一种悬浮式海上风电浮式基础的制作方法

文档序号:31727575发布日期:2022-10-05 01:00阅读:57来源:国知局
一种悬浮式海上风电浮式基础的制作方法

1.本实用新型涉及海上风电技术领域,具体涉及一种悬浮式海上风电浮式基础。


背景技术:

2.近些年来,全球对清洁可再生能源的需求日益增长,我国日益重视风能、太阳能等清洁能源的开发和利用。近些年来,海上风电开发规模日益扩大,但主要位于近海海域。随着近海风能资源的开发和利用,人们把目光转向深海,但远海电能输送成本高,把电能转化为氢能进行输送成为一种可行的方案。
3.目前,海上风电的固定往往采取漂浮式基础与系泊系统的连接,浮式风机露出海平面的高度无法调节,面对复杂、多变的海上环境时,进而浮式风机在恶劣天气(台风等)中稳定性低,严重者甚至出现坍塌等问题。


技术实现要素:

4.因此,本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的海上风电在使用中无法调整高度,面对恶劣天气时稳定性低、出现坍塌的缺陷,从而提供一种悬浮式海上风电浮式基础。
5.为了解决上述问题,本发明提供了一种悬浮式海上风电浮式基础,包括:
6.浮式风机,具有沉没于海洋海平面下方的基座;
7.系泊结构,包括至少一根锚桩,所述锚桩固定于所述海洋的底部;
8.储氢罐,设于所述基座和锚桩之间,所述储气罐内设有控制元件,所述储氢罐通过锚链分别与所述锚桩和基座连接,所述储氢罐具有至少一个储水仓,所述储水仓设有开闭件,所述控制元件与开闭件信号连接,打开或关闭所述开闭件调整所述储水仓内的海水体积,以控制所述储氢罐在海洋中的深度。
9.可选地,所述锚桩的数量为三根,且三根所述锚桩不在同一直线上。
10.可选地,所述锚桩为螺旋桩、单桩或桶形基础。
11.可选地,所述开闭件为阀门。
12.可选地,所述储氢罐内还包括至少一个制氢仓、一个液化仓和一个储氢仓,所述制氢仓、液化仓、储氢仓分别与控制元件信号连接。
13.可选地,相邻的所述制氢仓与液化仓、相邻的所述液化仓与储氢仓、相邻的所述储氢仓与储氢仓间设有至少一个通孔。
14.可选地,所述储氢罐的罐体为耐高压储氢钢罐。
15.本实用新型技术方案,具有如下优点:
16.1.本实用新型提供的悬浮式海上风电浮式基础,包括:浮式风机,具有沉没于海洋海平面下方的基座;系泊结构,包括至少一根锚桩,锚桩固定于海洋的底部;储氢罐,设于基座和锚桩之间,储氢罐通过锚链分别与锚桩和基座连接,储氢罐具有至少一个储水仓,储水仓设有开闭件,打开或关闭开闭件调整储水仓内的海水体积,以控制储氢罐在海洋中的深
度。锚桩通过锚链与储氢罐连接,以固定储氢罐和浮式风机的位置。储氢罐的储水仓可以调整内部的海水体积,以控制储氢罐在海洋中的深度,当遇到恶劣天气时,储氢罐下沉通过锚链带动基座下降,使浮式风机的浮于海平面上方的高度下降,保证浮式风机在遇到恶劣天气时始终处于稳定状态,从而延长浮式风机的使用寿命。储氢罐的设计,增强了对浮式风机的控制,使工程人员可以选择更大兆瓦值的风机,有效提升单机发电量和风电场能源总产值。储氢罐内设有控制元件,控制元件与开闭件信号连接,开闭件为阀门。通过控制元件的控制,实现对开闭件状态的调控,进而控制储氢罐内的海水体积。
17.2.本实用新型提供的悬浮式海上风电浮式基础,锚桩的数量为三根,且三根锚桩不在同一直线上。根据不在同一直线上的三点决定平面的原理,三根锚桩的设计使系泊结构更加稳固,进而使储氢罐与系泊结构的连接更加稳固。
18.3.本实用新型提供的悬浮式海上风电浮式基础,锚桩为螺旋桩、单桩或桶形基础,锚桩优选为螺旋桩,螺旋桩的成本较低、施工时间短、受环境影响小,具有精度高、工序少的优势,且成型后与底面连接十分稳固。此外,辅助桩还可为单桩或桶形基础。
19.4.本实用新型提供的悬浮式海上风电浮式基础,储氢罐内还包括至少一个制氢仓、液化仓和储氢仓,制氢仓、液化仓、储氢仓分别与控制元件信号连接。通过控制元件的控制将浮式风机产生的电能转化为氢能,在储氢罐内实现了“制氢—液化—储氢”一体化,可对风能转化的电能进行存储,有效提升了浮式风机发电的利用效率,适应深海环境特点,符合“碳中和”的理念。
20.5.本实用新型提供的悬浮式海上风电浮式基础,相邻的制氢仓与液化仓、相邻的液化仓与储氢仓、相邻的储氢仓与储氢仓间设有至少一个通孔,通孔的设计使液态氢实现了定向流动,以便于液态氢的存储。
21.6.本实用新型提供的悬浮式海上风电浮式基础,储氢罐的罐体为耐高压储氢钢罐,有利于储氢罐适应深海的高压强环境。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型的实施方式中提供的悬浮式海上风电浮式基础的结构示意图;
24.图2为本实用新型实施方式中提供的储氢罐内部的结构示意图。
25.附图标记说明:1、浮式风机;2、基座;3、储氢罐;4、锚链;5、锚桩;6、储氢仓;7、液化仓;8、制氢仓;9、储水仓。
具体实施方式
26.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.此外,下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
30.如图1-2所示的悬浮式海上风电浮式基础的一种具体实施方式,包括:浮式风机1、储氢罐3和系泊结构,其中,浮式风机1具有沉于海平面下方的基座2,储氢罐3通过锚链4分别与基座2和系泊结构连接。具体的,锚链4为有档锚链4。
31.如图1所示,为降低工程人员现场的施工强度,浮式风机1、储氢罐3和系泊结构均在工厂制造完成后,再运输至安装现场。在安装现场中,工程人员根据目标海域深度灵活调整锚链4长度,以实现储氢罐3分别与基座2和系泊结构的连接。
32.如图1所示,为实现与海底平面的固定连接,系泊结构包括三根锚桩5,每一根锚桩5均固定在海底平面上,且三根锚桩5不在同一直线上。具体的,锚桩5为螺旋桩。
33.如图1、图2所示,为实现控制储氢罐3在海洋中的深度,储氢罐3内设有储水仓9、控制元件,储水仓9的外壁设有开闭件,控制元件通过控制开闭件的开关状态控制储水仓9内海水体积,进而调节储水仓9位于海洋中深度。具体的,开闭件为电控阀门。为了对浮式风机1产生的电能进行存储,储氢罐 3内还设有一个制氢仓8、一个液化仓7和七个储氢仓6,制氢仓8、液化仓7 和储氢仓6分别与控制元件信号连接。其中,相邻的制氢仓8与液化仓7、相邻的液化仓7与储氢仓6、相邻的储氢仓6与储氢仓6间均设有一个通孔。为使储氢罐3适应海洋深度,储氢罐3的罐体为耐高压储氢钢罐。
34.具体实施过程中,浮式风机1将风能转化为电能,再传递至储氢罐3内,控制元件在制氢仓8中通过电解水装置制取氢气,液化仓7中的压缩氢装置将氢气压缩为液态,储氢仓6存储液态氢气,实现了“制氢—液化—储存”一体化,有效提升浮式风机1的利用效率,提高了风电场能源的总产值。当遇到恶劣的海洋天气时,控制元件控制储水仓9中的海水体积,通过储氢罐3下沉带动浮式风机1下沉,从而保证浮式风机1始终处于稳定状态。
35.本实用新型提供的悬浮式海上风电浮式基础,具有成本低、灵活性强、结构简单、电能利用效率高等优点。
36.作为替代的实施方式,锚链4还可为无档锚链4。
37.作为替代的实施方式,锚桩5还可为单桩、桶形基础等其它类型的桩基。
38.作为替代的实施方式,锚桩5的数量还可为1根、2根、3根甚至更多根。
39.作为替代的实施方式,开闭件为液压阀门等其它形式的开闭结构。
40.作为替代的实施方式,相邻的制氢仓8与液化仓7、相邻的液化仓7与储氢仓6、相邻
的储氢仓6与储氢仓6间还可设有两个、三个甚至多个通孔。
41.作为替代的实施方式,储氢罐3还可为椭球形、圆盘形等其它形状。
42.显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
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