海上平台的底部支撑装置及海上风力发电装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种海上平台的底部支撑装置及海上风力发电装置，涉及海上风力发电技术领域。该海上平台的底部支撑装置包括支撑座、支撑柱及连接导管，所述支撑座为中空管围成的环状管体，所述支撑柱为底部封闭的管体，所述支撑柱竖向设置在支撑座的中部，所述连接导管的一端与支撑座连通，另一端与支撑柱连通；该海上风力发电装置，包括上述的海上平台的底部支撑装置，风力发电机的塔筒设置在所述支撑柱上。本发明的海上平台的底部支撑装置，其支撑座为由中空管围成的封闭的环状管体，支撑柱底部封闭，连接导管将支撑座与支撑柱连通，入水后整体能够漂浮于海面上，可对本装置在海面上进行拖航，便于运输，具有进行推广应用的价值。
【专利说明】
海上平台的底部支撑装置及海上风力发电装置
技术领域
[0001]本发明涉及海上风力发电技术领域，特别是涉及一种海上平台的底部支撑装置及海上风力发电装置。
【背景技术】
[0002]风能是当前清洁能源领域中技术最为成熟，最具大规模开发前景的新型可再生能源之一。近年来，全球风力发电领域的技术突飞猛进，从之前的1.5MW风机，到目前2MW风机的普及，从6MW、8MW风机的投入运营，到1Mff风机已经开始装机，风机技术正在快速地进步。
[0003]目前，随着陆上风力发电的多年发展，我国陆上可开发的优质风场已经越来越少，而海上却有着巨大的风资源。我国有着漫长的海岸线，海域蕴藏着丰富的风资源，是一个巨大的能源宝库。伴随着国家相继启动的多个海上风电示范性工程，我国海上风电的开发进程逐步加快，各大风机厂家及电力公司都将目光投向了海洋，欧洲海上风电较为发达的国家也看到中国市场的广阔前景，海上风电将迎来一个大发展的时代。
[0004]海上风机底部支撑装置是海上风机的重中之重。目前的海上风机基础，按其外观形式分，有重力式结构、导管架结构、单立柱单粧结构、单立柱三粧结构、浮式结构及其相互组合的结构形式。其中重力式基础是一种成本低，施工周期短，在海底条件好的近海区域有突出优势的基础。
[0005]中国发明专利CN201310440019公开了一种混凝土沉箱和导管架相结合的海上风机基础，为重力式结构与导管架结构结合的基础，其底部为内部设有填充腔室的沉箱主体，填充腔室上设有开口，通过向填充腔室内填充沙石，使整个基础停留在海底指定位置，进而在该基础上安装风力发电机以进行海上风力发电，该基础底部的沉箱主体上设有开口，基础入水即沉，只能装载到输送工具上来输送到指定海域。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种海上平台的底部支撑装置，以解决现有技术中存在的重力式与导管架式结合的基础，其底部结构不封闭、未配重状态下不能在海面上漂浮，进而不便运输的技术问题。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0008]本发明提供的一种海上平台的底部支撑装置，包括支撑座、支撑柱及连接导管，所述支撑座为中空管围成的环状管体，所述支撑柱为底部封闭的管体，所述支撑柱竖向设置在所述支撑座的中部，所述连接导管的一端与所述支撑座连通，所述连接导管的另一端与所述支撑柱连通。
[0009]进一步地，还包括多个中空的立筒，多个所述立筒间隔设置在所述支撑座上，所述立筒底部设有锥形的固定部。
[0010]进一步地，所述中空管的数量为多个，所述环状管体为多个所述中空管围成的多边形管体结构；
[0011]所述立筒设置在相邻两个中空管之间且相互连通。
[0012]进一步地，所述连接导管包括多个斜连接管。
[0013]进一步地，多个所述斜连接管的一端与所述支撑柱的中上部连通，另一端分别与不同的所述中空管的中部连通。
[0014]进一步地，所述连接导管还包括多个水平连接管。
[0015]进一步地，多个所述水平连接管的一端与所述支撑柱的底部连通，另一端分别与不同的所述立筒连通。
[0016]进一步地，所述斜连接管的数量与所述立筒的数量相同。
[0017]进一步地，所述支撑柱的顶部设有灌注口。
[0018]本发明还提供一种海上风力发电装置，包括上述的海上平台的底部支撑装置，风力发电机的塔筒设置在所述支撑柱上。
[0019]本发明提供的海上平台的底部支撑装置及海上风力发电装置，其支撑座为由中空管围成的封闭的环状管体，支撑柱为底部封闭的管体，支撑座与支撑柱通过连接导管连通，入水后整体能够漂浮于海面上，可将本装置置于海面上进行拖航，而不必将其装载到运输船等海上运输工具上进行输送，便于运输;到达指定方位后由支撑柱向本底部支撑装置内部填充重物，来进行配重，使整个装置下沉并稳定在海床上，风力发电机的塔筒安装在支撑柱上，构成海上风力发电装置，进而进行海上风力发电，解决了现有的海上风力发电机重力式基础未配重时不能浮于海面，不便运输的问题，适于进行推广应用。
【附图说明】
[0020]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0021]图1为本发明提供的一种海上平台的底部支撑装置的结构示意图；
[0022]图2为本发明提供的一种海上平台的底部支撑装置的结构主视示意图；
[0023]图3为本发明提供的一种海上平台的底部支撑装置的结构俯视示意图。
[0024]附图标记:
[0025]1-支撑座；2-支撑柱；3-连接导管；
[0026]4-立筒；5-固定部；6-灌注口；
[0027]31-斜连接管； 32-水平连接管。
【具体实施方式】
[0028]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0029]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。
[0030]图1为本发明提供的一种海上平台的底部支撑装置的结构示意图；图2为本发明提供的一种海上平台的底部支撑装置的结构主视示意图；图3为本发明提供的一种海上平台的底部支撑装置的结构俯视示意图。
[0031]实施例一:
[0032]在本实施例的可选方案中，如图1所示，本实施例提供的一种海上平台的底部支撑装置，包括支撑座1、支撑柱2及连接导管3，支撑座I为中空管围成的环状管体，支撑柱2为底部封闭的管体，支撑柱2竖向设置在支撑座I的中部，连接导管3的一端与支撑座I连通，连接导管3的另一端与支撑柱2连通。在本实施例中，支撑座I是由大直径的中空管围成的一个封闭的环状管体，支撑柱2底部封闭，支撑柱2通过连接导管3竖向固定在支撑座I的中部并与支撑座I连通，整个底部支撑装置在未配重状态下靠自身的浮力可在水面上稳定地保持漂浮状态。
[0033]在本实施例的可选方案中，进一步地，环状管体可为I个环状中空管构成，可为2个中空管的两端分别对接构成，还可为多个中空管依次连接成环状。
[0034]在本实施例的可选方案中，进一步地，将漂浮的本海上平台的底部支撑装置经拖航船等拖航到海上指定的方位，灌注器械由支撑柱2的顶端向本支撑装置内部灌注混凝土、砂石或其他配重物，随着配重物的灌入，本装置内的空气由提前布置在装置内部的排气管路排出，配重物将装置内部填满。灌注过程中，本装置保持竖直状态下沉，最终落到海床上，并靠配重物的重力稳定地停留在海床上，作为重力式基础与导管架基础相结合的一种基础，为风力发电机等设备提供海上支撑。
[0035]在本实施例的可选方案中，进一步地，当配重物为混凝土时，混凝土在本支撑装置内部固结，在起配重作用的同时，与导管结构形成一种钢混结构，提高了导管结构的强度，减少了装置的钢材用量。
[0036]实施例二:
[0037]在本实施例的可选方案中，如图1所示，本实施例提供的一种海上平台的底部支撑装置，包括支撑座1、支撑柱2及连接导管3，支撑座I为中空管围成的环状管体，支撑柱2为底部封闭的管体，支撑柱2竖向设置在支撑座I的中部，连接导管3的一端与支撑座I连通，连接导管3的另一端与支撑柱2连通。在本实施例中，连接导管3将支撑座I与支撑柱2连通，整个底部支撑装置内部连通，只有支撑柱2顶部一个开口，在未配重状态下靠自身的浮力可稳定地漂浮在水面上。
[0038]在本实施例的可选方案中，如图2所示，进一步地，还包括多个中空的立筒4，多个立筒4间隔设置在支撑座I上，立筒4底部设有锥形的固定部5。在本实施例中，在本海上平台的底部支撑装置沉入海底后，锥形的固定部5插入海床，使整个支撑装置稳定地停留在海底指定位置，提高了装置的抗滑移能力。
[0039]在本实施例的可选方案中，进一步地，立筒4及固定部有两种结构形式:
[0040]其一，立筒4为两端封闭的中空管体，本身同样可漂浮在水面，不影响支撑座I的漂浮状态，固定部5为实心或空心的锥形体，设置在立筒4的底部；
[0041]其二，立筒4为顶部封闭、底部开口的中空管体，固定部5为底部开口、内部中空的锥形体，该锥形体的底面直径与立筒4的直径相同，锥形体的底部与立筒4的底部连接，立筒4与固定部5构成底部带锥、内部中空的封闭结构。
[0042]在本实施例的可选方案中，进一步地，固定部5也可为多面锥形体，如四面锥形体；固定部5也可为钢管，钢管的底端可做削尖处理，以便插入海床中。
[0043]实施例三:
[0044]在本实施例的可选方案中，如图1所示，本实施例提供的一种海上平台的底部支撑装置，包括支撑座1、支撑柱2及连接导管3，支撑座I为中空管围成的环状管体，支撑柱2为底部封闭的管体，支撑柱2竖向设置在支撑座I的中部，连接导管3的一端与支撑座I连通，连接导管3的另一端与支撑柱2连通。在本实施例中，整个底部支撑装置内部连通，只有支撑柱2顶部一个开口，未配重时可在水面上漂浮。
[0045]在本实施例的可选方案中，如图2所示，进一步地，还包括多个中空的立筒4，多个立筒4间隔设置在支撑座I上，立筒4底部设有锥形的固定部5。在本实施例中，对本海上平台的底部支撑装置进行配重后，整个装置沉入海底，锥形的固定部5插入海床，使整个装置稳定地停留在海底指定位置。
[0046]在本实施例的可选方案中，进一步地，中空管的数量为6个，环状管体为6个中空管围成的六边形管体结构。
[0047]在本实施例的可选方案中，进一步地，立筒4设置在相邻两个中空管之间且与二者连通。在本实施例中，立筒4连接在相邻中空管交接处，与中空管构成内部连通的一个整体。
[0048]在本实施例的可选方案中，进一步地，在中空管及立筒4的内壁上设置多个带孔隔板，将二者内部分隔成多个仓室，不影响混凝土等配重物的灌注，还能够提高二者的结构强度及稳定性;灌注的混凝土固化后与隔板构成类似于传统的钢筋混凝土结构，节省了钢材用量，也进一步提高了整体的结构强度及稳定性。
[0049]在本实施例的可选方案中，进一步地，立筒4与中空管间的连接方式采用焊接连接，工艺简单，连接可靠;为了保证连接的密闭性，在焊接部位做进一步的防水处理，涂抹沥青或防水胶等构成防水保护层。
[0050]实施例四:
[0051]在实施例三的基础上，如图3所示，进一步地，连接导管3包括多个斜连接管31。多个斜连接管31的一端与支撑柱2的中上部连通，另一端分别与不同的中空管的中部连通。在本实施例中，每个斜连接管31对应一个中空管，将支撑柱2连接在支撑座I的中部，斜连接管31起连接件作用;斜连接管31为中空管，将支撑柱2与支撑座I的内部连通，以使在配重时，混凝土或其他配重物可由支撑柱2进入到支撑座I内，填满支撑座I及立筒4，斜连接管31起连通作用；斜连接管31倾斜向下设置在支撑柱2上，使支撑座I与支撑柱2的连接结构更稳定。
[0052]在本实施例的可选方案中，进一步地，连接导管3还包括多个水平连接管32。多个水平连接管32的一端与支撑柱2的底部连通，另一端分别与不同的立筒4连通。在本实施例中，每个水平连接管32对应一个立筒4，将立筒4与支撑柱2的底部连通，在配重时，混凝土或其他配重物可由支撑柱2的底部进入到支撑座I及立筒4内，使配重速度更快;水平连接管32连接在立筒4与支撑柱2的底部之间，同样增强了本装置的稳定性。
[0053]在本实施例的可选方案中，进一步地，斜连接管31的数量与立筒4的数量相同。在本实施例中，斜连接管31的一端与中空管连通，立筒4设置在相邻的中空管之间，水平连接管32的一端与立筒4连通，斜连接管31与立筒4的数量相同，水平连接管32与斜连接管31的数量相同；斜连接管31与水平连接管32交错设置，使配重物能够均匀地填充到支撑座I及立筒4内，使整个装置能够平稳地下沉至海底。
[0054]在本实施例的可选方案中，进一步地，支撑柱2的顶部设有灌注口6。在本实施例中，由灌注口 6向支撑柱2内灌注混凝土、泥土或砂石等重物。
[0055]实施例五:
[0056]在本实施例的可选方案中，本实施例提供一种海上风力发电装置，包括实施例一、二、三或四所述的海上平台的底部支撑装置，该海上平台的底部支撑装置经配重落到海底后，将风力发电机的塔筒设置在支撑柱2上，以通过风力发电机进行海上风力发电。
[0057]在本实施例的可选方案中，进一步地，由于整个海上平台的底部支撑装置沉浸在海水中，使用环境特殊，可在本底部支撑装置的外表面镀锌层或铜层，以防海水腐蚀，达到延长本底部支撑装置使用寿命的目的。
[0058]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种海上平台的底部支撑装置，其特征在于，包括支撑座(1)、支撑柱(2)及连接导管(3)，所述支撑座(I)为中空管围成的环状管体，所述支撑柱(2)为底部封闭的管体，所述支撑柱(2)竖向设置在所述支撑座(I)的中部，所述连接导管(3)的一端与所述支撑座(I)连通，所述连接导管(3)的另一端与所述支撑柱(2)连通。2.根据权利要求1所述的海上平台的底部支撑装置，其特征在于，还包括多个中空的立筒(4)，多个所述立筒(4)间隔设置在所述支撑座(I)上，所述立筒(4)底部设有锥形的固定部(5)。3.根据权利要求2所述的海上平台的底部支撑装置，其特征在于，所述中空管的数量为多个，所述环状管体为多个所述中空管围成的多边形管体结构； 所述立筒(4)设置在相邻两个中空管之间且相互连通。4.根据权利要求3所述的海上平台的底部支撑装置，其特征在于，所述连接导管(3)包括多个斜连接管(31)。5.根据权利要求4所述的海上平台的底部支撑装置，其特征在于，多个所述斜连接管(31)的一端与所述支撑柱(2)的中上部连通，另一端分别与不同的所述中空管的中部连通。6.根据权利要求4所述的海上平台的底部支撑装置，其特征在于，所述连接导管(3)还包括多个水平连接管(32)。7.根据权利要求6所述的海上平台的底部支撑装置，其特征在于，多个所述水平连接管(32)的一端与所述支撑柱(2)的底部连通，另一端分别与不同的所述立筒(4)连通。8.根据权利要求4所述的海上平台的底部支撑装置，其特征在于，所述斜连接管(31)的数量与所述立筒(4)的数量相同。9.根据权利要求1所述的海上平台的底部支撑装置，其特征在于，所述支撑柱(2)的顶部设有灌注口(6)。10.—种海上风力发电装置，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的海上平台的底部支撑装置，风力发电机的塔筒设置在所述支撑柱(2)上。
【文档编号】E02D27/06GK105971001SQ201610507097
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】刘江平, 夏益民
【申请人】三重型能源装备有限公司, 三一重型能源装备有限公司