一种海上风电机组用的具有垂荡板的浮筒结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种海上风电机组用的具有垂荡板的浮筒结构，属于海上风电机组装置技术领域。


背景技术：

2.近年来，发达国家在漂浮式海上风电机组取得了显著的成就，深海风电开发技术得到大幅度提升。但随着国内海上风电的加速发展，目前海上风电机组设计和运行经验的不足,导致深海风电技术开发水平远远落后,需要加强深海漂浮式机组的开发技术研究，为未来深海风电开发提供技术支撑。
3.随着海上风电发展的需要，给深海风电发展带来新的契机，使得漂浮式海上风电技术的研发成为一个首要条件，这对漂浮式平台系统提出了更高的要求。无论从深海海上风电开发角度，还是经济效益、社会效率和环境效益出发，漂浮式海上风电机组的研究具有极其重要的意义。
4.目前，国外对漂浮式海上基础研究开发工作十分活跃，同时漂浮式海上基础技术大体可以分为四大类：一是spar浮式平台技术；二是张力腿平台技术；三驳船型平台技术；四是半潜式平台技术。而半潜式平台技术是目前海洋钻井平台技术的延伸，它利用数个具有浮力的浮筒将上壳体连接下壳体，由浮力支撑平台的机理，达到平台漂浮和稳定性的效果。这一技术的最大特点是具备良好的运动特性和抗风浪性能。钢结构半潜式平台成本偏高，难以满足海上风电平价上网的要求，本技术旨在提出一种用混凝土设计和制造漂浮式平台的方案，达到降低成本的目的。


技术实现要素：

5.本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种海上风电机组用的具有垂荡板的浮筒结构，该浮筒结构能够有效的解决目前海上风电机组浮体难以设置垂荡板的问题，且能够有效的降低生产成本。
6.本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种海上风电机组用的具有垂荡板的浮筒结构，包括混凝土制作的浮筒，所述浮筒底部设置有垂荡板，所述浮筒的顶部和底部均为密封结构；
8.所述浮筒放置设置于垂荡板上；
9.或者，所述浮筒固定装配于垂荡板上。
10.进一步的，所述浮筒包括多层，层与层之间还设置有隔板，所述浮筒内部还设置有便于维护人员上下的爬梯。
11.进一步的，所述爬梯为由下至上且成一字型的结构，或者所述爬梯每层设置于不同侧，或者所述爬梯成等间距的螺旋结构由下至上分布；
12.所述爬梯通过隔板所对应的隔板位置设置有通孔。
13.进一步的，所述浮筒上还设置有用于开启/闭合的门以便于操作人员的进出；
14.或者，在隔板的通孔位置处设置有用于开启/闭合的门；
15.或者，在浮筒的顶部对应爬梯位置还设置有用于开启/闭合的门。
16.进一步的，所述浮筒的内部设置有泡沫以减少破舱时浮筒的进水量。
17.进一步的，所述垂荡板采用钢板制成，所述垂荡板为中空结构或者实心结构。
18.进一步的，当所述垂荡板为实心结构时，所述垂荡板上设置有装配孔，垂荡板底部可穿过装配孔，在浮筒上设置预埋件，并通过螺栓固定装配在垂荡板上。
19.进一步的，在装配孔的外侧还设置有多个小孔以提升垂荡板阻尼性能，所述小孔圆周阵列分布。
20.进一步的，所述垂荡板采用混凝土制成，所述垂荡板为中空结构，所述浮筒与垂荡板之间通过预埋件和预应力钢绞线组合连接。
21.进一步的，所述预埋件预埋于垂荡板内，所述钢绞线一端与浮筒连接，另一端与垂荡板连接，以使浮筒和垂荡板形成一个整体；
22.或者，所述浮筒和垂荡板采用整体浇筑一体制成；
23.或者，所述浮筒和垂荡板分体制成再拼接浇筑。
24.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
25.本实用新型的一种海上风电机组用的具有垂荡板的浮筒结构解决了传统海上浮台结构难以设置垂荡板或者是造价成本过高的问题，通过采用混凝土支制成的浮筒相对于钢结构的浮筒更加具备成本低廉的优势，同时也解决了混凝土的承载能力较差的问题，相对更好的填补了现在难以设置或者是未设置垂荡板的空缺。
附图说明
26.图1是本实用新型配合钢垂荡板的结构示意图；
27.图2是本实用新型钢垂荡板的结构示意图；
28.图3是本实用新型截面示意图；
29.图4是本实用新型一字型爬梯的截面示意图；
30.图5是本实用新型爬梯交替设置的截面示意图；
31.图6是本实用新型混凝土垂荡板的结构的示意图；
32.图7是图6中a处的放大结构示意图。
33.图中标记：1-浮筒，2-垂荡板，3-隔板，4-门，5-爬梯，6-装配孔，7-小孔。
具体实施方式
34.下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
35.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
36.实施例
37.一种海上风电机组用的具有垂荡板的浮筒结构，如图1至图7所示，包括混凝土制作的浮筒1，所述浮筒1底部设置有垂荡板2，所述浮筒1的顶部和底部均为密封结构；
38.所述浮筒1放置设置于垂荡板2上；
39.或者，所述浮筒1固定装配于垂荡板2上。
40.本实施例中，钢结构浮筒成本偏高，难以满足海上风电平价上网的要求；而混凝土浮筒虽然可实现降本，但由于混凝土的承载能力较差，现有的混凝土浮筒都未设置垂荡板(或者说，浮筒难以设置垂荡板)，不带垂荡板的混凝土浮筒组合而成的浮体运动性能较差，不利于漂浮式风力发电机组的开发。
41.结合上述的说明，在本结构的设计中，通过混凝土制成的浮筒结构有效的保证混凝土制作浮筒结构的成本优势，同时，结合垂荡板的设计有效的解决了传统结构未能解决的问题。另外，在本设计中，由于浮筒是较大的部件，因此借助垂荡板的设计能够有效的提高整个结构的稳定性，同时也促进海上风电机组装置领域的进一步的研究。
42.基于上述具体结构的设计基础上，作为更加具体的结构设计，所述浮筒1包括多层，层与层之间还设置有隔板3，所述浮筒内部还设置有便于维护人员上下的爬梯5。在结构的设计上，浮筒的体积一般都是比较大的，为了更好的制作浮筒，从而采用多层的结构，同时，在该结构的设计上，更加利于操作人员对浮筒内部结构进行维护。
43.在上述具体结构的设计基础上，在另一具体实施方式中，如图4所示，所述爬梯5为由下至上且成一字型的结构，或者如图5所示，所述爬梯5每层设置于不同侧，或者所述爬梯5成等间距的螺旋结构由下至上分布。为了更好的便于操作以及维护，该结构内需要设计爬梯的结构。作为更加具体的结构设计，所述爬梯5通过隔板所对应的隔板位置设置有通孔。通过该通孔的结构设计有效的保证了维护人员的上下正常。
44.基于上述具体结构的设计基础上，在具体的设计中，所述浮筒上还设置有用于开启/闭合的门4以便于操作人员的进出。而在门4的具体结构设计上，在隔板的通孔位置处设置有用于开启/闭合的门4。这样可以使得每一层都作为独立的单元。而在另一具体的设计当中，在浮筒的顶部对应爬梯位置还设置有用于开启/闭合的门4。作为更加具体的设计，在浮筒的底部设置用于开启/闭合的门4，以此实现人员的进出。在本实施方中，作为具体的设计，在隔板的通孔位置处设置有用于开启/闭合的门4，且在浮筒的顶部对应爬梯位置还设置有用于开启/闭合的门4。
45.在上述具体结构设计的基础上，作为更加具体的设计，所述浮筒1的内部设置有泡沫(图中未示出，但是不影响其理解)以减少破舱时浮筒的进水量。该结构的设计即能够保证整个结构的浮体效果，同时也有效的减少破舱时浮筒的进水量，也同时能够有效的延长事故反应时长。
46.在上述具体结构的设计基础上，作为更加具体的设计，如图1和图2所示，所述垂荡板2采用钢板制成，所述垂荡板2为中空结构或者实心结构。尤其是在中空结构的设计上，其设置可以将浮筒放置于垂荡板2上，该结构的设计能够有效的实现其自身的功能效果。
47.而在当所述垂荡板2为实心结构时，如图2所示，即：当所述垂荡板2为实心结构时，所述垂荡板2上设置有装配孔6，垂荡板2底部可穿过装配孔，在浮筒1上设置预埋件，并通过螺栓固定装配在垂荡板上。
48.而当垂荡板为实心板时，其为较薄的钢板，该作为该结构的设计中，可以通过螺栓直接把合在浮筒的顶部，以实现装配为一体。
49.为了更加进一步的优化设计，作为更加具体的设计，在装配孔6的外侧还设置有多个小孔7以提升垂荡板阻尼性能，所述小孔7圆周阵列分布。作为更加具体的设计，该小孔7
具有多组，每组均为圆周阵列分布，且其所在圆直径逐步增大。
50.在另一具体的设计当中，以图6和图7为说明，将垂荡板的结构进行另一方式的设计，所述垂荡板2采用混凝土制成，所述垂荡板为中空结构，所述浮筒1与垂荡板2之间通过预埋件和预应力钢绞线组合连接。
51.在具体的设计中，所述预埋件预埋于垂荡板内，所述钢绞线一端与浮筒连接，另一端与垂荡板连接，以使浮筒和垂荡板形成一个整体；
52.或者，所述浮筒和垂荡板采用整体浇筑一体制成；
53.或者，所述浮筒和垂荡板分体制成再拼接浇筑。在此当中，浮筒本身就是分层制成，同时，浮筒和垂荡板为独立的结构的，再组合浇筑成型。
54.结合钢结构或者是混泥土制成的垂荡板，在结构的设计上，为了更好的实现其装配，可采用分体式结构。例如：钢板分体式结构在组合后可采用焊接的方式固定；作为混凝土的结构，则可采用分体式结构组合后再浇筑成型。
55.作为更加具体的设计，在浮筒的结构设计上，以其横截面积作为参考，中部作为更加具体的结构设计上，作为其中空结构为圆柱体结构，且其横截面积所占总横截面60％-85％。
56.综上所述，本实用新型的一种海上风电机组用的具有垂荡板的浮筒结构解决了传统海上浮台结构难以设置垂荡板或者是造价成本过高的问题，通过采用混凝土支制成的浮筒相对于钢结构的浮筒更加具备成本低廉的优势，同时也解决了混凝土的承载能力较差的问题，相对更好的填补了现在难以设置或者是未设置垂荡板的空缺。
57.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。