带稳定翼板的半潜式平台及有这类平台的海洋波能发电站的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半潜式平台，所述半潜式平台用于海上安装及对于浮式设施用作基础构架。
【背景技术】
[0002]浮式设施，如风能发电站或波能发电站(即利用涌浪产生能量)，需要支承浮式设施的平台不仅是刚性的，而且还是稳定的，这自然会存在因涌浪导致的困难，涌浪趋于向任何浮式结构传递交替的纵向(纵摇)和横向(横摇)的旋转运动。
[0003]要避免这些运动，这是因为这些运动对于设施所意味的负面作用:机械构件疲劳(从而磨损)，效率降低。在风轮机的情形中，横摇运动和纵摇运动对于其良好的运行是有害的，因为桅杆则会经受较大的弯曲应力，此外风轮机相对于风向经常性地是偏离的。同样地，在波能发电站的情形中，平台稳定性缺陷会引起动力机构轻率运动，导致机械疲劳和生产率降低。
【发明内容】
[0004]第一目标在于提出一种半潜式平台，所述半潜式平台提供的稳定性得到增强。
[0005]第二目标在于提出一种半潜式平台，所述半潜式平台提供的刚度得到增强。
[0006]第三目标在于提出一种半潜式平台，所述半潜式平台具有良好的可靠性，以最小化维护操作。
[0007]第四目标在于提出一种半潜式波能发电站，所述半潜式波能发电站的能量效率得到提闻。
[0008]第五目标在于提出一种半潜式波能发电站，所述半潜式波能发电站相对于其能量效率而言重量减轻。
[0009]为此，首先提出一种半潜式平台，所述半潜式平台包括:
[0010]-至少两个纵向的浮箱，浮箱具有实心侧壁，所述实心侧壁界定中心槽道，所述中心槽道从平台的前端部延伸到尾端部；
[0011 ]-横向地联接浮箱的至少一个桁梁；
[0012]-至少一个稳定翼板，稳定翼板低于浮箱的下边部横向地延伸。
[0013]稳定翼板总是浸没于海水中，借助于水柱的重量保证对平台底盘进行保持，水柱位于稳定翼板之上，翼板特别是对于纵摇运动用作缓冲器。
[0014]浮箱侧壁的实心特征允许将水导引于槽道中，限制横摇运动。
[0015]对于该平台可设置单独地或作为组合采用的多种附加特征:
[0016]-翼板被布置在浮箱的尾端部附近；
[0017]-翼板集成于联接浮箱的横向桁梁上；
[0018]-集成有翼板的桁梁在横截面上具有呈U形的形状并包括两个侧面，所述侧面从浮箱的下边部延伸在下边部的延长部分中；
[0019]-设置至少两个稳定翼板:前部翼板，位于前端部附近；和尾部翼板，位于尾端部附近。
[0020]其次提出了一种半潜式波能发电站，所述半潜式波能发电站包括:如上文所述的平台，平台作为基础构架；和波能电机，所述波能电机安装在平台上，配有至少一个浮体，所述至少一个浮体布置在槽道中，允许将波能转换成机械能。
[0021]对于该发电站可设置单独地或作为组合采用的多种附加特征:
[0022]-浮体与铰接臂相固连，所述铰接臂安装在横向地联接浮箱的龙门架上；
[0023]-铰接臂包括连杆，所述连杆在与龙门架相固连的轴上能转动地安装，所述连杆还包括柄杆，所述柄杆与浮体相固连，柄杆相对于连杆进行铰接；
[0024]-设置能量转换器，所述能量转换器包括至少一个压缸，所述至少一个压缸配有连接到连杆的活塞；
[0025]-连杆的轴安装在横向地联接浮箱的龙门架上；
[0026]-波能电机包括横向一排浮体，这些浮体在槽道中并排布置，每个浮体与安装在至少一个所述浮箱上的一铰接臂相固连；
[0027]-在槽道上游设置呈漏斗形的开口，所述开口向下通过斜板界定；
[0028]-斜板延伸直到浮体附近且在浮体的上游；
[0029]-开口在侧向上通过两个侧表面进行界定，所述两个侧表面沿下游方向靠近；
[0030]-设置防波活门，防波活门在降低位置和升高位置之间，被铰接在斜板的上游边部上，在降低位置，防波活门基本在斜板的延长部分中延伸，在升高位置，防波活门与斜板形成角度，从而封闭开口 ；
[0031]-每个浮体在侧表面上配有叶片。
【附图说明】
[0032]通过阅读下文参见附图对实施方式的描述，本发明的其它目的和优点将体现出来，附图中:
[0033]-图1是示出半潜式平台的透视图；
[0034]-图2是示出图1的海上平台的侧视图；
[0035]-图3是示出波能发电站的透视图；
[0036]-图4是示出给图3的发电站配备的能量回收器的示意图；
[0037]-图5是图3的发电站的俯视图；
[0038]-图6是图5的发电站的剖视图，且在插图上表示有关给发电站配备的防波活门的细部。
【具体实施方式】
[0039]在图1上示出半潜式浮动平台1，所述半潜式浮动平台对于海洋工程设施用作基础构架，所述海洋工程设施如风能发电站，风能发电站配有一个或多个风轮机，所述海洋工程设施或者甚至是波能发电站，如在下文所述的示例中将可以看见的。两类发电站，一类是风能发电站而另一类是波能发电站，可联合安装在平台I上。
[0040]该平台I包括多个伸长形的浮箱2，这多个浮箱沿纵向方向基本平行地布置，在平台I位于海上时，所述纵向方向对应于涌浪的主涌动方向(在图1上用箭头示意)。
[0041 ] 在示例中，这些浮箱2的数目为两个，浮箱具有平行六面体的形状，其截面为正方形或(如所示意的)为长方形，浮箱高度优选大于浮箱厚度。浮箱2具有实心侧壁，S卩外壁3和内壁4，这些外壁和内壁共同成对地限定中心槽道5，所述中心槽道从平台I的前端部6延伸到尾端部7。
[0042]借助于浮箱2的实心侧壁3、4，海水沿涌浪的主涌动方向导引于槽道5中，这限制平台I的横摇运动。
[0043]浮箱2具有相对的纵向上边部8和纵向下边部9，通过适度搅动无浪海水(即便非波涛汹涌)，所述纵向上边部和所述纵向下边部可分别地露出海水和浸没在海水中。
[0044]每个浮箱2优选地是中空的，通过组装金属(例如防腐蚀处理钢)、复合材料或以足够刚性且抗弯曲力及耐腐蚀的任何其它材料制的板而成。每个浮箱2可通过内部筋条加强，以便无论是在纵向平面(特别是当浮箱2悬伸于浪峰的顶部时，或当浮箱在其两端部被相继的两个浪峰抬起时)中、还是在横向平面(特别是出现局部涡流的情况下)中，都能更好地抵抗弯曲应力。
[0045]每个浮箱2可以此外被分隔以形成压载舱，压载舱可至少部分地被填充海水或被排泄，以调节吃水线。对压载舱的填充和排泄可通过泵来进行，所述泵优选地被自动地致动。
[0046]平台I包括桁梁10，所述桁梁横向地联接浮箱2，以保持浮箱之间的间距恒定并对结构进行加强。这些桁梁10特别是被定尺寸以耐抗由通过海水在浮箱侧壁3、4上的压力所施加的横向作用力产生的弯曲应力，由于在槽道5和平台I外部之间的水位差，所述压力在外壁3和在内壁4上会是不同的。
[0047]平台I此外包括至少一个稳定翼板11，所述稳定翼板在海上正常持久地浸没在海水中，稳定翼板11优选横向地低于浮箱2的下边部9延伸。
[0048]当设置唯一的翼板11时，所述唯一的翼板优选地被布置在尾部7附近。不过，根据在附图上所示的一优选实施方式，平台I包括两个稳定翼板11即:布置在前部6的前部翼板11，和布置在尾部7的尾部翼板11。
[0049]桁梁10和翼板11可以是分离的。因此，在每个浮箱2的一端部可延伸有一翼板。不过，在附图上所示的一优选实施方式中，每个翼板11集成于联接浮箱2的一横向桁梁10，因而每个翼板从一浮箱2横向地延伸到另一浮箱。
[0050]如在图1上可清楚看见的，每个翼板11具有基本平坦的上表面或顶面，所述上表面或顶面平行于浮箱2的纵向下边部9且与该纵向下边部相面对。
[0051]布置在平台I的端部处的前部翼板和尾部翼板11，在它们之间设有空闲的空间13，所述空间使槽道5与海水持久连通。
[0052]还可考虑的是，给平台I配备中间桁梁10，所述中间桁梁可形成中间翼板11，所述中间翼板与前部及尾部翼板11相类似，不过中间翼板基本位于平台I的中心，以进一步增强平台的稳定性和刚度。
[0053]如在图1和图2上所示，集成有一翼板11的每个桁梁10在横截面上具有呈U形的形状，每个桁梁包括两个侧面14，所述侧面从浮箱2的下边部9起、在下边部的竖直延长部分中延伸，使得顶面12离开浮箱2的下边部9延伸，以便位于浮箱2下面的翼板总是浸没在海水中。
[0054]由此使得借助水柱的重量来稳定保持平台I的底盘，所述水柱位于翼板11之上，所述翼板用作减缓平台I的运动、特别是纵摇运动的缓冲器。不言自明的是，两个翼板11即前部翼板和尾部翼板的存在，进一步增强了平台I的稳定性，特别是增强了平台对纵摇的抵抗。
[0055]如在图2上可以看见的，平台I可通过与平台I相固连的链式悬吊15被锚固在海底上(链式悬吊同时优选在平台前部6处固定在平台上，例如固定在前部翼板11上)。为使平台I相对于涌浪方向(在波能设施的情形中)或相对于风向(在风能设施的情形中)的朝向基本保持恒定，平台I可此外还配有推进涡轮机16，所述推进涡轮机安装在尾部7，从而保证张紧链式悬吊15。该链式悬吊15优选具有最小长度，以使得链式悬吊15被张紧及竖向延伸，因而限制平台I围绕其锚固点的游间行程，而有利于平台I的更好的安全性。可设置多个锚固点。
[0056]半潜式平台I通过如此构造，提供了卓越的稳定性，特别是借助于浮箱的实心侧壁3、4和借助于如缓冲器般起作用的翼板11的存在。
[0057]平台I的刚性也较大，浮箱2承担纵梁的作用，桁梁10承担加强横撑的作用。
[0058]由此，由于良好地耐抗疲劳的平台组成件的寿命延长，因而平台I具有良好的可靠性。维护操作(其特别是在于替换磨损构件)从而被最少化。
[0059]利用这些质量，平台I可对于设施如风能发电站或甚至波能发电站用作基础构架。平台I的桁梁10可用作对这类设施的多种组成件的支承件(例如用作对风轮机的桅杆的支承件)。
[0060]在图3上示出半潜式浮动波能发电站17，所述半潜式浮动波能发电站包括波能电机18，所述波能电机安装在如上所述的平台I上，平台I保证用于该电机18的基础构架的功能。
[0061]波能电机18配有至少一个浮体19，浮体布置在槽道5中，用以允许波能转换成机械能。
[0062]如在图3、5和图6上所示，浮体19与铰接臂20相固连，所述铰接臂安装在龙门架2U22上，所述龙门架在浮箱的上边部8那侧横向联接浮箱2。
[0063]在本示例中，波能电机1