一种浮式立柱、漂浮式平台和海上风电系统的制作方法

1.本发明涉及浮式立柱技术领域，尤其涉及一种浮式立柱、漂浮式平台和海上风电系统。


背景技术：

2.半潜式漂浮平台多用于水深较大的海域。作业时，半潜式漂浮平台处于半潜状态，采用锚泊定位或动力定位；作业后，排出压载舱内的水，上浮至拖航吃水线，即可收锚移位。
3.现有的半潜式漂浮平台的浮式立柱通常为一个封闭的浮筒，其排水量固定，使得浮式立柱的浮力无法调节，整个半潜式漂浮平台在海上的漂浮姿态和潜水深度也无法调节。
4.因此，如何调节漂浮平台的漂浮姿态和潜水深度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种浮式立柱，以调节漂浮平台的漂浮姿态和潜水深度。
6.为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
7.一种浮式立柱，包括：
8.浮筒，所述浮筒的一端为开口端，另一端为封闭端；
9.充放气气泵；
10.其中，所述浮筒的开口端倒置在液体中时，所述浮筒和所述液体合围形成密闭腔体，所述充放气气泵与所述密闭腔体通过气管连通，以通过所述充放气气泵向所述密闭腔体充气或者放气。
11.可选地，在上述浮式立柱中，还包括设置于所述浮筒的内部的密封隔板，所述密封隔板将所述浮筒的内部腔体分隔为靠近封闭端的空气舱和靠近开口端的液体密封舱，所述密闭腔体位于所述液体密封舱，并且所述密闭腔体由所述密封隔板、所述浮筒和所述液体合围形成。
12.可选地，在上述浮式立柱中，还包括设置于所述液体密封舱的分舱隔板，所述分舱隔板呈竖直状态，并且所述分舱隔板将所述液体密封舱的内部腔体划分为多个舱室。
13.可选地，在上述浮式立柱中，所述分舱隔板为十字型隔板，所述十字型隔板将所述液体密封舱划均分为第一舱室、第二舱室、第三舱室和第四舱室。
14.可选地，在上述浮式立柱中，所述第一舱室、所述第二舱室、所述第三舱室和所述第四舱室共用一个所述充放气气泵；
15.所述气管包括连通所述充放气气泵与所述第一舱室的第一充放气管、连通所述充放气气泵与所述第二舱室的第二充放气管、连通所述充放气气泵与所述第三舱室的第三充放气管和连通所述充放气气泵与所述第四舱室的第四充放气管；
16.所述第一充放气管、所述第二充放气管、所述第三充放气管和所述第四充放气管均设置有自动控制阀门。
17.可选地，在上述浮式立柱中，所述充放气气泵设置于所述密封隔板，并且所述浮筒的侧壁设有用于使所述充放气气泵的充放气管通过的通孔。
18.可选地，在上述浮式立柱中，所述通孔安装有用于密封的密封件。
19.一种漂浮式平台，包括如上任意一项所述的浮式立柱。
20.可选地，在上述漂浮式平台中，还包括能够接收升降输入指令的升降控制系统，所述浮式立柱的充放气气泵与所述升降控制系统电连接。
21.一种海上风电系统，包括如上任意一项所述的浮式立柱。
22.使用本发明所提供的浮式立柱时，由于浮筒的一端为开口端，另一端为封闭端，将浮筒的开口端倒置在液体中时，浮筒和液体合围成密闭腔体，充放气气泵与密闭腔体通过气管连通，因此，通过充放气气泵能够向密闭腔体充气或者放气，以改变密闭腔体内的气压，随着充放气气泵对密闭腔体的充气，密闭腔体内的气压变大，将密闭腔体下部的水逐渐压出浮筒，密闭腔体内的容积变大，浮筒内外的液面差变大，浮筒的浮力增大；随着充放气气泵对密闭腔体的放气，密闭腔体内的气压变小，密闭腔体下部的液面上升，密闭腔体内的容积变小，浮筒内外的液面差变小，浮筒的浮力减小。由此可见，本发明所提供的浮式立柱能够通过海水密封浮筒的开口端，并通过充放气气泵对密闭腔体进行充气和放气，以调节浮式立柱在海水中的升降，从而调节漂浮式平台的漂浮姿态和潜水深度；同时，由于本发明所提供的浮式立柱的浮筒一端为开口端，减少了浮筒底部的制造材料，降低了浮式立柱的制造成本，因此，该浮式立柱不仅能够调节漂浮式平台的漂浮姿态和潜水深度，而且能够降低浮式立柱的制造成本，降低整个漂浮式平台的制造成本。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例所提供的一种浮式立柱的分解结构示意图；
25.图2为本发明实施例所提供的一种浮式立柱的开口端倒置在海水中时的结构示意图。
26.其中，100为浮筒，101为通孔，200为充放气气泵，300为气管，301为自动控制阀门，400为内部液面，500为外部液面，600为密封隔板，700为分舱隔板，800为盖板。
具体实施方式
27.有鉴于此，本发明的核心在于提供一种浮式立柱，以调节漂浮平台的漂浮姿态和潜水深度。
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
29.如图1至图2所示，本发明实施例公开了一种浮式立柱，包括浮筒100和充放气气泵200。
30.其中，浮筒100的一端为开口端，另一端为封闭端；浮筒100的开口端倒置在液体中时，浮筒100和液体合围形成密闭腔体，充放气气泵200与密闭腔体通过气管连通，以通过充放气气泵200向密闭腔体充气或者放气。
31.使用本发明所提供的浮式立柱时，由于浮筒100的一端为开口端，另一端为封闭端，将浮筒100的开口端倒置在液体中时，浮筒100和液体合围成密闭腔体，充放气气泵200与密闭腔体通过气管连通，因此，通过充放气气泵200能够向密闭腔体充气或者放气，以改变密闭腔体内的气压，随着充放气气泵200对密闭腔体的充气，密闭腔体内的气压变大，将密闭腔体下部的水逐渐压出浮筒100，密闭腔体内的容积变大，浮筒100内外的液面差变大，浮筒100的浮力增大；随着充放气气泵200对密闭腔体的放气，密闭腔体内的气压变小，密闭腔体下部的液面上升，密闭腔体内的容积变小，浮筒100内外的液面差变小，浮筒100的浮力减小。由此可见，本发明所提供的浮式立柱能够通过海水密封浮筒100的开口端，并通过充放气气泵200对密闭腔体进行充气和放气，以调节浮式立柱在海水中的升降，从而调节漂浮式平台的漂浮姿态和潜水深度；同时，由于本发明所提供的浮式立柱的浮筒100一端为开口端，减少了浮筒100底部的制造材料，降低了浮式立柱的制造成本，因此，该浮式立柱不仅能够调节漂浮式平台的漂浮姿态和潜水深度，而且能够降低浮式立柱的制造成本，降低整个漂浮式平台的制造成本。
32.需要说明的是，上述浮筒100可以直接加工成两端均开口的筒体，再设置盖板800对封闭端进行封闭，也可以直接将浮筒100加工成一端开口，一端封闭的筒体，只要是一端为开口端，另一端为封闭端的浮筒100均属于本发明保护范围内；可选地，本发明实施例所提供的浮式立柱将浮筒100加工成两端均开口的筒体，再设置盖板800将浮筒100的一端封闭。
33.进一步地，该浮式立柱还包括设置于浮筒100的内部的密封隔板600，密封隔板600将浮筒100的内部腔体分隔为靠近封闭端的空气舱和靠近开口端的液体密封舱，密闭腔体位于液体密封舱，并且密闭腔体由密封隔板600、浮筒100和液体合围形成，以便于在液体密封舱破损之后，还可以通过空气舱提供浮力，通过空气舱对浮式立柱的沉没起到缓冲作用，防止浮式立柱在液体密封舱破损之后出现直接沉没的现象，提高该浮式立柱的稳定性和可靠性。
34.应当理解，上述密封隔板600可以是水平放置，也可以是水平面倾斜一定角度放置，只要是能够将浮筒100的内部腔体分隔为空气舱和液体密封舱，使密封隔板600、浮筒100和液体合围形成密闭腔体的结构均属于本发明保护范围内；可选地，本发明实施例所提供的密封隔板600为水平放置。
35.另外，该浮式立柱还包括设置于液体密封舱的分舱隔板700，分舱隔板700呈竖直状态，并且分舱隔板700将液体密封舱的内部腔体划分为多个舱室，一方面，通过充放气气泵200分别调节各个舱室的密闭腔体的气压，实现对浮式立柱的姿态进行调整；另一方面，实现多个舱室的独立压舱，当其中一个或者几个舱室破损后，余下的舱室还可以继续工作，避免该浮式立柱发生突然沉没的现象，进一步提高该浮式立柱的稳定性和可靠性。
36.需要说明的是，上述分舱隔板700可以是一字型、t字型或者十字型等类型，只要是能够满足使用要求的类型均属于本发明保护范围内；可选地，如图1所示，本发明实施例所提供的分舱隔板700为十字型隔板，十字型隔板将液体密封舱划均分为第一舱室、第二舱室、第三舱室和第四舱室，以在第一舱室、第二舱室、第三舱室和第四舱室中均通过液体密封形成密闭腔体，一方面，通过充放气气泵200分别调节第一舱室、第二舱室、第三舱室和第四舱室的密闭腔体的气压，调节该浮式立柱的姿态；另一方面，第一舱室、第二舱室、第三舱室和第四舱室中的某个舱室破损后，其余舱室还可以继续工作，防止浮式立柱在液体密封舱破损之后出现直接沉没的现象，提高该浮式立柱的稳定性和可靠性。
37.另外，上述第一舱室、第二舱室、第三舱室和第四舱室可以共用一个充放气气泵200，也可以分别使用一个充放气气泵200，只要是能够满足使用要求即可；可选地，本发明一具体实施例中，第一舱室、第二舱室、第三舱室和第四舱室共用一个充放气气泵200，以减少充放气气泵200的数量，降低成本。
38.具体地，气管包括第一充放气管、第二充放气管、第三充放气管和第四充放气管，以通过第一充放气管连通充放气气泵200与第一舱室，通过第二充放气管连通充放气气泵200与第二舱室，通过第三充放气管连通充放气气泵200与第三舱室，通过第四充放气管连通充放气气泵200与第四舱室；并且，第一充放气管、第二充放气管、第三充放气管和第四充放气管均设置有自动控制阀门301，以通过充放气气泵200和自动控制阀门301实现各舱室内部液面400的自动调节，实现各舱室的内部液面400和外部液面500的液面差调节，调节该浮式立柱的浮力。
39.应当理解，该浮式立柱可以通过另外设置的支撑结构安装充放气气泵200，也可以直接都将充放气气泵200安装在密封隔板600或者浮筒100内壁上，只要是能够满足使用要求的设置方式均属于本发明保护范围内；可选地，本发明实施例所提供的浮式立柱将充放气气泵200设置于密封隔板600，以减少零部件的数量，降低成本；并且浮筒100的侧壁设有用于使充放气气泵200的充放气管通过的通孔101，以便于使充放气气泵200的充放气管与空气连通，通过充放气气泵200将空气压入密闭腔体，或者将密闭腔体中的气体抽出并排至空气中。
40.进一步地，上述通孔101安装有密封件，以便于通过密封件对密闭腔体起到密封作用，防止密闭腔体漏气导致气压泄漏，影响浮式立柱的平衡。
41.应当理解，上述密封件可以是o型圈、u型密封圈或者l型皮碗等类型，只要是能够满足密封要求的类型均属于本发明保护范围内。
42.此外，本发明还公开了一种漂浮式平台，包括如上任意一项所述的浮式立柱，因此兼具了上述浮式立柱的所有技术效果，本文在此不再一一赘述。
43.在本发明一具体实施例中，上述漂浮式平台还包括能够接收升降输入指令的升降控制系统，浮式立柱的充放气气泵200和各自动控制阀门301均与升降控制系统电连接，以通过升降控制系统接收升降输入指令，并使升降控制系统根据升降输入指令控制充放气气泵200和各自动控制阀门301的开闭状态，实现对浮式立柱的自动升降调整。
44.与此同时，本发明还公开了一种海上风电系统，包括如上任意一项所述的浮式立柱，因此兼具了上述浮式立柱的所有技术效果，本文在此不再一一赘述。
45.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区
别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
46.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。