TW202500836A - 用於離岸基礎結構之內部平台支撐結構 - Google Patents

Abstract

一種用於離岸基礎結構例如風力渦輪機基礎的內部平台支撐結構(20)。內部平台支撐結構(20)包括用於支撐基礎結構內部之內的平台的複數個結構元件(30、40)。複數個結構元件(30、40)係配置成組裝在一起並藉由緊固件(24)連接。

Description

用於離岸基礎結構之內部平台支撐結構

本發明係關於用於離岸基礎結構的內部平台支撐結構，且尤其是用於風力渦輪機的離岸基礎結構。本揭露係尤其關於用於風力渦輪機單樁的內部平台支撐結構，以及用於組裝這樣結構的套件。

在遭受強風的離岸位置安裝風力渦輪機是很常見的。通常，單樁基礎係用於支撐風力渦輪機塔架，該塔架支撐風力發電機在高架的位置。各種電子的、機械的和系統元件將位於在風力渦輪機塔中，也位於基礎結構本身的內部。例如，將風力發電機連接到電網的高壓電纜通常會通過單樁的內部向下饋送到海床。因此，內部平台經常安裝到風力渦輪機單樁內部以支撐工廠部件，像是電子開關設備。這樣內部平台支撐通常稱為「支撐的內部平台」或「懸掛的內部平台(SIP)」。

SIP結構係安裝在單樁本體的頂部區域，並且建造SIP結構以支撐內部之內一個或多個平台，用於為技術人員提供穩定和安全工作環境，並且提供用於支撐工廠部件的位置，像是電子部件和電纜。例如，內部平台通常需要允許執行手動工作以緊固在單樁與塔架之間的介面連接、在安裝期間拉回和終止 電纜，和作為透過梯子或電梯以達到機艙的起點。因此，提供這些內部平台對於作為整體的風力渦輪機操作通常是重要的。因此，平台結構需要是堅固的、可靠的和容易組裝的。

圖1顯示典型傳統的SIP結構10。結構由標準鋼I型樑柱12建造，該I型樑柱係焊接在一起以形成支撐框架，在支撐框架的頂部安裝一個或多個平台14。

然而，在這方面，SIP結構的製造相對具有挑戰性的。具體來說，離岸風力渦輪機安裝在世界各地，通常安裝在偏遠位置。在每個區域，像是I型樑柱的結構的元件，通常會在當地購買，並且焊接在一起以形成結構。然而，這是一個昂貴過程，需要熟練焊接技術的勞工和根據當地可取得的材料進行客製化設計。此外，由於SIP結構因區域而異，安全檢查和持續維護也需要對於每個地點進行客製化。

因此，需要解決傳統的平台支撐結構的上述問題。

鑒於上述內容，本發明尋求提供一種改進的內部平台支撐結構，其可以使用廉價和迅速供應的結構材料容易地製造，並且其可以容易地組裝，由此降低與建造內部平台支撐結構相關的成本並且減少材料的浪費。另外，藉由不使用因區域而異的現成結構部件，可以改進用於組件的供應鏈，並且可以提供更多的維護一致性。

根據本發明的第一態樣，提供用於離岸基礎結構的內部平台支撐結構，包括：用於支撐基礎結構內部之內的平台的複數個結構元件，其中複數個結構元件係配置組裝在一起並且藉由緊固件連接。

如此，可以使用具體設計的結構元件來組裝內部平台支撐結構，該結構元件係配置安裝在一起，使得它們可以藉由緊固件來固定就位。具體設計的結構元件的每個類型係可分配到組件之內的特定位置，以使得內部平台支撐結構的組件能夠更容易、更一致和更省時。

在實施例中，複數個結構元件係更進一步配置用於支撐基礎結構內部之內的一個或多個另外的平台。如此，可以根據特定基礎結構的要求客製內部平台支撐結構以支撐多個平台。

在實施例中，複數個結構元件包括複數個子集，並且其中每個子集之內的結構元件係實質上相同的。如此，可以根據它們內部平台支撐結構之內的功能來設計有限數量的結構元件的類型。因此，這些功能元件類型的群組允許更容易的安裝，因為可以更容易識別支撐元件的正確類型，並且用於內部平台支撐結構之內的預期位置。

在一種形式中，複數個結構元件包括具有第一端和第二端的結構元件，其中第一端和第二端包括配置以接收緊固件的孔洞。如此，可以容易地連接結構元件以組裝的支撐結構。

在一種形式中，結構元件係配置成當組裝時，它們的孔洞對齊以允許緊固件將相應的結構元件連接在一起。如此，可以容易地佈置組件的組成部件在一起，而孔洞的定位確保結構之內的準確對齊。

在一種形式中，結構元件包括具有在第一端和第二端之間的本體的結構元件，並且其中設置第一端和第二端作為相對於本體的成角度的突出部，用於以一定角度連接結構元件。如此，可以連接結構元件以相對於彼此的特定角度。由此，這可以允許更複雜的結構佈置的形成。

在一種形式中，結構元件包括樑柱。如此，可以提供細長的結構元件。

在一種形式中，結構元件進一步包括用於連接樑柱的連接器部分，每個連接器部分包括支架。如此，可以加強在樑柱結構元件之間的連接以保持它們組件之內的相對位置。

在一個範例中，由彎曲的金屬板形成複數個樑柱。如此，可以容易地製造樑柱並且使用迅速取得的材料製造樑柱。另外，可以降低樑柱的製造成本。

在一種形式中，金屬板被彎曲以形成C型樑柱。如此，這些樑柱結構元件可以具有提高的剛度。

在一種形式中，結構元件包括鍍鋅鋼。如此，為結構元件提供便宜的塗層，其提供改進的耐腐蝕性，並且由此增加它們的使用壽命。

在一種形式中，複數個C型樑柱被配置以成對的方式連接在一起以形成I型樑柱。以這樣的方式組合結構元件允許增加合向量結構的強度。在另一種形式中，兩個C型樑柱可以以插入其中的鋼板(像是30mm鋼板)連接成I型輪廓。因此，可以實現增加的強度。

在一種形式中，複數個結構元件係配置以藉由鉚釘緊固件連接。如此，可以使用便宜、簡單和容易採購的緊固件以連接結構元件。

根據另一個態樣，提供一種用於附接在內部平台支撐結構的底座周圍的彈性護板，其中彈性護板係配置以從結構突出，用於將平台上方的內部區域與平台下方的風力渦輪機基礎結構的內部區域區隔開。如此，在風力渦輪機基礎的內部的底部處的環境(通常包括在水柱上方的潮濕空氣體積)可以從最低的內部平台密封。因此，改進平台上的人員的工作環境，最大限度降低平台上存放的部件的腐蝕，以及提供給從最低的平台到機艙的整個空氣柱的氣候屏障。該屏障也有利於降低潮濕空氣的流入，以最佳化通常位於風力渦輪塔架之內的除濕系統的尺寸。

根據另一個態樣，提供一種用於形成離岸基礎結構的內部平台支撐結構的套件，包括：當組裝在一起時，複數個結構元件係形成用於基礎結構的內部的平台支撐，其中複數個結構元件係配置以組裝在一起並且藉由緊固件連接。如此，內部平台支撐結構可以更容易和更快速被組裝。

10:懸掛的內部平台結構

12:標準I型樑柱

14:平台

20:支撐結構

22:結構元件

24:緊固件

26:端口

30:結構元件

32:第一端

34:第二端

36:本體

38:孔洞

40:結構元件

42:第一端

44:第二端

46:本體

48:孔洞

50:突出區域

60:連接器部分

62:第一端

64:第二端

66:孔洞

68:加強件

現在將參考的附圖描述本發明的說明性的實施例，其中：

圖1示出傳統的內部平台支撐的等距視圖；

圖2示出根據說明性的範例的內部平台支撐結構的底部區域的等距視圖；

圖3示出在圖2的支撐結構中所使用的結構元件的俯視圖；

圖4示出在圖2的支撐結構中的另一種結構元件的盲板的俯視圖；

圖5示出在圖4所示的由盲板形成的結構元件的等距視圖；

圖6示出在圖4和圖5所示的結構元件的端視圖；

圖7示出連接在一起的兩個結構元件的端視圖；以及

圖8示出圖2所示的支撐結構中所使用的連接器部分的等距視圖。

參考圖2，示出根據本揭露的一種佈置的用於風力渦輪機的內部平台支撐結構20。內部平台支撐結構20包括複數個結構元件22、30、40，其被組裝以支撐基礎結構(例如單樁)的內部內的平台(未示出)。複數個結構元件22、30、40係提供作為用於形成基礎結構的內部平台支撐結構的套件。複數個結構元件22、30、40係配置以藉由緊固件24組裝和連接在一起。如圖2所示，內部平台支撐結構20的最下面的平台可以例如包括端口26，用於饋送電纜以將風力渦輪機連接到電網，或用於一連串的風力渦輪機電性連接在一起。

套件包括複數個結構元件22、30、40的類型。也就是說，結構元件包括複數個子集，每個子集係配置用於結構20之內的特定應用。例如，結構元件30、40的兩個較短的子集係使用於形成內部平台支撐的外邊界，而較長的元件22係用於形成結構的主框架。也就是說，較長的元件22係形成內部平台支撐結構的中心部分。每個子集之內的結構元件22、30、40實質上可以是相同的以簡化組件。

圖3示出在圖2所示的組件中使用的第一結構元件30的俯視圖。結構元件30包括在其本體36的兩端處形成的端部區域的第一端32和第二端34。第一端32和第二端34皆提供具有配置以接收緊固件的孔洞38。在本實施例中，第一端32和第二端34皆具有四個孔洞38，但是應當理解，孔洞38的數量可以根據結構元件30的位置和負載要求而變化。另外，在實施例中，本體36可以提供一個或多個孔洞38。

結構元件22、30、40係配置以透過在圖3到圖5所示的孔洞38、48連接在一起。在一個範例中，第一結構元件30的第一端32係連接到第二結構元件30的第二端34。因此，第一結構元件30的孔洞38與第二結構元件30的孔洞38對齊。一旦對齊，緊固件(未示出)可以插入穿過孔洞38以將結構元件30連接在一起。在另一個範例中，第一結構元件30的第一端32可以與第二結構元件30的第一端32對齊，或與設定在結構元件30的結構元件本體36上的孔洞38對齊。

在這個範例中，結構元件22、30、40包括C型樑柱。也可以使用其他類型的樑柱，例如L型樑柱或方形樑柱。較佳地，根據本揭露的本範例的樑柱係由金屬板切割並且彎曲以形成C型樑柱形狀。金屬板包括鋼，但可以使用其他金屬或金屬合金，並且金屬可以被鍍鋅以提供耐鏽蝕性。金屬板可以被切割以形成結構元件，例如藉由使用電腦數值控制(CNC)機器的雷射切割。自然地，也可以使用標準設定檔(standard profile)。在這樣的情況下，孔洞38可以用雷射或電腦數值控制(CNC)機器被鑽入或切割進結構元件30。在範例中，金屬板的厚度可以在0.5mm到15mm之間。金屬板的厚度可以根據結構需求選擇。

圖4到圖6示出圖2所示的組件中使用的另一種結構元件40。圖4示出結構元件40的盲板。結構元件40包括在結構元件本體46的兩端處的第一端42和第二端44。在一種佈置中，第一端42和第二端44皆提供配置以接收緊固件的四個孔洞48。盲板的本體46包括兩個向外的突出區域50，其係配置當製造結構元件40時被彎曲以形成C型樑柱。結構元件本體46係沿著圖4所示的虛線彎曲。一旦彎曲，結構元件40形成C型樑柱，如圖5和圖6所示。

結構元件40的第一端42和第二端44也可以相對於結構元件本體46的縱軸彎曲。例如，為了以一定角度連接兩個結構元件40，一個或兩個結構元件40的第一端42或第二端44可以彎曲到一定角度，使得連接時它們的軸相對於彼此成角度。應當理解，結構元件40的第一端42和第二端44可以具有不同的角度。

由於結構元件22、30、40可以由金屬板切割和彎曲，因此這些元件可以在全世界各地容易地被製造，並且由此最小化成本和保持一致性。另外，可以最小化供應鏈的複雜性，因為只需要金屬板作為製造組件所需的大部分部件的前驅物。同時，內部平台支撐結構的組件不依賴於切割和焊接標準I型樑柱的手工步驟，否則這些步驟將會是昂貴的並且需要更多熟練的勞工。

根據另一種佈置，形成為C型樑柱的兩個結構元件40可以成對地連接在一起以形成I型樑柱，如圖7所示。為了進一步強化結構，板子(未示出)係可放置在兩個結構元件40之間。該板子可以由鋼製成並且具有任何尺寸；一範例係使用30mm的板子。然後，這兩個結構元件40藉由緊固件24連接在一起。例如，兩個結構元件40可以使用鉚釘連接在一起，如圖7所示。然而，可以替代地使用其他類型的緊固件，例如螺栓。通常，鎖緊螺栓用於將軸環壓接或鍛造到螺栓或鉚釘上。

根據本揭露另一個的範例，結構元件22、30、40進一步包括連接器部分60，如圖8所示。連接器部分60包括第一端62和第二端64。第一端和第二端62、64包括孔洞66。連接器部分60的第一端62或第二端64上的孔洞66係配置與結構元件的孔洞對齊，使得連接器部分60可以藉由緊固件24連接到結構元件22、30、40。因此，連接器部分60形成具有加強件68的支架，該 加強件被提供在第一端62和第二端64之間以形成加強連接器部分60的本體。連接器部分60可以用於將垂直結構元件22、30、40連接在一起。

一旦結構元件22、30、40已組裝，內部平台支撐結構20可以插入單樁基礎的頂端，並且在固定點處固定就位，使得一個或多個內部平台懸掛單樁內部之內。如此，內部平台支撐結構20可以為電子部件或電線可以位於其上的平台提供支撐。

因此，組件提供用於形成內部平台支撐結構的更節省且更簡單的佈置，同時也簡化供應鏈。

根據本揭露的另一個範例，內部平台支撐結構20進一步包括用於附接在內部平台支撐結構20的底座周圍的彈性護板(未示出)。彈性護板係配置為突出遠離該結構，以將平台上方的內部區域與平台下方的風力渦輪機基礎結構的內部區域區隔開。在一種形式中，護板以大約45度突出以方便其安裝和固定到主要基礎結構。

護板可以附接在最下方的平台支撐和將護板夾到內部平台支撐結構的板子之間。

當內部平台支撐結構20插入風力渦輪機的內部時，護板係展開並且圍繞風力渦輪機的內壁拉緊。因此，護板起到氣候屏障的作用，以防止滯留在基礎底座的內部的潮濕氣體腐蝕放在風力渦輪機平台上的材料。藉由從固定位置拆下，護板也是容易更換的。護板可以藉由使用Keder軌道或任何其他合適的固定佈置附接到其固定位置。

應當理解，說明性的實施例僅顯示解釋的目的的應用。實際上，本發明可以應用到很多不同的配置，其中該實施例對於本領域技術人員來說是容易實現的。

例如，本文所述指的是具有步驟或特徵的特別組合的實施例，然而，設想在實施例之間的相容的步驟或特徵的進一步組合和交叉組合將是可能的。事實上，分別的特徵可以獨立於其他特徵作為發明去運作，並且不一定要求作為完整的組合來實現。

例如，雖然上述說明性的實施例已經描述支撐結構的背景以安裝沒有過渡件的單樁(所謂的「無TP」單樁)，應當理解，內部平台支撐結構20可以提供用於連接到過渡件。例如，在這樣的實施例中，基礎結構可以包括與過渡件組合的單樁基礎的組件，其中支撐結構連接到過渡件。即使已經使用單樁作為範例，但也可以使用其他合適的基礎結構，只要它們為平台提供足夠的空間。例如，平台可以位於渦輪機塔架。

20:支撐結構

22:結構元件

24:緊固件

26:端口

30:結構元件

40:結構元件

Claims (15)

1. 一種離岸基礎結構之內部平台支撐結構，包括：

   複數個結構元件，用於支撐該基礎結構內部的平台，其中，該複數個結構元件係配置成組裝在一起並藉由緊固件連接。
2. 如請求項1所述之內部平台支撐結構，其中，該複數個結構元件還配置為支撐該基礎結構內部的一個或多個另外的平台。
3. 如請求項1所述之內部平台支撐結構，其中，該複數個結構元件包括複數個子集，且其中，各該子集內的結構元件係實質上相同。
4. 如請求項1所述之內部平台支撐結構，其中，該複數個結構元件包括具有第一端和第二端之結構元件，其中，該第一端和該第二端包括配置以接收該些緊固件的孔洞。
5. 如請求項4所述之內部平台支撐結構，其中，該些結構元件係配置為當組裝時，該些結構元件的孔洞對齊以允許該些緊固件將相應的結構元件連接在一起。
6. 如請求項4所述之內部平台支撐結構，其中，該些結構元件包括在該第一端和該第二端之間具有本體的結構元件，且其中，該第一端和該第二端係為相對於該本體成角度的突出部，用於與該些結構元件連接成一角度。
7. 如請求項1所述之內部平台支撐結構，其中，該些結構元件包括樑柱。
8. 如請求項7所述之內部平台支撐結構，其中，該些結構元件還包括用於連接該些樑柱的連接器部分，各該連接器部分包括支架。
9. 如請求項7所述之內部平台支撐結構，其中，該複數個樑柱係由彎曲的金屬片形成。
10. 如請求項9所述之內部平台支撐結構，其中，將該金屬片彎曲以形成C型樑柱。
11. 如請求項1所述之內部平台支撐結構，其中，該些結構元件包括鍍鋅鋼。
12. 如請求項10所述之內部平台支撐結構，其中，該複數個C型樑柱係配置為成對地連接在一起以形成I型樑柱。
13. 如請求項12所述之內部平台支撐結構，其中，板固定在該成對的C型樑柱之間。
14. 如請求項1所述之內部平台支撐結構，其中，該複數個結構元件係配置為藉由鉚釘緊固件連接。
15. 一種用於形成離岸基礎結構之內部平台支撐結構的套件，包括：

    複數個結構元件，當組裝在一起時，形成用於該基礎結構的內部的平台支撐，其中，該複數個結構元件係配置成組裝在一起並藉由緊固件連接。

Images