海上测风塔及其基座的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及海上风力发电技术，具体涉及一种海上测风塔及其基座。
【背景技术】
[0002]风能是一种重要的可再生清洁能源，风能在开发价值和商业化推广中具有广阔的发展前景，利用风能发电的技术方案已经在各国不断的研究发展。与陆上风场相比，由于在开阔地建造风能发电装置能达到较好的发电效果，使在海上建造风力发电装置已成为各国风力发电的主要研究方向之一。
[0003]海上风电场具有风能资源储量大、开发效率高、环境污染小、不占用耕地等优点。我国拥有漫长的海岸线，近海风能资源丰富，用电负荷中心大多集中于东部沿海地区，海上风电场具有广阔的发展前景，海上风力发电正在成为新能源领域发展的重点。
[0004]经过多年发展，我国的陆上风场得到了大力开发，而海上风电却还处于起步阶段。在海上建造风力发电场前，需要在拟建风电场的海域建设海上测风塔，以达到实测风资源数据及相关气象资料，从而确定该海域是否适合建设海上风电场。
[0005]海上测风塔通常包括基座(俗称测风塔基础)、塔架、工作平台及检测仪器，基座支撑在海床上，塔架固定在基座上，工作平台设于塔架的顶端，检测仪器设置于工作平台上；现有的基座通常为粧基结构，即在海床上插入钢管粧，基座通过钢管粧固定在海床上，使用完毕后，再将测风塔拆除。然而，这种结构的海上测风塔建造成本高、工期长，浪费严重。
【实用新型内容】
[0006]有鉴于此，为了克服海上测风塔建造成本高、浪费严重的问题，本实用新型的目的是提出一种用于海上测风塔的基座，利用该基座可以降低海上测风塔的建造成本并减少浪费。另外，本实用新型还提出一种具有上述基座的海上测风塔。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型提出的用于海上测风塔的基座包括内部空心的若干个浮体单元，所述若干个浮体单元依顺序首尾相接，并在水平面内形成正多边形结构，且每个所述浮体单元内部包括至少两个相互独立的容积腔。
[0008]在优选的技术方案中，所述浮体单元的数量为四个，所述正多边形结构为正四边形结构，所述浮体单元内部包括两个相互独立且体积相等的容积腔。
[0009]在优选的技术方案中，中心对称的两个所述容积腔相互连通。
[0010]在优选的技术方案中，所述浮体单元由钢管制成，且每个所述容积腔均由两段在水平面内平行的钢管制成。
[0011]本实用新型还提出一种海上测风塔，包括塔架、工作平台、检测仪器及上述任意一项所述的基座，所述塔架的底端与基座固定连接，所述工作平台固定设置于塔架的顶端，所述检测仪器设于工作平台上。
[0012]在优选的技术方案中，所述浮体单元的数量为四个，所述正多边形结构为正四边形结构;所述基座还包括设置于所述正四边形结构内的辅助支撑架，所述辅助支撑架与各个浮体单元连接。
[0013]在优选的技术方案中，所述辅助支撑架包括在水平面内呈“十”字形布置的第一支撑梁和第二支撑梁，且所述第一支撑梁和第二支撑梁的端部与浮体单元的中间位置连接。
[0014]在优选的技术方案中，所述辅助支撑架包括在水平面内呈“X ”形布置的的第一支撑梁和第二支撑梁，且所述第一支撑梁和第二支撑梁分别连接正四边形结构的两个对角。
[0015]在优选的技术方案中，所述辅助支撑架包括四个第三支撑梁，所述四个第三支撑梁均匀布置在所述正四方形结构的四个角上。
[0016]在优选的技术方案中，所述塔架设置有四个支腿，所述支腿通过连接座固定在所述基座上。
[0017]在优选的技术方案中，所述辅助支撑架由工字钢或螺旋钢管制成。
[0018]在优选的技术方案中，所述辅助支撑架为桁架结构。
[0019]在优选的技术方案中，所述塔架为桁架结构。
[0020]在优选的技术方案中，所述海上测风塔还包括多根钢丝绳，所述钢丝绳的两端分别与塔架、基座连接。
[0021]在优选的技术方案中，所述连接座固定设置于所述辅助支撑架或浮体单元上。
[0022]本实用新型还提出一种海上测风塔，包括基座、塔架、工作平台及检测仪器，所述塔架的底端通过连接座固定在所述基座上，所述工作平台固定设置于塔架的顶端，所述检测仪器设于工作平台上，所述基座包括内部空心的浮体单元及辅助支撑架，四个所述浮体单元依顺序首尾相接，并在水平面内形成正四边形结构，且每个所述浮体单元内部包括两个相互独立的容积腔;所述辅助支撑架包括四个均匀布置于所述正四边形结构的四个角上的第三支撑梁，所述第三支撑梁固定于相邻的两个所述浮体单元上;所述连接座设置于所述第三支撑梁的中间位置;所述塔架与基座之间还通过第一钢丝绳连接，四根所述第一钢丝绳围绕塔架均匀布置，且所述第一钢丝绳的顶端连接于所述塔架的中部或顶部，其底端连接于所述正四方形结构的角上。
[0023]在优选的技术方案中，在所述正四边形结构中，对角上的两个所述容积腔连通。
[0024]在优选的技术方案中，所述浮体单元由钢管制成，且每个所述容积腔均由两段平行的钢管制成。
[0025]本实用新型提出的基座设置有若干个浮体单元，且若干个浮体单元依顺序首尾相接并在水平面内形成正多边形结构，每个浮体单元内部分成两个容积腔；基于这种结构的基座，海上测风塔的施工过程为:在陆地上将海上测风塔装配好，然后将其放在海中，使整个海上测风塔浮在水面上，以拖航的方式将其拖至预定的位置后，将海水输入浮体单元的容积腔内，使其逐步下沉，最终使整个海上测风塔支撑于海床上;在一个地方完成测风任务后，将容积腔内的海水排出，再将海上测风塔拖航至另一个工作地点进行测风作业。
[0026]通过采用上述结构的基座，可以给海上测风塔带来下述好处:
[0027]I)减轻海上测风塔运输过程中的重量，且基座本身可以产生浮力，降低了拖航过程中的运输成本；
[0028]2)可以重复利用，减少浪费；
[0029]3)每个浮体单元内设置有两个独立的容积腔，在海上测风塔的施工过程中，可以根据实际情况精确控制海水的输入或排出，进而降低风险。
【附图说明】
[0030]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0031 ]图1为本实用新型第一实施例提供的基座的结构示意图；
[0032]图2为本实用新型第二实施例提供的基座的结构示意图；
[0033]图3为本实用新型第三实施例提供的基座的结构示意图；
[0034]图4为本实用新型第四实施例提供的基座的结构示意图；
[0035]图5为本实用新型第五实施例提供的基座的结构示意图；
[0036]图6为钢管制成的浮体单元的结构示意图；
[0037]图7为图6中A-A截面示意图；
[0038]图8所示基座为第四实施例的一种改进结构；
[0039]图9为本实用新型第六实施例的海上测风塔的正面结构示意图；
[0040]图10为图9所不的海上测风塔的立体不意图；
[0041]图11为本实用新型第七实施例的海上测风塔的立体示意图；
[0042]图12为本实用新型第八实施例的海上测风塔的立体示意图。
[0043]附图标记说明:
[0044]i 一浮体单元 2 一辅助支撑架3—连接座4 一紧固座 5—塔架
[0045]6—工作平台 7—钢丝绳 11一第一容积腔12—第二容积腔
[0046]13 一第一钢管14 一第二钢管 21 一第一支撑梁22 一第二支撑梁
[0047]23—第三支撑梁
【具体实施方式】
[0048]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型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实用新型。
[0049]通常，海水测风塔包括基座、塔架5、工作平台6及检测仪器，基座支撑在海床上，塔架5固定在基座上，工作平台6设于塔架5的顶端，检测仪器设置于工作平台6上。拖航式海上测风塔的施工过程为:在陆地上将海上测风塔装配好，然后将其放在海中，使整个海上测风塔浮在水面上，以拖航的方式将其拖至预定的位置后，将海水输入浮体单元I的容积腔内，使其逐步下沉，最终使整个海上测风塔定位在海床上。
[0050]图1为本实用新型第一实施例提出的用于海上测风塔的基座，其包括四个浮体单元I，浮体单元I内部为空心结构，四个浮体单元I首尾依顺序连接并形成正四边形结构，每个浮体单元I内部分割成两个容积腔，即第一容积腔11和第二容积腔12;在正四边形结构内设置有用于支撑塔架5的辅助支撑架2，辅助支撑架2具体包括第一支撑梁21和第二支撑梁22，第一支撑梁21和第二支撑梁22呈“十”字形交叉布置，进而与四个浮体单元I形成“田”字形结构;在第一支撑梁21和第二支撑梁22交叉的位置设置连接座3，连接座3用于固定海上测风塔的塔架5。在辅助支撑架2上设置有管路，管路与第一容积腔11、第二容积腔12相通。
[0051]在本实施例中，第一支撑梁21和第二支撑梁22由多根工字钢按预定形式焊接而成，具体选用什么型号的工字钢及焊接成什么样的形状可以根据具体工况确定。为了增强辅助支撑架2的整体强度和刚度，第一支撑梁21和第二支撑梁22之间设置有加强杆，多根加强杆围绕连接座3均匀布置。在相邻的浮体单元I之间(即正四边形结构的四个角上