一种可移动式破冰装置的制作方法

本发明属于海上风电技术领域，特别是涉及一种可移动式破冰装置。

背景技术：

风电是资源潜力大的可再生能源，在减排温室气体、应对气候变化的新形势下，越来越受到世界各国的重视，并已在全球大规模开发利用。我国也是一个风能资源十分丰富的国家，近几年我国的风电产业发展迅猛，风电装机容量持续不断增长，设备制造能力快速提高，已然形成了较完善的产业体系。但由于我国海岸线悠长,在渤海和黄海北部海域每年都会出现不同程度的冰冻，在结冰海域设计和建造的风电基础势必要求基础结构具备一定的抗冰性能，以确保结构在冬季的安全运行。在结冰海域，海冰在潮流与风的作用下会发生漂移，因此会与结构发生相互作用。在设计中,海冰在与海上风电基础相互作用时一般是要求海冰先遭到破坏。目前常规做法是在海上风电基础潮差段处安装抗冰锥体结构，当冰排作用于锥体斜面时，冰排上产生径向和环向裂纹，冰排就会以弯曲的模式破坏。

对于我国渤海和黄海北部海域，一般每年冰期约3个月，最长冰期可达4个月。而度过冰期后，安装在海上风电结构上的抗冰锥体就基本上没有任何使用价值了；另外加装抗冰锥体后，由于加大了浪、流的接触面积，结构在某些海况下所受浪、流荷载会有所增加，因此会对海上风电结构产生一些不利的影响。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种可移动式破冰装置。

为了达到上述目的，本发明提供的可移动式破冰装置设置在海上风机的单桩基础上，包括抗冰锥体、控制装置和固定坎；其中，固定坎为一钢环，围绕设置在单桩基础外圆周面上的低潮位处；控制装置包括钢索、卷扬机和控制平台；控制平台为一圆环形钢结构，套在单桩基础上超出高潮位15m的位置；多台卷扬机间隔距离设置在控制平台的上端；每根钢索的上端与一台卷扬机相连接；抗冰锥体包括壳板、竖向肋板、水平向肋板、套管和吊耳；所述的套管以能够上下移动的方式套在控制平台或单桩基础上最频繁遭遇海冰撞击的高潮位和低潮位间部位的外部；多个吊耳均匀布置在套管的上端，并且每个吊耳与一根钢索的下端相连接；壳板是由上部正锥体和下部倒锥体构成的一体式结构，固定在套管的外圆周面上；套管和壳板之间的锥形空间内间隔距离设有多块环状水平向肋板和多块竖向肋板，以增加整体刚度。

所述的壳板的上部正锥体和下部倒锥体间的夹角为120度；壳板的厚度为25mm；套管的厚度为20mm，内径为7.35m，高度为8m；竖向肋板和水平向肋板的厚度为20mm。

所述的固定坎的高度为20cm，厚度为5cm，内径与单桩基础的外径相同。

本发明提供的可移动式破冰装置在冰冻期可将抗冰锥体设在海上风机的单桩基础最频繁遭遇海冰撞击的高潮位和低潮位之间，具有抗海冰流激振动的能力。同时，在防冰锥体的上端设置吊耳，配合钢索以及卷扬机，在非冰冻期吊起抗冰锥体，可避免由于抗冰锥体的存在而加大浪、流荷载。另外，整个装置可在岸上远程控制，较为方便。

附图说明

图1为本发明提供的可移动式破冰装置主视图；

图2为本发明提供的可移动式破冰装置中抗冰锥体俯视图；

附图标记：1、壳板；2、竖向肋板；3、水平向肋板；4、套管、5、单桩基础；6、吊耳；7、钢索；8、卷扬机；9、固定坎；10、控制平台。

具体实施方式

为能进一步了解本发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1、图2所示，本发明提供的可移动式破冰装置设置在海上风机的单桩基础5上，包括抗冰锥体、控制装置和固定坎9；其中，固定坎9为一钢环，围绕设置在单桩基础5外圆周面上的低潮位处；控制装置包括钢索7、卷扬机8和控制平台10；控制平台10为一圆环形钢结构，套在单桩基础5上超出高潮位15m的位置；多台卷扬机8间隔距离设置在控制平台10的上端；每根钢索7的上端与一台卷扬机8相连接；抗冰锥体包括壳板1、竖向肋板2、水平向肋板3、套管4和吊耳6；所述的套管4以能够上下移动的方式套在控制平台10或单桩基础5上最频繁遭遇海冰撞击的高潮位和低潮位间部位的外部；多个吊耳6均匀布置在套管4的上端，并且每个吊耳6与一根钢索7的下端相连接；壳板1是由上部正锥体和下部倒锥体构成的一体式结构，固定在套管4的外圆周面上；套管4和壳板1之间的锥形空间内间隔距离设有多块环状水平向肋板3和多块竖向肋板2，以增加整体刚度。

所述的壳板1的上部正锥体和下部倒锥体间的夹角为120度；壳板1的厚度为25mm；套管4的厚度为20mm，内径为7.35m，高度为8m；竖向肋板2和水平向肋板3的厚度为20mm。

所述的固定坎9的高度为20cm，厚度为5cm，内径与单桩基础5的外径相同。

现将本发明提供的可移动式破冰装置的使用方法阐述如下：在冰冻期，可将抗冰锥体放置在固定坎9上，固定坎9可阻止抗冰锥体继续下滑，承担抗冰锥体在抵抗冰荷载时传递过来的竖向荷载，并配合钢索7形成一个稳定的结构，此时壳板1的上部正锥体和下部倒锥体的对接面与此海域的平均潮位处重合，可基本应对此海域的破冰需要。在非冰冻期，可利用卷扬机8和钢索7将抗冰锥体吊起至控制平台10的外部而脱离开水面，这样可避免由于抗冰锥体的存在加大了浪、流荷载，对单桩基础5产生一些不利的影响，并可在吊起抗冰锥体的时候对抗冰锥体进行检测与维修。

本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
一种可移动式破冰装置。其包括抗冰锥体、控制装置和固定坎；固定坎为一钢环，围绕设置在单桩基础外圆周面上的低潮位处；控制装置包括钢索、卷扬机和控制平台；抗冰锥体包括壳板、竖向肋板、水平向肋板、套管和吊耳。本发明提供的可移动式破冰装置在冰冻期可将抗冰锥体设在海上风机的单桩基础最频繁遭遇海冰撞击的高潮位和低潮位之间，具有抗海冰流激振动的能力。同时，在防冰锥体的上端设置吊耳，配合钢索以及卷扬机，在非冰冻期吊起抗冰锥体，可避免由于抗冰锥体的存在而加大浪、流荷载。另外，整个装置可在岸上远程控制，较为方便。

技术研发人员：闫晓荣;王海军
受保护的技术使用者：中国民航大学
技术研发日：2018.10.19
技术公布日：2019.01.18