专利名称:海上风电机组基础结构破冰减震装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于海洋工程结构抗冰【技术领域】，涉及一种海上风电机组基础结构破冰减震装置。该破冰减震装置通过牛腿、连接板及连接螺栓安置其于冰激基础位置，破冰减震装置包括橡胶层、外包钢壳板、肋板、水平加强板、锥壳板、圆管环。橡胶和外包钢壳经高温硫化处理紧密粘结，橡胶层沿环向均匀等分为4部分，均安置于牛腿上，通过连接板及连接螺栓固定，肋板、水平加强板、锥壳板、圆环管之间均为焊接，并与外包钢壳板焊接连接。该装置破冰锥体使海冰破坏由挤压型破坏转为弯曲型破坏性以减小基础结构损伤，橡胶层使冰激作用降低对风电机组的响应以更好保护风电机组，广泛应用于海上风电机组各类基础。
【专利说明】海上风电机组基础结构破冰减震装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于海洋工程结构抗冰【技术领域】，涉及到一种海上风电机组基础结构破冰减震装置。
【背景技术】
[0002]十余年来海上风力发电在全球方兴未艾，成为海上绿色能源开发和利用的最主要形式。目前我国的海上风电发展比起丹麦、英国等强国，规模要小很多，其中的重要原因就是我国的工程技术未臻成熟，自主研发的水平尚无法跟上快速发展的步伐，比如风电机组基础结构在台风、地震、海冰等自然环境下的安全防护。然而在客观上，我国从北到南的沿海风电资源丰富，开发潜力巨大。根据国家能源局《可再生能源“十二五”规划》，我国海上风电到2020年要达到的规模将达到2012年的十几倍，因此，冬季结冰期结构的抗冰性能与安全问题就凸现出来。
[0003]海上风电机组是一种较晚出现的海上结构物，并且呈现出多种基础结构形式。目前国内外对海上风电机组在冰荷载作用下防护措施主要是采用大型固定式平台、导管架平台等较早出现结构的破冰装置，但大型固定式平台、导管架平台等与海上风电机组基础结构有着明显的区别，而且风电机组机舱部分响应比一般海洋平台有着更高的要求。目前，破冰装置一般由肋板、水平加强板、锥壳板和圆管环构成，该装置主要是通过将海冰挤压型破坏转换为弯曲型破坏来降低对结构的作用力，但针对海上风电机组基础结构破冰装置的最佳正锥角、倒锥角并未给出，同时如何更好的降低风电机组机舱响应也未考虑，因此，寻找一种更好的方法来保护风电机组非常有意义。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供了一种海上风电机组基础结构破冰减震装置，最大限度的降低冰荷载作用下基础结构的损伤和风电机组的响应，以解决风电机组在冰激作用下的安全问题。
[0005]本实用新型采用的技术方案是:在冰激海上风电机组基础结构位置通过牛腿、连接板及连接螺栓来安装破冰减震装置。
[0006]一种海上风电机组基础结构破冰减震装置，包括橡胶层、外包钢壳板、肋板、水平加强板、锥壳板、圆管环、牛腿和连接板；橡胶层和外包钢壳板经高温硫化处理紧密粘结，粘结后的橡胶层和外包钢壳板沿环向分为不少于2等份，包围于钢管外侧，每等份均安置于牛腿上，通过连接板及螺栓固定；不少于12块肋板均匀焊接于外包钢壳板外，水平加强板焊接于各肋板的顶点之间成环形，肋板外部包裹有锥壳板，锥壳板由正锥壳板和倒锥壳板组成，正锥壳板和倒锥壳板的连接处焊接有圆环管；其中，肋板为等腰三角形边框结构，两腰分别为上侧外边缘和下侧外边缘，上侧外边缘和下侧外边缘所成夹角为120度，即上侧外边缘和下侧外边缘与水平面均成60度；正锥壳板与水平面所成正锥角、倒锥壳板与水平面所成倒锥角均为60度。
[0007]所述的外包钢壳板、肋板、水平加强板、锥壳板和圆管环的材质均为金属材料。
[0008]所述的橡胶层的厚度为0.3?0.5m。
[0009]所述的粘结后的橡胶层和外包钢壳板沿环向分为4等份。
[0010]设置18块肋板均匀焊接于外包钢壳板外。
[0011]即:使破冰减震装置与风电机组基础结构构成一个稳定体系，外部破冰锥体可以使海冰破坏由挤压型破坏转为弯曲型破坏性以减小基础结构损伤，内部橡胶层可以使冰激作用降低对风电机组的响应以更好保护风电机组。
[0012]本实用新型的效果和益处是可以在通过破冰锥体降低作用于风电机组基础结构的冰力，同时橡胶层能减小风电机组响应，在减小基础结构损伤同时更好的保护风电机组安全，可以广泛应用于海上风电机组各类基础。
【附图说明】
[0013]图1是海上风电机组基础结构破冰减震装置剖面图。
[0014]图2是海上风电机组基础结构破冰减震装置平面图。
[0015]图3是海上风电机组基础结构破冰减震装置内部剖面图。
[0016]图4是肋板构件图。
[0017]图5是水平加强板构件图。
[0018]图6是锥壳板构件图。
[0019]图中:1钢管；2橡胶层；3外包钢壳板；4肋板；5水平加强板；6锥壳板；
[0020]7圆管环；8牛腿；9连接板及连接螺栓；10上侧外边缘；11下侧外边缘；
[0021]12上侧外边缘与水平面夹角60度；13下侧外边缘与水平面夹角60度；
[0022]14正锥壳板；15倒锥壳板；16正锥角60度；17倒锥角60度。
【具体实施方式】
[0023]以下结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的【具体实施方式】。
[0024]在图1中，沿风电机组基础钢管I的牛腿8上装备四块四分之一橡胶层2圆弧，橡胶层厚度为0.5m，与橡胶层紧密粘结的外包钢壳3厚度为25mm，各部分橡胶层2通过连接板及螺栓9在图2中位置进行固定，肋板4厚度为25_，十八块肋板4均匀分布焊接于外包钢壳3上，水平加强板5厚度为25mm，与肋板4竖向中间位置焊接，锥壳板6厚度为30mm，正锥角、倒锥角均为60度，包裹与肋板外侧棱上，圆管环7直径为114mm、壁厚为14mm，焊接于正锥壳板、倒锥壳板连接处，沿360度焊接，使破冰减震装置与风电机组基础钢管构成一个稳定的体系。
【权利要求】
1.一种海上风电机组基础结构破冰减震装置，其特征在于，该海上风电机组基础结构破冰减震装置包括橡胶层、外包钢壳板、肋板、水平加强板、锥壳板、圆管环、牛腿和连接板；橡胶层和外包钢壳板经高温硫化处理紧密粘结，粘结后的橡胶层和外包钢壳板沿环向分为不少于2等份，包围于钢管外侧，每等份均安置于牛腿上，通过连接板及螺栓固定；不少于12块肋板均匀焊接于外包钢壳板外，水平加强板焊接于各肋板的顶点之间成环形，肋板外部包裹有锥壳板，锥壳板由正锥壳板和倒锥壳板组成，正锥壳板和倒锥壳板的连接处焊接有圆环管；其中，肋板为等腰三角形边框结构，两腰分别为上侧外边缘和下侧外边缘，上侧外边缘和下侧外边缘所成夹角为120度，即上侧外边缘和下侧外边缘与水平面均成60度；正锥壳板与水平面所成正锥角、倒锥壳板与水平面所成倒锥角均为60度。2.根据权利要求1所述的海上风电机组基础结构破冰减震装置，其特征在于，所述的外包钢壳板、肋板、水平加强板、锥壳板和圆管环的材质均为金属。3.根据权利要求1或2所述的海上风电机组基础结构破冰减震装置，其特征在于，所述的橡胶层的厚度为0.3?0.5m。4.根据权利要求1或2所述的海上风电机组基础结构破冰减震装置，其特征在于，所述的粘结后的橡胶层和外包钢壳板沿环向分为4等份。5.根据权利要求3所述的海上风电机组基础结构破冰减震装置，其特征在于，所述的粘结后的橡胶层和外包钢壳板沿环向分为4等份。6.根据权利要求1、2或5所述的海上风电机组基础结构破冰减震装置，其特征在于，18块肋板均匀焊接于外包钢壳板外。7.根据权利要求3所述的海上风电机组基础结构破冰减震装置，其特征在于，18块肋板均匀焊接于外包钢壳板外。8.根据权利要求4所述的海上风电机组基础结构破冰减震装置，其特征在于，18块肋板均匀焊接于外包钢壳板外。
【文档编号】F03D11-04GK204267229SQ201420639988
【发明者】柳春光, 罗金平, 郝二通, 陈法波, 柳英洲 [申请人]大连理工大学