一种浮式风机基础的制作方法

本技术涉及海上风电海洋施工，尤其是一种浮式风机基础。

背景技术：

1、随着人们对自然环境污染问题的持续关注，清洁能源的开发技术逐步发展，其中海上风力发电领域是清洁能源中的重要组成部分。海上风电项目开发所采用的基础结构主要分为固定式和漂浮式两种，而对于水深超过50米以上的海域，由于施工技术的难度和项目开发的成本原因，固定式海上风机已不再适用，从而浮式风机基础成为一种优选方案。

2、欧美国家在浮式风电领域技术的研究处于领先地位，驳船式、半潜式和单柱式基础的浮式风机均有样机或者实际工程应用，例如：我国目前已有两座漂浮式示范性工程相继建成作业，分别为“三峡引领号”和“扶摇号”。然而，张力腿式浮式风机的研究仍处于理论设计阶段，实际工程中鲜有应用，究其原因，在于：根据现有理论研究成果，张力腿式浮式风机大体上由浮式风机基础和风电机组构成。浮式风机基础用来对风电机组进行承托。浮式风机基础由悬浮单元和系泊单元构成。浸入海水中的悬浮单元被用来直接承托风电机组，而系泊单元被作为悬浮单元和海底之间的联系过渡。在现有设计中，悬浮单元由多个漂浮筒（漂浮筒呈竖立态浸入至海水中）以及多个连接于各漂浮筒之间的联系横梁构成。然而，其设计结构复杂，且制造成本居高不下，更为紧要的是，在实际应用中，悬浮单元所理应具备的抗垂荡摆性能以及抗摇摆性能严重不足，进而势必会影响到海上风机运营的总体安全性。因而，亟待技术人员解决上述问题。

技术实现思路

1、故，本实用新型设计人员鉴于上述现有的问题以及缺陷，乃搜集相关资料，经由多方的评估及考量，并经过从事于此行业的多年研发经验技术人员的不断实验以及修改，最终导致该浮式风机基础的出现。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型涉及了一种浮式风机基础，其由悬浮单元和系泊单元构成。悬浮单元用来直接承托风电机组，其被部分或整体浸入海水中。系泊单元作为悬浮单元和海底之间的联系过渡，且工作状态下始终向着悬浮单元施以牵拉力。悬浮单元为焊接件，其包括一中心支撑件、n个悬浮件以及n个斜撑件。在中心支撑件、悬浮件和斜撑件的内部均设有至少一密封空腔结构。中心支撑件与风电机组相对接或对插。各悬浮件均施焊于中心支撑件的外侧壁上，且围绕中心支撑件的中心轴线进行周向均布。施焊完毕后，各悬浮件的中心轴线均交汇于中心支撑件的中心轴线上，且共点。各斜撑件的一端均与中心支撑件的外侧壁相施焊，而其另一端分别一一对应地与悬浮件相施焊。

3、作为本实用新型所公开技术方案的进一步改进，悬浮单元还包括结构辅助加强单元。结构辅助加强单元由n件施焊于悬浮件之间的水平连接件构成。且在水平连接件的内部均设有至少一密封空腔结构。

4、作为本实用新型所公开技术方案的更进一步改进，中心支撑件和悬浮件均优选由钢板卷圆而成。而斜撑件和水平连接件由钢管切割而成。

5、作为本实用新型所公开技术方案的进一步改进，悬浮单元还包括有一第一封板和n个第二封板。第一封板施焊于中心支撑件的非插配端，以对其敞口进行封堵。而第二封板施焊于悬浮件的自由端，以对其敞口进行封堵。

6、作为本实用新型所公开技术方案的进一步改进，悬浮单元还包括有隔板单元。隔板单元由多个施焊于中心支撑件内部空腔中的、且沿其高度方向按照预设距离进行排布的平置隔板构成。

7、作为本实用新型所公开技术方案的更进一步改进，在各平置隔板上均开设有穿线孔，以用来与供风电机组进行电连接的海底电缆自由地穿越。

8、作为本实用新型所公开技术方案的进一步改进，悬浮单元还包括有筋板加强单元。筋板加强单元由施焊于中心支撑件内部空腔侧壁上、且相互纵横交错布置的纵向肋条和横向肋条构成。

9、作为本实用新型所公开技术方案的进一步改进，系泊单元由m个围绕悬浮单元的中心轴线进行周向均布、且连系于悬浮单元和海底之间的系泊子单元构成。

10、作为本实用新型所公开技术方案的更进一步改进，系泊子单元包括抗拉座和牵拉件。抗拉座被预埋于海底土层中。牵拉件的两端分别连系抗拉座和悬浮单元。

11、作为本实用新型所公开技术方案的更进一步改进，牵拉件优选为钢丝绳或钢索。

12、相较于传统设计结构形式的浮式风电基础，用来直接承托风电机组的悬浮单元由中心支撑件、悬浮件以及斜撑件依序施焊而成，具有较为简洁的设计结构，利于总体制造成本的降低。且在车间制备阶段，仅需对悬浮件和斜撑件的端部连接处预留、制备出焊接坡口，以备后用，而最终组对、施焊作业是在风电机海上安装阶段完成的，从而可为总体建造、运输以及安装成本的下降作了良好的铺垫。

13、在此，还需要着重说明的是，多个悬浮件均保持于平置状，且以t形接头形式以实现与中心支撑件的垂直施焊。在实际应用中，各悬浮件均始终受到上浮力的作用以实现对风电机组的有效承托，从而可有效地提升浮式风电基础的抗垂荡摆性以及抗摇摆性能，进而确保海上风机在实际运营中始终保持有良好的姿态平稳性以及运行安全性。

技术特征：

1.一种浮式风机基础，其由悬浮单元和系泊单元构成；所述悬浮单元用来直接承托风电机组，其被部分或整体浸入海水中；所述系泊单元作为所述悬浮单元和海底之间的联系过渡，且工作状态下始终向着所述悬浮单元施以牵拉力，其特征在于，所述悬浮单元为焊接件，其包括一中心支撑件、n个悬浮件以及n个斜撑件；在所述中心支撑件、所述悬浮件和所述斜撑件的内部均设有至少一密封空腔结构；所述中心支撑件与所述风电机组相对接或对插；各所述悬浮件均施焊于所述中心支撑件的外侧壁上，且围绕所述中心支撑件的中心轴线进行周向均布；施焊完毕后，各所述悬浮件的中心轴线均交汇于所述中心支撑件的中心轴线上，且共点；各所述斜撑件的一端均与所述中心支撑件的外侧壁相施焊，而其另一端分别一一对应地与所述悬浮件相施焊。

2.根据权利要求1所述的浮式风机基础，其特征在于，所述悬浮单元还包括结构辅助加强单元；所述结构辅助加强单元由n件施焊于所述悬浮件之间的水平连接件构成；且在所述水平连接件的内部均设有至少一密封空腔结构。

3.根据权利要求2所述的浮式风机基础，其特征在于，所述中心支撑件和所述悬浮件均由钢板卷圆而成；而所述斜撑件和所述水平连接件由钢管切割而成。

4.根据权利要求1所述的浮式风机基础，其特征在于，所述悬浮单元还包括有一第一封板和n个第二封板；所述第一封板施焊于所述中心支撑件的非插配端，以对其敞口进行封堵；而所述第二封板施焊于所述悬浮件的自由端，以对其敞口进行封堵。

5.根据权利要求1所述的浮式风机基础，其特征在于，所述悬浮单元还包括有隔板单元；所述隔板单元由多个施焊于所述中心支撑件内部空腔中的、且沿其高度方向按照预设距离进行排布的平置隔板构成。

6.根据权利要求5所述的浮式风机基础，其特征在于，在各所述平置隔板上均开设有穿线孔，以用来与供风电机组进行电连接的海底电缆自由地穿越。

7.根据权利要求1所述的浮式风机基础，其特征在于，所述悬浮单元还包括有筋板加强单元；所述筋板加强单元由施焊于所述中心支撑件内部空腔侧壁上、且相互纵横交错布置的纵向肋条和横向肋条构成。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的浮式风机基础，其特征在于，所述系泊单元由m个围绕所述悬浮单元的中心轴线进行周向均布、且连系于所述悬浮单元和海底之间的系泊子单元构成。

9.根据权利要求8所述的浮式风机基础，其特征在于，所述系泊子单元包括抗拉座和牵拉件；所述抗拉座被预埋于海底土层中；所述牵拉件的两端分别连系所述抗拉座和所述悬浮单元。

10.根据权利要求9所述的浮式风机基础，其特征在于，所述牵拉件为钢丝绳或钢索。

技术总结
本技术涉及海上风电海洋施工技术领域，尤其是一种浮式风机基础。浮式风机基础由悬浮单元和系泊单元构成。悬浮单元浸入海水中，而系泊单元联系于悬浮单元和海底之间。悬浮单元包括一中心支撑件、N个悬浮件以及N个斜撑件。中心支撑件用来直接承托风电机组。各悬浮件均采取T形接头形式施焊于中心支撑件的外侧壁上，且围绕其中心轴线进行周向均布。斜撑件被施焊于中心支撑件和各悬浮件之间。如此，一方面，在确保对风电机组稳定、有效承托的前提下，本浮式风机基础具有更为简洁的设计结构，利于制造以及现场施工成本的降低；另一方面，在实际应用中，各悬浮件始终受到上浮力的作用，从而可有效地提升浮式风电基础的抗垂荡摆性以及抗摇摆性能。

技术研发人员：吴承恩,张会良,魏军,黄凯,肖振业,严春峰
受保护的技术使用者：南通中远海运船务工程有限公司
技术研发日：20230213
技术公布日：2024/1/12