管401中通水。
37.在本实施例中，所述压缩空气调压载系统4中，还包括进气阀门405，所述进气阀门405设置在所述进气管4021上，所述进气阀门405用于控制所述进气管4021是否向所述u型管401中通气。
38.作为进一步的方案，所述压缩空气调压载系统4中，还包括排气阀门406，所述排气阀门406设置在所述排气管4022上，所述排气阀门406用于控制所述排气管4022是否对所述u型管401及压载舱301进行排气。
39.作为更进一步的方案，所述应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台中，还包括：空气压缩机(未图示)及水泵(未图示)，所述空气压缩机设置在所述立柱2内的专用舱室中并与所述进气管4021连接，所述水泵设置在所述立柱2内并与所述进水管403连接。所述空气压缩机用于生产压缩空气，压缩空气储于高压气瓶内，压缩空气通过所述进气
管4021进入压载舱301内，因此，所述立柱2内还需要设置高压气瓶，将高压气瓶与进气管4021连接，对所述压载舱301提供压缩空气；所述立柱2内还设有水箱(未图示)，所述水泵用于将水箱中的水抽入所述u型管401中。
40.在本实施例中，所述u型管401贯通所述立柱2内部与所述张力臂3内部；所述u型管401部分设置在所述张力臂3内，另一部分设置在所述立柱2内。具体地，所述张力臂3一端与所述立柱2侧壁连通，所述u型管401铺设在所述张力臂3及立柱2中，本实施例中的立柱2直径约10米，张力臂3的直径约5米。
41.作为进一步的方案，所述压载舱301设有多个，各个所述压载舱301内分别设有一个所述压缩空气调压载系统4中的u型管401。例如，所述张力臂3内设有三个压载舱301，则所述张力臂内对应有3个u型管，每个u型管及其连接的进气管、进水管、排气管用于调节一个压载舱301内的气压。因此，本实施例中的应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台仅设有一个所述压缩空气调压载系统4，该压缩空气调压载系统可包括多组调压组件，每一组调压组件均包括一个u型管401、进气管4021、排气管4022及进水管403，且每一个进气管上均设有进气阀门，每一个排气管上均设有排气阀门，每一个进水管上均设有进水阀门。
42.本实用新型提供的应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台的排压载工作原理如下：
43.如图2所示，当所述浮式平台1处于平常状态下时，所述u型管401内通入水且形成水柱，水柱在压载舱301内的液面高度与所述压载舱301内海水的液面高度一致，所述进水阀门404、进气阀门405及排气阀门406均处于关闭状态。
44.如图3所示，当所述浮式平台1处于压载过程中时，首先打开进气阀门405，通入高压空气将水柱逼入压载舱301内，然后关闭进气阀门405，再打开排气阀门406，压载舱301内的压缩空气通过排气管向外排出，其内的空气压力减小到预定值后关闭排气阀门406，压载舱301内气压减小的同时，海水从开口3011处进入压载舱301内，当通入压载舱301内的海水不再进入时，然后打开进水阀门404，向所述u型管401内注入适量水形成水柱，然后关闭进水阀门404，完成压载。
45.如图4所示，当所述浮式平台1处于排载过程中时，首先打开进气阀门405，注入高压空气将水柱逼入压载舱301内，然后继续通入高压空气，将压载舱301内气压提升到预定值，使得压载舱301内海水通过开口3011逐渐排出，排出结束后关闭进气阀门405，再打开进水阀门404，向所述u型管401内注入适量水形成水柱，然后关闭进水阀门404，完成排载。
46.综上，本实用新型实施例提供了一种应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台，包括：浮式平台1，所述浮式平台1包括立柱2及与所述立柱2连接的张力臂3，所述张力臂3内设有压载舱301，所述压载舱301底部设有用于海水进出的开口3011；压缩空气调压载系统4，所述压缩空气调压载系统4包括u型管401、进排气管402及进水管403，所述u型管401两端分别设置在所述压载舱301内及立柱2内的舱室中；所述进排气管402及进水管403均设置在所述立柱2内的舱室中，并分别与所述u型管401连通。本实用新型提供的张力腿式浮式风电平台采用的是压缩空气调压载系统4，通过压缩空气调压载系统4控制浮式平台1的上浮或者下沉，该压缩空气调压载系统4造价便宜、管路结构简单、易于安装且在浮式平台1内占用空间小。
47.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。
48.此外，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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
49.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
50.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
51.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
52.当然，本实用新型上述实施例的描述较为细致，但不能因此而理解为对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本实用新型所保护的范围，本实用新型的保护范围以所附权利要求书为准。

技术特征：
1.一种应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台，其特征在于，包括：浮式平台，所述浮式平台包括立柱及与所述立柱连接的张力臂，所述张力臂内设有压载舱，所述压载舱底部设有用于海水进出的开口；压缩空气调压载系统，所述压缩空气调压载系统包括u型管、进排气管及进水管，所述u型管两端分别设置在所述压载舱内及立柱内；所述进排气管及进水管均设置在所述立柱内，并分别与所述u型管连通。2.根据权利要求1所述的应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台，其特征在于，所述进排气管包括进气管及排气管，所述进气管及排气管分别与所述u型管连通。3.根据权利要求2所述的应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台，其特征在于，所述压缩空气调压载系统中，还包括：进水阀门，所述进水阀门设置在所述进水管上。4.根据权利要求2所述的应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台，其特征在于，所述压缩空气调压载系统中，还包括：进气阀门，所述进气阀门设置在所述进气管上。5.根据权利要求2所述的应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台，其特征在于，所述压缩空气调压载系统中，还包括：排气阀门，所述排气阀门设置在所述排气管上。6.根据权利要求2所述的应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台，其特征在于，还包括：空气压缩机，所述空气压缩机设置在所述立柱内并与所述进气管连接。7.根据权利要求2所述的应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台，其特征在于，还包括：水泵，所述水泵设置在所述立柱内并与所述进水管连接。8.根据权利要求1所述的应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台，其特征在于，在所述压载舱中，非压载、排载状态时，所述u型管内水柱的液面高度与所述压载舱内海水的液面高度保持一致。9.根据权利要求1所述的应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台，其特征在于，所述u型管贯通所述立柱内部与所述张力臂内部连通；所述u型管部分设置在所述张力腿内，另一部分设置在所述立柱内。10.根据权利要求1所述的应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台，其特征在于，所述压载舱设有多个，各个所述压载舱内分别设有一个所述u型管。

技术总结
本实用新型公开了一种应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台，包括：浮式平台，所述浮式平台包括立柱及与所述立柱连接的张力臂，所述张力臂内设有压载舱，所述压载舱底部设有用于海水进出的开口；压缩空气调压载系统，所述压缩空气调压载系统包括U型管、进排气管及进水管，所述U型管两端分别设置在所述压载舱内及立柱内；所述进排气管及进水管均设置在所述立柱内，并分别与所述U型管连通。本实用新型提供的应用压缩空气调压载系统的张力腿式浮式风电平台采用的是压缩空气调压载系统，通过压缩空气调压载系统控制浮式平台在海面上的上浮或者下沉，该压缩空气调压载系统管路结构简单、易于安装且在浮式平台内占用空间小。小。小。


技术研发人员：纪亨腾 邓威 冉志煌 叶伟 李建勋
受保护的技术使用者：深圳深德海洋工程有限公司
技术研发日：2022.10.26
技术公布日：2023/3/23