一种单柱张力腿平台及浮式风电系统的制作方法

本发明涉及海上浮式风电，特别涉及一种单柱张力腿平台及浮式风电系统。

背景技术：

1、张力腿浮式平台(tension leg platform，tlp)是一种垂直系泊的漂浮式结构，通常用于海上石油和天然气的生产，当张力腿平台应用于海上石油开采或天然气生产领域时，由于开采石油或天然气的设备体积大、数量多且质量重，造成张力腿平台主体尺寸巨大并需要巨大的浮力去浮托这些大型设备。绝大多数张力腿浮式平台为多柱式结构，它们在海上的抗风浪能力强，自身稳定性高。当海上油气平台的设备较轻、较小时，也有少数张力腿浮式平台采用单柱形式，它们在海上的抗风浪能力弱，自身稳定性差。

2、当单柱张力腿平台应用在海上风力发电领域时，因风力发电机占地面积小，且重量相比开采石油或天然气设备小很多。考虑到成本问题，现有技术中一般用于风力发电机的单柱张力腿平台结构都比较小且重量轻，在浮力柱底部直接连接多个延伸臂。但风力发电机由重型轮毂和叶片组成，它安装在具有非常高竖直重心的重型塔楼结构顶部，如此高的重心造成单柱张力腿平台的稳定性不佳；同时，现有的单柱张力腿平台受风推力影响较大，在收到较强的风推力引起的激励载荷时会产生偏激动态行为。

3、因此，现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种单柱张力腿平台及浮式风电系统，旨在解决现有技术中单柱张力腿平台稳定性差和局部应力过大的问题。

2、为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

3、第一方面，一种单柱张力腿平台，其特征在于，其包括：

4、浮力柱；

5、浮筒，设于所述浮力柱底端，且所述浮筒直径大于所述浮力柱直径；

6、多个延伸臂，周向间隔设于所述浮筒的外圆周面上；

7、多个锚索组件，所述锚索组件设于所述延伸臂远离所述浮筒的一端；

8、其中，所述浮力柱、所述浮筒以及所述延伸臂均为空心结构。

9、作为进一步的改进技术方案，多个所述延伸臂呈辐射状设于所述浮筒的外圆周，多个所述延伸臂两两之间的夹角相等，且所述延伸臂与所述浮力柱相垂直。

10、作为进一步的改进技术方案，所述浮筒与所述延伸臂之间刚性连接。

11、作为进一步的改进技术方案，所述单柱张力腿平台还包括连接件，设于所述延伸臂远离所述浮筒的一端，并用于将所述延伸臂与所述锚索组件铰接。

12、作为进一步的改进技术方案，所述浮力柱顶端还设有连接法兰。

13、作为进一步的改进技术方案，所述浮力柱与所述浮筒同轴布置。

14、作为进一步的改进技术方案，所述张力腿平台还包括压载泵，设于所述浮力柱的顶端。

15、作为进一步的改进技术方案，所述浮力柱与所述浮筒之间刚性连接。

16、作为进一步的改进技术方案，所述锚索组件包括锚索及锚索两端设有的柔性接头，所述锚索通过所述柔性接头与连接件铰接。

17、第二方面，一种浮式风电系统，包括如上所述张力腿平台，其特征在于，所述浮式风电系统还包括风力发电机，所述风力发电机设于所述浮力柱上端。

18、本发明所采用的技术方案具有以下有益效果：

19、本申请中，通过在浮力柱下端设置大直径的浮筒，并在浮筒的侧面周向设置多个延伸臂，再将锚索组件与延伸臂相连接，改变底部延伸臂的连接节点，降低张力腿浮式平台的垂荡、横摇和纵摇运动，提高所述张力腿浮式平台的稳定性、水动力性能、结构强度及疲劳性能。

技术特征：

1.一种单柱张力腿平台，其特征在于，其包括：

2.根据权利要求1所述的单柱张力腿平台，其特征在于，多个所述延伸臂呈辐射状设于所述浮筒的外圆周，且多个所述延伸臂两两之间的夹角相等，且所述延伸臂与所述浮力柱相垂直。

3.根据权利要求1所述的单柱张力腿平台，其特征在于，所述浮筒与所述延伸臂之间刚性连接。

4.根据权利要求1所述的单柱张力腿平台，其特征在于，其还包括：

5.根据权利要求1所述的单柱张力腿平台，其特征在于，所述浮力柱顶端还设有连接法兰。

6.根据权利要求1所述的单柱张力腿平台，其特征在于，所述浮力柱与所述浮筒同轴布置。

7.根据权利要求4所述的单柱张力腿平台，其特征在于，其还包括：

8.根据权利要求1所述的单柱张力腿平台，其特征在于，所述浮力柱与所述浮筒之间刚性连接。

9.根据权利要求1所述的单柱张力腿平台，其特征在于，所述锚索组件包括锚索及锚索两端设有的柔性接头，所述锚索通过所述柔性接头与所述连接件铰接。

10.一种浮式风电系统，包括如权利要求1-9任一项所述的单柱张力腿平台，其特征在于，所述浮式风电系统还包括风力发电机，所述风力发电机设于所述浮力柱上端。

技术总结
本发明公开了一种单柱张力腿浮式平台及浮式风电系统，所述单柱张力腿平台包括：浮力柱、浮筒、多个延伸臂以及多个锚索组件；浮筒设于所述浮力柱底端，且所述浮筒直径大于所述浮力柱直径；多个延伸臂周向间隔设于所述浮筒的外圆周面上；所述锚索组件设于所述延伸臂远离所述浮筒的一端；本申请中，通过在浮力柱下端设置大直径的浮筒，并在浮筒的侧面周向设置多个延伸臂，再将锚索组件与延伸臂相连接，从而降低张力腿浮式平台的垂荡、横摇和纵摇运动，提高所述平台的稳定性、水动力性能、结构强度及疲劳性能。

技术研发人员：徐凡力,黄爱德华,李亚
受保护的技术使用者：深圳市普罗海洋科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15