风力发电机组基础保护装置及海上风力发电机组的制作方法

本实用新型涉及海上风力发电设备领域，尤其涉及一种风力发电机组基础保护装置及海上风力发电机组。

背景技术：

风力发电机组是一项正在快速发展的新能源技术，海上由于风力资源丰富，受噪声、鸟类、电磁波等的限制较小，正在形成一个新兴的风电市场。

单桩基础型海上风力发电机组是海上风力发电机组的主要形式。对于海上风力发电机组的单桩基础而言，在潮汐和洋流的作用下，基础周围的土体会被冲刷，形成圆坑。导致基础的桩身承载力降低、基础倾斜，直接影响到海上风力发电机组的安全性和使用寿命。因此，海上风力发电机组的基础的防冲刷是一个很重要的问题。

目前的防冲刷措施主要有：

抛石方法，即将石块装入铁丝笼中，然后沉到基础的周围，阻止水流对基础附近土体的冲刷。但随着时间的增加，铁丝笼会发生腐蚀破坏，石块也会被水流冲走，进而降低了防冲刷效果。为了保证防冲刷效果，这种方法需要定期维护，增加了运营成本。

增加打桩深度，即将基础埋下的深度增加，这样会导致较多的结构成本和施工成本。

抛洒混凝土，即将混凝土抛洒到基础周围，混凝土凝固后可以保护基础附近的土体，但要保证在使用期限内冲刷不扩展到风力发电机组的基础，需要的混凝土面积较大，成本高昂。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种风力发电机组基础保护装置及海上风力发电机组，以解决海上风力发电机组的基础周围的泥沙容易被冲走的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种风力发电机组基础保护装置，其包括：底座层，底座层包括至少两个通过耐腐蚀连接件连接的底座单元，底座单元围成避让风力发电机组的基础的避让槽或避让孔；加强层，加强层固定设置在底座层的远离避让槽或避让孔的外沿上；压设部，压设部压设在底座层上。

进一步地，加强层包括容纳件和填充在容纳件内的填充物。

进一步地，填充物为填充沙。

进一步地，加强层包括钢梁。

进一步地，压设部包括多个石块，多个石块压设并覆盖底座层。

进一步地，底座单元为轮胎。

进一步地，耐腐蚀连接件为缆绳或铁链。

根据本实用新型的另一方面，提供一种海上风力发电机组，其包括基础和设置在基础的外周的风力发电机组基础保护装置，风力发电机组基础保护装置为上述的风力发电机组基础保护装置。

进一步地，底座层由两个或两个以上的底座分瓣层构成，各底座分瓣层均具有避让槽，且各底座分瓣层沿基础的周向依次设置在基础的外周。

进一步地，各底座分瓣层为扇形。

本实用新型的实施例的风力发电机组基础保护装置能够固定基础附近的土壤，防止海水冲刷，进而保证基础的承载强度，加强层能够确保底座层顺利沉降，同时防止底座层边缘翘起，保证防冲刷效果。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的风力发电机组基础保护装置及基础配合的结构示意图；

图2为图1中B处的局部放大图；

图3为本实用新型的实施例的风力发电机组基础保护装置的底座层的结构示意图；

图4为图3中A处的局部放大图；

图5为本实用新型的实施例的风力发电机组基础保护装置的结构示意图。

附图标记说明：

1、基础；2、压设部；21、石块；3、底座层；31、底座单元；32、耐腐蚀连接件；33、避让槽；4、加强层；41、填充物；5、海床。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例的风力发电机组基础保护装置及海上风力发电机组进行详细描述。

如图1和图2所示，根据本实用新型的实施例，风力发电机组基础保护装置包括底座层3、加强层4和压设部2。其中，底座层3包括至少两个通过耐腐蚀连接件32连接的底座单元31，底座单元31围成避让风力发电机组的基础1的避让槽33或避让孔。加强层4固定设置在底座层3的远离避让槽33或避让孔的外沿上，用于加强底座层3的结构，防止其边缘翘起，并确保防冲刷效果。压设部2压设在底座层3上，以使底座层3能够牢固地固定在需要保护的基础1的外周，并减缓海水对泥沙的冲刷。

在本实施例中，风力发电机组基础保护装置应用与海上风力发电机组的基础防护中，避免在潮汐和洋流的作用下，基础1周围的土体因冲刷而形成圆坑导致的桩身承载力降低、基础倾斜等问题。确保海上风力发电机的安全性和使用寿命。达到了增强防冲刷效果，便于维护和降低成本的效果，改善了海上风力发电机组防冲刷技术。

底座层3的两个或两个以上的底座单元31通过耐腐蚀连接件32连接，使得底座层3的耐腐蚀性能更好，进而能够确保风力发电机组基础保护装置的使用寿命，避免频繁的维护，减少维护成本。底座单元31能够固定其上的压设部2，防止将压设部2冲走。避让槽33或避让孔是为基础1预留空间，确保底座层3能够与基础1更好地配合。

如图3至图5所示，在本实施例中，底座单元31为轮胎。轮胎的耐海水腐蚀性好，且其具有通孔311，能够更好地固定压设部2。此外，轮胎可以选用已经报废的废旧轮胎，实现废物利用，减少成本，保护环境。

当然，在其他实施例中，底座单元31可以是其他材料制成的其他形状的框架，例如，铝材的矩形框架等。铝材耐腐蚀性好，且成本低。当然，底座单元31并非一定是闭合的框型，也可以是“凹”型，或不闭合的三角形等，只要具有能够固定压设部2的孔即可。

耐腐蚀连接件32为缆绳或铁链。缆绳和铁链等具有良好的耐海水腐蚀性，可以确保使用寿命，进而保证在风力发电机组使用过程中底座层3具有良好的防冲刷效果，避免频繁维护，减少成本。

利用缆绳或铁链将轮胎连接时，先沿轮胎的径向在轮胎上打孔，将缆绳或铁链从孔中穿过，以将多个轮胎连接起来。底座层3的多个轮胎组成类似网状的结构，以保证底座层3的强度。

加强层4包括容纳件和填充在容纳件内的填充物41。加强层4通过铁链等捆在底座层3的外侧(远离避让槽33或避让孔的一侧)，用于防止底座层3的边沿翘起，进而防止海水冲刷底座层3下的土层。加强层4还可以用于加强底座层3的重量，使得底座层3可以顺利下沉。

加强层4的容纳件可以是耐腐蚀的尼龙袋等。填充物41可以是填充沙，或其它建筑废料。这样可以减少成本，并实现废物利用。

当然，加强层4可以包括钢梁，钢梁通过铁链等捆紧在底座层3上。

压设部2包括多个石块21，多个石块21压设并覆盖底座层3。通过石块21压设在底座层3上可以利用石块21的重量使底座层3牢固地固定在海上风力发电机组的基础1的周围，同时底座层3的轮胎的通孔311以及轮胎之间的间隙可以有效地固定石块21，防止海水将其冲走。由于石块21本身的不规则性，使得多层石块21之间相互交错相互固定，进而能够更好地防冲刷。

根据本实用新型的另一方面，提供一种海上风力发电机组，其包括基础1和设置在基础1的外周的风力发电机组基础保护装置，风力发电机组基础保护装置为上述的风力发电机组基础保护装置。采用上述的风力发电机组基础保护装置，其底座层3含有孔隙，可以保护其上的碎石，防止被冲走，同时还可以滞留被涡流卷起的泥沙，抑制冲刷。底座层3的主材可使用废旧轮胎，能够降低成本。底座层3边缘处设置的加强层4，可以在该处发生冲刷后，加强层4自然下沉，防止冲刷扩散。同时加强层4可保证底座层3顺利沉入水底，方便施工。

优选地，为了便于施工，底座层3由两个或两个以上的底座分瓣层构成，各底座分瓣层均具有避让槽33，且各底座分瓣层沿基础1的周向依次设置在基础1的外周。这样在施工时，只需要在预定位置沉降底座分瓣层和加强层4，再抛洒石块21即可，无需水下作业，也无需精确作业，使施工成本更低，施工时间更短。

各底座分瓣层为扇形，这样更有利于覆盖基础1的周围。当然，底座分瓣层的形状可以是其它形状，如矩形、多边形等。只要确保沉降的多个底座分瓣层均位于基础1周围即可，无需要求各底座分瓣层之间无间隙，只要间隙不过大即可。

在基础防护时，在基础1附近环绕基础1沉入底座层3和加强层4。在底座层3上沉入重物(如石块21)。

防冲刷过程如下：

在海上风力发电机组进行基础打桩施工后，首先在岸上制作底座分瓣层，即采用铁链将轮胎连接成面，并在外圈安置条状沙袋形成加强层4。基础1周围可以采用至少两部分半圆的底座分瓣层，其外周都安装有沙袋。在本实施例中，采用的是四个扇形的底座分瓣层，铺设后组成围绕单桩基础1的圆环状底座。

在基础1附近(20米左右)的海床5上铺设底座层3。

在底座层3上抛置碎的石块21并形成类似半球型或椭球型的压设部2。

这样可以保证底座层3以下的泥沙不会被冲走。同时底座层3内部存在的空隙对石块21也起到了固定作用，增强了防冲刷的效果。

另外，在底座层3外缘区域，水流受到底座层3外缘的阻挡，易形成湍流，造成局部冲刷。但在底座层3四周连接的沙袋，可以在局部冲刷形成后自然下沉，防止冲刷破坏的加剧。

本实用新型的风力发电机组基础保护装置具有如下效果：

其防冲刷效果好，且制造成本低，仅增加了底座层的费用，且底座层可使用废弃物作为材料，此外维护方便，当冲刷较为严重时，适当增加抛石即可。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。