一种基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台的制作方法

本技术属于船舶与海洋工程领域，涉及一种基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台。

背景技术：

1、风能是一种可再生的清洁能源，且风能资源极其丰富，是比较理想的新能源之一。我国有着广阔的海洋空间和丰富的海上风能资源，具有良好的风电市场和巨大资源潜力。但随着近岸、浅水风资源开发趋于饱和，深远海将是未来海上风电发展的必然趋势。随着水深的增加，固定式基础的成本明显增高，于是漂浮式基础便成为最佳选择。虽然欧洲已经有漂浮式风机商业化的案例，但是对于我国来说漂浮式风电还处于起步阶段，仍然面临许多技术上的挑战。

2、漂浮式风机平台通过系泊系统与海床进行连接，因此漂浮式风机属于顺应式结构。风机上部承受巨大的风荷载，风推力通过高耸的塔架对浮式平台产生巨大的风倾力矩，于是风机在风倾力矩作用下产生剧烈的摇摆运动。同时，我国东海、南海海域具有海洋环境恶劣、台风频发等诸多不利因素，这就更加剧了浮式风机的摇摆运动响应幅值，会严重影响风机的发电效率和安全性。因此，研究如何减小浮式风机摇摆运动的响应幅值是进行漂浮式风机设计研发的关键技术。

技术实现思路

1、为了解决减小浮式风机的摇摆运动响应幅值的问题，根据本申请一些实施例的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，包括

2、浮筒，所述浮筒包括三个边柱浮筒和一个中柱浮筒，所述三个边柱浮筒设置为以所述中柱浮筒为中央，且所述三个边柱浮筒在同一平面两两共线分布在所述中柱浮筒的外侧；

3、风机，所述风机通过塔架安装在所述中柱浮筒上；

4、横撑，所述各边柱浮筒通过所述横撑与所述中柱浮筒连接，其中，所述一个横撑所在直线与所述风机的横摇轴的轴线在竖向面处于不同的高度且相互平行；

5、陀螺减摇装置，所述中柱浮筒内部设置所述陀螺减摇装置，所述陀螺减摇装置包括进动轴以及自转轴，在静止状态下，所述进动轴所在直线与风机的横摇轴的轴线在竖向面处于不同的高度且相互平行，所述陀螺减摇装置的自转轴的轴线与塔架轴线重合。

6、根据本申请一些实施例的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，所述三个边柱浮筒在分布平面处于平面内一个正三角形的三个顶点位置。

7、根据本申请一些实施例的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，所述中柱浮筒在分布平面处于平面内所述一个正三角形的中点位置，使各中柱浮筒在所述平面内与中柱浮筒等距，各所述横撑等长。

8、根据本申请一些实施例的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，所述横撑包括上横撑和下横撑，所述上横撑设置在与边柱浮筒和所述中柱浮筒的连接位置高于所述下横撑设置在与边柱浮筒和所述中柱浮筒的连接位置。

9、根据本申请一些实施例的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，所述陀螺减摇装置还包括转子，所述自转轴沿所述转子轴向设置并由所述转子的两个底面伸出所述转子；

10、外框架，所述外框架包括由两个底板和两个侧板成型的矩形框架，通过所述两个底面上伸出的所述自转轴将所述转子设置在所述外框架的两个底板之间，所述进动轴设置在所述外框架的两个侧板的外侧；

11、支架，所述支架设置在所述外框架两侧板的外侧，通过所述进动轴使所述外框架可转动连接在所述支架上。

12、根据本申请一些实施例的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，所述转子的外缘设置在所述自转轴的外周，且所述自转轴通过肋板连接所述外缘。

13、根据本申请一些实施例的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，所述肋板在所述转子的轴向上分布多层，且所述各层肋板之间是空心结构，所述肋板设置若干贯通圆孔。

14、根据本申请一些实施例的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，所述中柱浮筒还包括隔板，所述隔板设置在所述中柱浮筒内部，所述陀螺减摇装置设置在所述隔板上。

15、根据本申请一些实施例的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，还包括系泊系统，所述系泊系统与所述浮筒连接。

16、根据本申请一些实施例的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，所述中柱浮筒的筒直径大于所述边柱浮筒的筒直径。

17、有益效果：

18、在一个方面上，本实用新型提供一种基于陀螺减摇装置的半潜式漂浮式风机平台，将陀螺减摇装置可以安装在中柱内部，将陀螺转子水平放置，静止状态下陀螺自转轴与塔架轴线(z轴)重合，陀螺的进动轴与浮式风机的横摇轴(y轴)平行，从而在非静止状态下，所述陀螺减摇装置的转子既绕着自转轴在所述浮式风机塔架轴线方向自转动，又绕着进动轴在所述风机的横摇轴的轴线方向转动，使所述陀螺减摇装置产生与浮式风机纵摇方向相反的纵摇力矩，降低所述浮式风机纵摇方向的纵摇幅度，从而提高浮式风机稳性，而稳定浮式风机能够提高发电效率。

19、在第二方面上，本实用新型原理简单，结构设计巧妙，使用方便，可以有效降低漂浮式风机在风、浪荷载下的摇摆运动，提高发电效率和安全性，在海上风能的开发利用领域可以起到很重要的作用。

技术特征：

1.一种基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，其特征在于，所述三个边柱浮筒(3)在分布平面处于平面内一个正三角形的三个顶点位置。

3.根据权利要求2所述的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，其特征在于，所述中柱浮筒在分布平面处于平面内所述一个正三角形的中点位置，使各中柱浮筒在所述平面内与中柱浮筒等距，各所述横撑等长。

4.根据权利要求1所述的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，其特征在于，所述横撑包括上横撑(6)和下横撑(5)，所述上横撑(6)设置在与边柱浮筒(3)和所述中柱浮筒(7)的连接位置高于所述下横撑(5)设置在与边柱浮筒(3)和所述中柱浮筒(7)的连接位置。

5.根据权利要求1所述的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，其特征在于，所述陀螺减摇装置(8)还包括

6.根据权利要求5所述的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，其特征在于，所述转子(13)的外缘(15)设置在所述自转轴(14)的外周，且所述自转轴(14)通过肋板(16)连接所述外缘(15)。

7.根据权利要求6所述的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，其特征在于，所述肋板(16)在所述转子(13)的轴向上分布多层，且各层所述肋板(16)之间是空心结构，所述肋板(16)设置若干贯通圆孔。

8.根据权利要求1所述的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，其特征在于，所述中柱浮筒还包括隔板(11)，所述隔板(11)设置在所述中柱浮筒内部，所述陀螺减摇装置(8)设置在所述隔板(11)上。

9.根据权利要求1所述的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，其特征在于，还包括系泊系统(4)，所述系泊系统(4)与所述浮筒连接。

10.根据权利要求1所述的基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，其特征在于，所述中柱浮筒(7)的筒直径大于所述边柱浮筒(3)的筒直径。

技术总结
本技术属于船舶与海洋工程领域，涉及一种基于陀螺减摇装置的漂浮式风机平台，为了解决减小浮式风机的摇摆运动响应幅值的问题，要点是所述风机通过塔架安装在所述中柱浮筒上；所述各边柱浮筒通过所述横撑与所述中柱浮筒连接，其中，所述一个横撑所在直线与所述风机的横摇轴的轴线在竖向面处于不同的高度且相互平行；所述中柱浮筒内部设置所述陀螺减摇装置，所述陀螺减摇装置包括进动轴以及自转轴，在静止状态下，所述进动轴所在直线与风机的横摇轴的轴线在竖向面处于不同的高度且相互平行，所述陀螺减摇装置的自转轴的轴线与塔架轴线重合，效果是可以利用陀螺的进动原理产生抵消浮式风机的纵摇力矩，从而减小纵摇角度，提高了风机的运行稳定性。

技术研发人员：周昳鸣,李卫东,郭小江,刘鑫,施伟,张雨,李昕,林志福,严家涛,陈俊荣,刘明霞,朱亚波,黄焕良,王俊伟,曾晓伟
受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日：20221228
技术公布日：2024/1/12