专利名称：海上风电机组基础的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电技术，尤其涉及一种海上风电机组基础。
背景技术：
随着风电技术的发展，海上风力发电技术正在成为新能源领域发展的重点。海上风电机包括海上风电机组基础和海上风电机组，其中，海上风电机组由海上风电机组基础 支撑。海上风电机组基础包括用于一端伸入海底土壤、另一端伸出海平面的桩柱以及由桩柱支撑的承台，承台位于海平面上方。海上风电机组包括塔筒以及设置在塔筒顶部的机舱。塔筒固定在承台上。海洋环境是一种复杂的腐蚀环境。海水本身是一种强的腐蚀介质，同时海波、海浪、海潮以及水流又对基础支撑结构产生低频往复应力和冲击，加上海洋微生物、附着生物及它们的代谢物等都会对桩柱的腐蚀过程产生直接或间接的加速作用。现有技术中，基础支撑结构的桩柱外壁上涂刷有防腐蚀漆，但是防腐蚀漆效果有限，使用过程中，桩柱被腐蚀的速度仍然很快。
实用新型内容本实用新型提供一种海上风电机组基础，用于优化风电机组的性能。本实用新型提供了一种海上风电机组基础，包括桩柱和由所述桩柱支撑的承台，其中，还包括数根用于包覆所述桩柱位于海床内部分的防护箍；每根所述防护箍包括橡胶带，各根所述橡胶带沿所述桩柱的长度方向依次密封包覆在所述桩柱的外壁上，各根所述橡胶带首尾固定，两根相邻的所述橡胶带之间密封配合。如上所述的海上风电机组基础，优选的是每根所述防护箍还包括数个橡胶弧形凸起，各个所述橡胶弧形凸起均匀固定在所述橡胶带上且凸起方向一致朝外。如上所述的海上风电机组基础，优选的是所述橡胶弧形凸起为半球、球缺或球冠。如上所述的海上风电机组基础，优选的是所述橡胶弧形凸起为空心体，且侧壁厚度不低于5mm。如上所述的海上风电机组基础，优选的是所述橡胶带呈长条状，所述橡胶带的宽度为所述橡胶弧形凸起的球体直径的I. 2-2倍。如上所述的海上风电机组基础，优选的是所述橡胶弧形凸起设置在所述橡胶带沿长度方向的中部，且两个相邻的所述橡胶弧形凸起之间的球心间距为所述橡胶弧形凸起的球体直径的I. 2-2倍。如上所述的海上风电机组基础，优选的是两根相邻的所述防护箍上的橡胶弧形凸起在所述桩柱的长度方向上交错设置。如上所述的海上风电机组基础，优选的是两根相邻的所述橡胶带的结合处涂布有橡胶粘合剂。[0014]上述技术方案中，防护箍用于紧密包覆在海上风电机组基础桩柱的外壁上。海波、海浪、海潮以及水流对桩柱产生的低频往复应力和冲击，会直接作用在防护箍上，这样可以减小桩柱受到的应力，也就减小了低频往复应力和冲击对桩柱造成的腐蚀。上述技术方案提供的海上风电机组基础，由于防护箍包覆在桩柱外壁上，降低了海洋微生物、附着生物及它们的代谢物附着桩柱的几率，也减小了桩柱受到腐蚀的可能性。
图I为本实用新型实施例一提供的海上风电机组基础的防护箍结构示意图；图2为本实用新型实施例一提供的海上风电机组基础结构示意图。
具体实施方式
参见图I和图2，本发明实施例一提供一种海上风电机组基础，包括桩柱3和由桩柱3支撑的承台4，其中，还包括数根防护箍，防护箍用于包覆桩柱3位于海床内的部分；每根防护箍包括橡胶带1，各根橡胶带I沿桩柱3的长度方向依次密封包覆在桩柱3的外壁上，各根橡胶带I首尾固定，两根相邻的橡胶带I之间密封配合。此处，承台4上方安装的是塔筒5。图I示意了防护箍首尾相接的状态。上述技术方案提供的防护箍适用于海上风电机组基础以及其他需要防腐蚀的柱状设备。上述技术方案中，防护箍用于紧密包覆在海上风电机组基础桩柱3的外壁上。海波、海浪、海潮以及水流对桩柱3产生的低频往复应力和冲击，会直接作用在防护箍上，这样可以减小桩柱3受到的应力，也就减小了低频往复应力和冲击对桩柱3造成的腐蚀。上述防护箍的另一个优点在于，防护箍包覆在桩柱3外壁上，降低了海洋微生物、附着生物及它们的代谢物附着桩柱3的几率，也减小了桩柱3受到腐蚀的可能性。上述技术方案提供的风力发电机组，防腐性能比现有风电机组好，风力发电机组的使用寿命得以增强。参见图I和图2，优选地，每根防护箍还包括数个橡胶弧形凸起2，各个橡胶弧形凸起2均匀固定在橡胶带I上且凸起方向一致朝外。实际应用中，海波、海浪、海潮以及水流对桩柱3产生的低频往复应力和冲击，会直接作用在防护箍上，并沿着橡胶弧形凸起2之间的缝隙分散，这样，就减小了桩柱3受到的应力，也就减小了低频往复应力和冲击对桩柱3造成的腐蚀。橡胶材质的防护箍，还能有效缓冲桩柱3受到的撞击。可以理解的是，采用上述结构的防护箍，还会减小卡门涡街现象。具体原因陈述如下，卡门涡街是流体力学中重要的现象，在海洋工程中常可遇到。卡门涡街现象是指在一定条件下的定常流绕过柱状物体时，柱状物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡，即卡门涡街。定常流可以为水流、风或其他介质。如水流过桥墩，风吹过电线等都会形成卡门涡街。出现卡门涡街时，定常流对柱状物体会产生一个周期性的交变横向作用力。如果力的频率与柱状物体的固有频率相接近，就会引起共振，甚至使柱状物体损坏。将防护箍设置成上述结构，相当于改变了柱状物体(此处柱状物体为外壁上包覆有防护箍的桩柱3)表面的结构，水流绕过表面凹凸不平的柱状物体时，桩柱3附近的湍流强度会增加，且尾流的结构也会改变，如此可有效阻止卡门涡街的形成，减弱了因卡门涡街造成的柱状物体振动，降低卡门涡街对柱状物体的破坏。此处，为便于加工制造，橡胶弧形凸起2为半球、球缺或球冠。实际应用中，为了减小防护箍的重量，橡胶弧形凸起2可为空心体，且侧壁厚度不低于5mm。侧壁厚度不低于5mm主要是为了保证橡胶弧形凸起2具有足够的刚度，能够承受海平面以下的液体压强。为便于制造，优选的，橡胶带I呈长条状，橡胶带I的宽度为橡胶弧形凸起2的球体直径的I. 2-2倍。橡胶弧形凸起2可设置在橡胶带I沿长度方向的中部，且两个相邻的橡胶弧形凸起2之间的球心间距为橡胶弧形凸起2的球体直径的I. 2-2倍。实践证明，符合上述尺寸关系的防护箍，在应用中，最能分散海波、海浪、海潮以及水流对桩柱3产生的低频往复应 力和冲击。两根相邻的防护箍上的橡胶弧形凸起2在桩柱3的长度方向上交错设置。参见图2，图2示意的是每根防护箍上的各个橡胶弧形凸起2位于与之相邻的下方或上方的防护箍上两个橡胶弧形凸起2之间。为进一步介绍防护箍的益处，此处详细介绍一下海上风电机组基础受到的冲刷腐蚀。对于基础安装位置为沙质土壤的海上风电机组基础来说，海上风电机组基础受海水、海浪或海潮冲刷腐蚀影响很大，其影响范围大约为2. 5倍桩基直径。以单桩来说，如果桩基直径为5米，则冲刷坑直径为12. 5米；以群桩来说，如果桩基外围直径为30米，则冲刷坑直径为75米，可见冲刷坑影响范围很大。冲刷腐蚀会直接造成水深变化，降低机组整体的固有频率，导致基础支撑结构受到的水动力载荷增加，基础支撑结构的强度降低，同时长期的冲刷会剥落基础支撑结构上的电极保护涂料层，加速基础支撑结构的化学腐蚀过程，大大降低海上风电机组基础的使用寿命。上述技术方案提供的防护箍，在实际安装时，一个桩柱3上一般需同时安装多根防护箍，相邻两根防护箍上的橡胶弧形凸起2在桩柱3长度方向上交错设置，水流撞到防护箍上之后，会沿着各个橡胶弧形凸起2之间的缝隙流动，而不会直接沿着桩柱3的外壁直线上下移动，这样就改变了桩柱3外壁处水流的运动方式，降低了水流对海床的冲刷，减小了冲刷坑的深度和直径，降低因冲刷坑深度增加引起的水深增加，故也减小了因水深增加导致的水动力载荷增大，降低了水动力载荷对桩柱3的破坏。为了防止海水沿着两根防护箍之间的缝隙进入到防护箍内壁侧，两根相邻的橡胶带I的结合处涂布有橡胶粘合剂。上述技术方案提供的海上风电机组基础，能够有效防止水流、海浪和海潮对粧柱的腐蚀，还能减小冲刷坑的直径和深度，在不改变海上风电机组基础波浪载荷强度的前提下，有效保护了海水风电机组的基础支撑结构，提高了海上风电机组基础运行的安全性。另夕卜，由于防护箍是橡胶材质，能有效缓冲海上风电机组基础上桩柱受到的撞击。最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。
权利要求1.一种海上风电机组基础，包括桩柱和由所述桩柱支撑的承台，其特征在于，还包括数根用于包覆所述桩柱位于海床内部分的防护箍；每根所述防护箍包括橡胶带，各根所述橡胶带沿所述桩柱的长度方向依次密封包覆在所述桩柱的外壁上，各根所述橡胶带首尾固定，两根相邻的所述橡胶带之间密封配合。
2.根据权利要求I所述的海上风电机组基础，其特征在于每根所述防护箍还包括数个橡胶弧形凸起，各个所述橡胶弧形凸起均匀固定在所述橡胶带上且凸起方向一致朝外。
3.根据权利要求2所述的海上风电机组基础，其特征在于所述橡胶弧形凸起为半球、球缺或球冠。
4.根据权利要求2或3所述的海上风电机组基础，其特征在于所述橡胶弧形凸起为空心体，且侧壁厚度不低于5mm。
5.根据权利要求2或3所述的海上风电机组基础，其特征在于所述橡胶带呈长条状，所述橡胶带的宽度为所述橡胶弧形凸起的球体直径的I. 2-2倍。
6.根据权利要求4所述的海上风电机组基础，其特征在于所述橡胶弧形凸起设置在所述橡胶带沿长度方向的中部，且两个相邻的所述橡胶弧形凸起之间的球心间距为所述橡胶弧形凸起的球体直径的I. 2-2倍。
7.根据权利要求2所述的海上风电机组基础，其特征在于两根相邻的所述防护箍上的橡胶弧形凸起在所述桩柱的长度方向上交错设置。
8.根据权利要求2所述的海上风电机组基础，其特征在于两根相邻的所述橡胶带的结合处涂布有橡胶粘合剂。
专利摘要本实用新型提供一种海上风电机组基础，包括桩柱和由所述桩柱支撑的承台，其中，还包括数根用于包覆所述桩柱位于海床内部分的防护箍；每根所述防护箍包括橡胶带，各根所述橡胶带沿所述桩柱的长度方向依次密封包覆在所述桩柱的外壁上，各根所述橡胶带首尾固定，两根相邻的所述橡胶带之间密封配合。本实用新型提供的海上风电机组基础，耐腐蚀性能良好。
文档编号E02D31/06GK202500162SQ201220106320
公开日2012年10月24日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者刘作辉, 刘励学, 孙阳, 张芹, 陈明 申请人:华锐风电科技(集团)股份有限公司