一种海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置的制作方法

本发明涉及海上风电发电，具体涉及一种海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置。

背景技术：

1、风能作为清洁可再生能源，成为近年来发展最快的新能源之一。海风与陆风不同，海上风力远远大于陆地，海上风电远离人群，又不占用耕地，发展空间巨大，完全有能力担任绿色可再生电力主力军角色，大力发展海上风电，战略价值巨大。海上风电近年来正在世界各地飞速发展。海上风机建设中基础结构最常见的是桩基础、重力式基础以及近年来发展较快的筒形基础。

2、筒型基础以其刚度大、抗倾覆能力强、总体造价低等优势被大量地运用于受台风影响以及岩层埋深较浅的海上风电场。但筒型基础体型较大、重量较大，底部筒裙分仓板等均为薄壁结构，无法直接承受筒型基础的大重量，因此无法放置在平板驳上直接运输，只能通过浮运方式进行运输。cn103195080a、cn103758147a、cn103758148a等专利中公布了重力式基础的浮运方法，但所述专利均针对闭口结构的重力式风机基础，且基础运输方式为不借助大型辅助装备的直接拖航运输。筒型基础底部筒裙为开口结构，浮运过程中的稳定性和抗倾覆能力弱于闭口结构的基础型式，因此需要大型辅助装备对其进行运输作业。cn111907650a专利中公布了针对筒型基础的辅助浮运装置，阐述了浮运船的结构型式以及筒型基础和浮运船之间的连接型式，但浮运船没有限制住筒型基础向上、浮运平台向下时的相对运动，未能实现浮运船和多边筒型基础相对运动限位的目的。如果在垂直方向上不加以限制，则在波浪的作用下，海上风电筒型基础t将相对于浮运平台f周期性地上下运动，最终造成结构损坏。

3、因此，需要提出一种具备足够能力抵御波浪浮托力的装置，能够实现在波浪浮托力作用下对海上风电筒型基础限位的目的。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置，通过所述限位装置抵御筒型基础浮运过程中波浪浮托力，对筒型基础进行浮托限位，以解决筒型基础和浮运平台之间发生相对运动而造成事故的问题。

2、为实现以上目的，本发明技术方案为：

3、一种海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置，包括海上风电筒型基础和浮运平台，所述海上风电筒型基础包括单柱和筒裙，筒裙设置在单柱底部，所述浮运平台包括u型模块和k型模块；在海上风电筒型基础运输过程中，筒裙位于u型模块的u型开口的底部，k型模块位于u型模块的u型开口内并且环绕在筒裙的外部，所述u型模块和k型模块分别从筒裙的两侧对所述海上风电筒型基础进行夹持，u型模块和k型模块连接成一个整体环绕在筒裙的外围；海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置安装在海上风电筒型基础和浮运平台之间。

4、进一步的是，所述海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置安装于筒裙的侧壁与浮运平台的接触部，所述海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置包括限位卡环和限位框架，限位卡环固定于筒裙侧壁上，多个限位卡环在筒裙侧面上沿周向均匀间隔设置；限位框架固定于浮运平台的甲板上，u型模块的甲板面和k型模块的甲板面上均匀间隔设置多个限位框架，所述限位卡环伸入限位框架内完成限位。

5、进一步的是，所述限位卡环和限位框架的接触面上均匀间隔设置多根橡胶护弦，限位框与u型模块甲板面的接触面上均匀间隔设置多根橡胶护弦。

6、进一步的是，所述限位卡环包括连接肋条、限位框、纵向加劲肋板、横向加劲肋板和挡板；连接肋条包括四条纵向肋条和两条横向肋条，四条纵向肋条竖直平行设置，两条横向肋条横向平行设置，每条横向肋条均与四条纵向肋条交叉垂直连接形成十字型；纵向肋条和横向肋条的一面连接在筒裙的侧壁面，另外一面的下部与限位框的背面连接；限位框与连接肋条固定连接，限位框为四块边缘板首尾相接围成的一个矩形框，方形框中间增加两块加劲板。

7、进一步的是，所述每根纵向肋条和限位框的顶板之间设置有纵向加劲肋板，纵向加劲肋板为l状板材，所述l状板材的竖直板与纵向肋条的上部连接，所述l状板材的水平板与限位框的顶板连接。

8、进一步的是，所述横向肋条和限位框之间设置有横向劲肋板；横向劲肋板在限位框两侧对称布置；横向肋条的长度大于限位框的长度，横向肋条凸出于限位框的一端与限位框的侧板之间设置一个横向劲肋板。

9、进一步的是，所述所述的横向劲肋板为直角三角形状，所述直角三角形状的一个直角边与横向肋条凸出于限位框的一端连接，所述直角三角形状的另一个直角边与限位框的侧板连接。

10、进一步的是，所述限位框侧面的底端设置有挡板，在挡板上放置橡胶护弦，挡板在限位框两侧对称布置。

11、进一步的是，所述限位框架包括门式限位件和斜撑件，门式限位件上部设置有上部限位件，两侧设置有侧面限位件，侧面限位件的侧面顶部与上部限位件的一端连接，侧面限位件的底面设置有连接板；连接板连接侧面限位件的底部与浮运平台的甲板面；限位框朝向限位框架的一端穿入门式限位件内，门式限位件环绕在限位框的外围对限位框进行固定。

12、进一步的是，所述斜撑件包括斜撑杆、位于斜撑杆顶端的上侧连接板和位于斜撑杆底端的下侧连接板；上侧连接板和下侧连接板设置于斜撑杆的两侧，上侧连接板固定于侧面限位件的侧面，下侧连接板固定于浮运平台的甲板上。

13、本发明的有益效果是：

14、1.筒型基础作为成熟的基础型式，广泛应用于海上风电领域。利用浮运平台等船舶设施对筒型基础在长距离运输过程中进行帮浮是必要的，但在波浪浮托力的作用下，筒型基础在垂向上可能脱离浮运平台发生相互运动导致事故，本发明提出了一种有足够能力抵御波浪浮托力的装置，能够解决此痛点问题。

15、2.限位卡环固定于筒型基础的筒裙处，限位框架固定于浮运平台的甲板上，通过将限位卡环穿入限位框架中，实现了将筒型基础浮托限位的功能，通过浮托力水动力模拟计算及结构数值仿真校核，验证了本发明的可靠性。

技术特征：

1.一种海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置，包括海上风电筒型基础(t)和浮运平台(f)，所述海上风电筒型基础(t)包括单柱(t.1)和筒裙(t.2)，筒裙(t.2)设置在单柱(t.1)底部，其特征在于：所述浮运平台(f)包括u型模块(f.1)和k型模块(f.2)；在海上风电筒型基础(t)运输过程中，筒裙(t.2)位于u型模块(f.1)的u型开口的底部，k型模块(f.2)位于u型模块(f.1)的u型开口内并且环绕在筒裙(t.2)的外部，所述u型模块(f.1)和k型模块(f.2)分别从筒裙(t.2)的两侧对所述海上风电筒型基础进行夹持，u型模块(f.1)和k型模块(f.2)连接成一个整体环绕在筒裙(t.2)的外围；海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置(1)安装在海上风电筒型基础(t)和浮运平台(f)之间。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置，其特征在于：所述海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置(1)安装于筒裙(1.2)的侧壁与浮运平台(f)的接触部，所述海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置(1)包括限位卡环(1.1)和限位框架(1.2)，限位卡环(1.1)固定于筒裙(t.2)侧壁上，多个限位卡环(1.1)在筒裙(t.2)侧面上沿周向均匀间隔设置；限位框架(1.2)固定于浮运平台(f)的甲板上，u型模块(f.1)的甲板面和k型模块(f.2)的甲板面上均匀间隔设置多个限位框架(1.2)，所述限位卡环(1.1)伸入限位框架(1.2)内进行限位。

3.根据权利要求2所述的一种海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置，其特征在于：所述限位卡环(1.1)和限位框架(1.2)的接触面上均匀间隔设置多根橡胶护弦(x)，限位框(1.1.2)与u型模块(f.1)甲板面的接触面上均匀间隔设置多根橡胶护弦(x)。

4.根据权利要求2所述的一种海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置，其特征在于：所述限位卡环(1.1)包括连接肋条(1.1.1)、限位框(1.1.2)、纵向加劲肋板(1.1.3)、横向加劲肋板(1.1.4)和挡板(1.1.5)；连接肋条(1.1.1)包括四条纵向肋条(1.1.1.1)和两条横向肋条(1.1.1.2)，四条纵向肋条(1.1.1.1)竖直平行设置，两条横向肋条(1.1.1.2)横向平行设置，每条横向肋条(1.1.1.2)均与四条纵向肋条(1.1.1.1)交叉垂直连接形成十字型；纵向肋条(1.1.1.1)和横向肋条(1.1.1.2)的一面连接在筒裙(t.2)的侧壁面，另外一面的下部与限位框(1.1.2)的背面连接；限位框(1.1.2)与连接肋条(1.1.1)固定连接，限位框(1.1.2)为四块边缘板(1.1.2.1)首尾相接围成的一个矩形框，方形框中间增加两块加劲板(1.1.2.2)。

5.根据权利要求5所述的一种海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置，其特征在于：所述每根纵向肋条(1.1.1.1)和限位框(1.1.2)的顶板之间设置有纵向加劲肋板(1.1.3)，纵向加劲肋板(1.1.3)为l状板材，所述l状板材的竖直板与纵向肋条(1.1.1.1)的上部连接，所述l状板材的水平板与限位框(1.1.2)的顶板连接。

6.根据权利要求5所述的一种海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置，其特征在于：所述横向肋条(1.1.1.2)和限位框(1.1.2)之间设置有横向劲肋板(1.1.4)；横向劲肋板(1.1.4)在限位框(1.1.2)两侧对称布置；横向肋条(1.1.1.2)的长度大于限位框(1.1.2)的长度，横向肋条(1.1.1.2)凸出于限位框(1.1.2)的一端与限位框(1.1.2)的侧板之间设置一个横向劲肋板(1.1.4)。

7.根据权利要求6所述的一种海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置，其特征在于：所述所述的横向劲肋板(1.1.4)为直角三角形状，所述直角三角形状的一个直角边与横向肋条(1.1.1.2)凸出于限位框(1.1.2)的一端连接，所述直角三角形状的另一个直角边与限位框(1.1.2)的侧板连接。

8.根据权利要求5所述的一种海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置，其特征在于：所述限位框(1.1.2)侧面的底端设置有挡板(1.1.5)，在挡板(1.1.5)上放置橡胶护弦(x)，挡板(1.1.5)在限位框(1.1.2)两侧对称布置。

9.根据权利要求5所述的一种海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置，其特征在于：所述限位框架(1.2)包括门式限位件(1.2.1)和斜撑件(1.2.2)，门式限位件(1.2.1)上部设置有上部限位件(1.2.1.1)，两侧设置有侧面限位件(1.2.1.2)，侧面限位件(1.2.1.2)的侧面顶部与上部限位件(1.2.1.1)的一端连接，侧面限位件(1.2.1.2)的底面设置有连接板(1.2.1.3)；连接板(1.2.1.3)连接侧面限位件(1.2.1.2)的底部与浮运平台(f)的甲板面；限位框(1.1.2)朝向限位框架(1.2)的一端穿入门式限位件(1.2.1)内，门式限位件(1.2.1)环绕在限位框(1.1.2)的外围对限位框(1.1.2)进行固定。

10.根据权利要求9所述的一种海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置，其特征在于：所述斜撑件(1.2.2)包括斜撑杆(1.2.2.1)、位于斜撑杆(1.2.2.1)顶端的上侧连接板(1.2.2.2)和位于斜撑杆(1.2.2.1)底端的下侧连接板(1.2.2.3)；上侧连接板(1.2.2.2)和下侧连接板(1.2.2.3)设置于斜撑杆(1.2.2.1)的两侧，上侧连接板(1.2.2.2)固定于侧面限位件(1.2.1.2)的侧面，下侧连接板(1.2.2.3)固定于浮运平台(f)的甲板上。

技术总结
本发明公开一种海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置，包括海上风电筒型基础和浮运平台，所述海上风电筒型基础包括单柱和筒裙，筒裙设置在单柱底部，所述浮运平台包括U型模块和K型模块；筒裙位于U型模块的U型开口底部，K型模块位于U型模块的U型开口内并且环绕在筒裙的外部，所述U型模块和K型模块分别从筒裙的两侧对所述海上风电筒型基础进行夹持，U型模块和K型模块连接成一个整体环绕在筒裙的外围；海上风电筒型基础漂浮运输浮托限位装置安装在海上风电筒型基础和浮运平台之间；本发明通过限位装置限制海上风电筒型基础和浮运平台在垂直方向的相互运动，以避免两者由于周期性的上下运动造成结构损坏。

技术研发人员：喻飞,段斐,张涛,陶铁铃,苏毅,金乾,刘凯,肖固城,段偲默,张顺
受保护的技术使用者：长江勘测规划设计研究有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23