CN113700614A

CN113700614A - 海上风电重力式基础

Info

Publication number: CN113700614A
Application number: CN202111087553.1A
Authority: CN
Inventors: 邱旭; 郭雨桐; 吕晓静; 刘艳贵; 胡雪琛; 苏人奇; 白剑
Original assignee: Huaneng Clean Energy Research Institute; Clean Energy Branch of Huaneng Zhejiang Energy Development Co Ltd
Current assignee: Huaneng Clean Energy Research Institute; Clean Energy Branch of Huaneng Zhejiang Energy Development Co Ltd
Priority date: 2021-09-16
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2021-11-26

Abstract

本发明公开一种海上风电重力式基础，所述海上风电重力式基础包括重力基础、立柱和风机，重力基础限定出开口向上的载压仓，载压仓用于容置压舱物，重力基础的横截面的外周轮廓为椭圆形，立柱的底部与重力基础相连，风机安装在立柱的顶端，风机包括叶轮，叶轮的旋转中心线的延伸方向与椭圆形的长轴的延伸方向相同。本发明的海上风电重力式基础具有结构简单、吸力筒稳固、使用寿命长等优点。

Description

海上风电重力式基础

技术领域

本发明涉及海上风电技术领域，尤其是涉及一种海上风电重力式基础。

背景技术

风能作为一种清无害的可再生能源，日益受到人类重视。其中相对于陆地风能而言，海上风能资源不仅具有较高的风速，而且距离海岸线较远，不受噪音限值的影响，允许机组制造更为大型化。

海上风电基础是支撑整个海上风力机的关键所在，成本约占整个海上风电投资的20％至25％，对海上风电基础一般要求20年以上的使用寿命,但是由于海上风电基础的风机需要承受主风向上的风力，风机将受到的力向下传导至桩基础，使得桩基础承受的风力比水流波浪的力要大很多，因此容易造成桩基础不稳固、倾斜甚至被冲倒的问题，严重影响海上风电基础的使用寿命。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种。

根据本发明实施例的结构稳定、抗风力能力强、成本低廉的海上风电重力式基础。

根据本发明实施例的海上风电重力式基础包括：重力基础，所述重力基础限定出开口向上的载压仓，所述载压仓用于容置压舱物，所述重力基础的横截面的外周轮廓为椭圆形；立柱，所述立柱的底部与所述重力基础相连；风机，所述风机安装在所述立柱的顶端，所述风机包括叶轮，所述叶轮的旋转中心线的延伸方向与所述椭圆形的长轴的延伸方向相同。

根据本发明实施例的海上风电重力式基础，通过重力基础的设置，提高了海上风电重力式基础的稳定性，防止海上风电重力式基础受到海风的影响而倾斜或被冲倒，延长了海上风电重力式基础的使用寿命。

在一些实施例中，所述重力基础包括椭圆筒和底板，所述椭圆筒的中心轴线沿竖直方向延伸，所述底板与所述椭圆筒的底部相连,所述椭圆筒和所述底板限定出所述载压仓。

在一些实施例中，所述重力基础还包括若干竖直设置的分仓板，所述分仓板设在所述载压仓内以便将所述载压仓分割为若干子仓。

在一些实施例中，所述立柱的底部与所述底板的顶端相连，所述分仓板在所述立柱的径向上设置在所述立柱和所述椭圆筒之间并与所述立柱和所述椭圆筒中的每一者相连，若干所述分仓板沿所述立柱的周向间隔设置，所述分仓板从所述立柱沿所述立柱的径向向所述椭圆筒延伸。

在一些实施例中，所述立柱的横截面的外周轮廓为椭圆形，所述立柱的横截面的外周轮廓的长轴的延伸方向与所述叶轮的旋转中心线的延伸方向相同。

在一些实施例中，所述立柱的中心轴线与所述重力基础的中心轴线在同一直线上。

在一些实施例中，所述椭圆形的长轴的长度与短轴的长度之比大于1小于等于5。

在一些实施例中，所述椭圆形的长轴的长度为20m-120m。

在一些实施例中，所述椭圆形的短轴的长度为4m-100m。

在一些实施例中，所述海上风电重力式基础还包括承台和塔筒，所述承台位于所述立柱的上方并与所述立柱的顶端相连，所述塔筒位于所述承台的上方并与所述承台的顶端相连，所述风机安装于所述塔筒上

附图说明

图1是根据本发明实施例的海上风电重力式基础的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的海上风电重力式基础的主视图。

图3是根据本发明实施例的海上风电重力式基础的的俯视图。

图4是根据本发明实施例的海上风电重力式基础的重力基础的俯视图。

附图标记：

海上风电重力式基础100；

重力基础1；椭圆筒11；底板12；分仓板13；载压仓14；子仓141；立柱2；承台3；塔筒4。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的海上风电重力式基础100。

如图1-4所示，根据本发明的实施例的海上风电重力式基础100包括重力基础1、立柱2和风机(图中未示意出)。

重力基础1限定出开口向上的载压仓14，载压仓14用于容置压舱物，重力基础1的横截面的外周轮廓为椭圆形。具体地，如图1-4所示，重力基础1具有开口朝上的载压仓14，通过压舱物将重力基础1设在海床上，且重力基础1的外周面为椭圆形。

立柱2的底部与重力基础1相连。具体地，如图1-2所示，立柱2设在重力基础1的上端。

风机安装在立柱2的顶端，风机包括叶轮，叶轮的旋转中心线的延伸方向与椭圆形的长轴的延伸方向相同。具体地，定义叶轮的旋转中心线的延伸方向为主风向，椭圆形的重力基础1的长轴沿主风向的风向延伸。

根据本发明实施例的海上风电重力式基础100，通过重力基础1的横截面的外周轮廓为椭圆形的设置，由于椭圆形截面具有偏流线型，可以比常见的圆形截面更有效的折减流体对其表面的冲击作用，从而使得椭圆形的重力基础1的稳定性更强，能够承受较强海风的冲击力，防止重力基础1在海风的冲击力下倾斜或冲倒，提高了海上风电重力式基础100的使用寿命。

根据本发明实施例的海上风电重力式基础100，通过叶轮的旋转中心线的延伸方向与椭圆形的长轴的延伸方向相同的设置，由此椭圆形的长轴与主风向一致，能够减小主风向对重力基础1的冲击，保证了重力基础1的稳定性。

在一些实施例中，重力基础1包括椭圆筒11和底板12，椭圆筒11的中心轴线沿竖直方向延伸，底板12与椭圆筒11的底部相连,椭圆筒11和底板12限定出载压仓14。具体地，如图1-4所示，底板12设在椭圆筒11的下端，底板12的内周面和底板12限定出载压仓14，且椭圆筒11的中心轴线与上下方向延伸，从而使得重力基础1在海平面下沉时，将不容易倾斜，提高了重力基础1的安装效率。

在一些实施例中，重力基础1还包括若干竖直设置的分仓板13，分仓板13设在载压仓14内以便将载压仓14分割为若干子仓141。具体地，如图1-4所示，多个分仓板13沿椭圆筒11的内周面间隔设置以将载压仓14分成多个子仓141，从而可根据实际情况将压舱物放置在子仓141内，进一步的防止重力基础1倾斜。

在一些实施例中，立柱2的底部与底板12的顶端相连，分仓板13在立柱2的径向上设置在立柱2和椭圆筒11之间并与立柱2和椭圆筒11中的每一者相连，若干分仓板13沿立柱2的周向间隔设置，分仓板13从立柱2沿立柱2的径向(如图1所示，内外方向)向椭圆筒11延伸。具体地，如图1-4所示，立柱2的下端部穿设在椭圆筒11内且与地面相连，分仓板13的内侧与立柱2的外周面相连，分仓板13的外侧与椭圆筒11的内周面相连，分仓将载压仓14分成多个相互独立的子仓141，从而使得分仓板13的设置更加合理。

在一些实施例中，立柱2的横截面的外周轮廓为椭圆形，立柱2的横截面的外周轮廓的长轴的延伸方向与叶轮的旋转中心线的延伸方向相同。如图1-2所示，立柱2的外周面为椭圆形(图中未示意出)，椭圆形的立柱2的长轴沿主风向的风向延伸，从而使得立柱2具有抗海风冲击的能力。

在一些实施例中，立柱2的中心轴线与重力基础1的中心轴线在同一直线上。具体地，如图1-4所示，立柱2的中心轴线与重力基础1的中心轴线在竖直方向重合，从而使得立柱2位于重力基础1的中心，防止重力基础1在在海平面安装时倾斜，提高了重力基础1的安装效率。

在一些实施例中，椭圆形的长轴的长度与短轴的长度之比大于1小于等于5。

在一些实施例中，椭圆形的长轴的长度为20m-120m，具体地，椭圆形的长轴的长度可以选取：10m、20m、30m、40m、50m、60m、70m、80m、90m、100m、110m、120m任一数值。

在一些实施例中，椭圆形的短轴的长度为4m-100m。。椭圆形的短轴的长度可以选取4m、10m、20m、30m、40m、50m、60m、70m、80m、90m、100m任一数值。

在一些实施例中，海上风电重力式基础100还包括承台3和塔筒4，承台3位于立柱2的上方并与立柱2的顶端相连，塔筒4位于承台3的上方并与承台3的顶端相连，风机安装于塔筒4上。具体地，如图1-2所示，承台3设在立柱2的上方，塔筒4设在承台3的上方，且承台3的中心轴线、塔筒4的中心轴线和立柱2的中心轴线重合，从而使得海上风电重力式基础100设置更加合理。

在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。

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。在本发明的描述中，“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。

在本发明中，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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发明中的具体含义。

在本发明中，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。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种海上风电重力式基础，其特征在于，包括：

重力基础，所述重力基础限定出开口向上的载压仓，所述载压仓用于容置压舱物，所述重力基础的横截面的外周轮廓为椭圆形；

立柱，所述立柱的底部与所述重力基础相连；

风机，所述风机安装在所述立柱的顶端，所述风机包括叶轮，所述叶轮的旋转中心线的延伸方向与所述椭圆形的长轴的延伸方向相同。

2.根据权利要求1所述的海上风电重力式基础，其特征在于，所述重力基础包括椭圆筒和底板，所述椭圆筒的中心轴线沿竖直方向延伸，所述底板与所述椭圆筒的底部相连,所述椭圆筒和所述底板限定出所述载压仓。

3.根据权利要求2所述的海上风电重力式基础，其特征在于，所述重力基础还包括若干竖直设置的分仓板，所述分仓板设在所述载压仓内以便将所述载压仓分割为若干子仓。

4.根据权利要求3所述的海上风电重力式基础，其特征在于，所述立柱的底部与所述底板的顶端相连，所述分仓板在所述立柱的径向上设置在所述立柱和所述椭圆筒之间并与所述立柱和所述椭圆筒中的每一者相连，若干所述分仓板沿所述立柱的周向间隔设置，所述分仓板从所述立柱沿所述立柱的径向向所述椭圆筒延伸。

5.根据权利要求1所述的海上风电重力式基础，其特征在于，所述立柱的横截面的外周轮廓为椭圆形，所述立柱的横截面的外周轮廓的长轴的延伸方向与所述叶轮的旋转中心线的延伸方向相同。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的海上风电重力式基础，其特征在于，所述立柱的中心轴线与所述重力基础的中心轴线在同一直线上。

7.根据权利要求1所述的海上风电重力式基础，其特征在于，所述椭圆形的长轴的长度与短轴的长度之比大于1小于等于5。

8.根据权利要求1或7中所述的海上风电重力式基础，其特征在于，所述椭圆形的长轴的长度为20m-120m。

9.根据权利要求1或7中所述的海上风电重力式基础，其特征在于，所述椭圆形的短轴的长度为4m-100m。

10.根据权利要求1所述的海上风电重力式基础，其特征在于，还包括承台和塔筒，所述承台位于所述立柱的上方并与所述立柱的顶端相连，所述塔筒位于所述承台的上方并与所述承台的顶端相连，所述风机安装于所述塔筒上。