专利名称：同时用于海洋风能和潮流能发电的门架基础结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种门架基础结构，特别是一种同时用于海洋风能和潮流能发电的门架基础结构，主要适用于海上风能和潮流能发电行业，特别是水深较浅的海域和单机容量较小的潮流能发电装置。
背景技术：
目前，普通的海上风机门架式基础结构如下:采用3根或3根以上的钢管桩打入海床，上部采用钢结构方梁与之相连，方梁设置内套管，内套管与钢管桩之间采用灌浆连接，上部过渡段与塔筒之间采用法兰相连。随着新能源与海洋经济的发展，近年来潮流能发电已经引起许多国家的高度重视。我国潮流能发电技术的发展基本与国际同步，通过多年科研攻关，已形成了自己的特色产品。从国内外潮流能发电装置的基础形式来看，主要可分为桩柱式、重力式、船式、漂浮系泊式等等。我国目前批准开发的海域，水深大致在40m以内，考虑通航等因素，只能采用单机容量较小的潮流能发电机装置。对单机容量较小的潮流能发电装置，材料成本与施工成本使得投资成本相对较大，投资收益往往不能满足经济要求。随着我国海上风电场的大规模开发建设，满足投资收益经济要求的用海面积不断减少。如果在已批准开发的海域内单独建设潮流能发电场，将会占用大片的海域面积，其单位用海面积的收益也不及海上风电场。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是:针对上述存在的问题提供一种能够同时用于海洋风能和潮流能发电的门架基础结构，旨在通过充分利用已批准的海域面积，降低海洋资源开发利用的材料成本和施工成本，提高单位用海面积的收益。本实用新型所采用的技术方案是:同时用于海洋风能和潮流能发电的门架基础结构，包括沉桩施工于海床上的海上风机门架基础，其特征在于:所述海上风机门架基础上通过连接机构安装有整体位于平均低潮位以下的潮流能发电装置。所述海上风机门架基础包括一组沉桩于海床上的钢管桩，各钢管桩均通过灌浆连接与内套管相连，各内套管底端均伸入与之对应的钢管桩内，顶端相互连接。所述连接机构包括同轴套设于任意两根钢管桩外的两个桩套管，以及对称连接于潮流能发电装置上的两块连接钢板，各连接钢板另一端分别与两个桩套管固定连接。套有桩套管的钢管桩外表面上焊接有用于防止桩套管下滑的承重挡板。所述内套管上焊接有检修固定吊环。所述桩套管上焊接有方便将其吊起的吊耳。位于承重挡板上方的钢管桩表面包裹有橡胶层。所述潮流能发电装置为空心贯流式结构，其轴线穿过海上风机门架基础的中轴线。[0014]本实用新型的有益效果是:1、在现有普通海上风机门架基础上安装潮流能发电装置，使得海洋风能发电装置与潮流能发电装置共用一个基础，从而大大节省了材料成本和施工成本。2、海洋风能发电装置与潮流能发电装置共用一个基础，共处同一片海域，较为充分地开发了该海域的清洁型能源，提高了该海域单位用海面积的收益。3、潮流能发电装置施工安装过程中所用船机设备，与吊装现有门架基础上部结构所用设备相同，无需增加其他辅助设备，间接地节省了施工成本。4、潮流能发电装置位于平均低潮位以下，不会对安装门架基础上部结构等后续施工产生影响。
图1是本实用新型的立面图。图2是图1的A-A向剖视图。
具体实施方式
如图1、图2所示,本实施例包括沉桩施工于海床上的海上风机门架基础1，其结构与现有技术中的普通海上风机门架基础相同，包括三根竖直沉桩于海床上的钢管桩1-1，并且三根钢管桩1-1呈正三角形布置(即三根钢管桩在水平面上的投影为正三角形的三个顶点)，各钢管桩1-1顶端均通过灌浆连接一根内套管1-3，各内套管1-3底端均伸入与之对应的钢管桩1-1内固结连接，各内套管1-3的顶端相互连接。所述钢管桩1-1上通过连接机构安装有空心贯流式潮流能发电装置2，其叶轮直径D由水深和单机容量决定，并且该潮流能发电装置2的轴线穿过海上风机门架基础I的竖向中轴线；正常工作时，潮流能发电装置2整体位于平均低潮位以下，并且其顶端到平均低潮位的距离H1，以及底端到海床面的距离H2，需满足潮流能发电装置2生产厂家的要求。本例中，所述连接机构包括同轴套设于任意两根钢管桩1-1外的两个桩套管4，以及对称连接于潮流能发电装置2上的两块连接钢板3 (其固定方式与现有传统的空心贯流式潮流能发电装置一致)，各连接钢板3另一端分别与两个桩套管4固定连接，并且两个桩套管4可沿其轴线自由滑动，以实现潮流能发电装置2的升降。套有桩套管4的钢管桩1-1外表面上焊接有承重挡板1-2，用于防止桩套管4下滑，实现潮流能发电装置2运行时竖直方向上的定位。位于承重挡板1-2上方的钢管桩1-1表面紧密包裹有特种橡胶层，其作用是在潮流能发电装置2施工安装和维护起吊时保护钢管桩1-1。所述内套管1-3上焊接有检修固定吊环1-4，用于潮流能发电装置2维护时的固定，其设置高度需满足潮流能发电装置2的检修要求，即固定于该吊环上的潮流能发电装置2至少要位于平均低潮位以上。所述桩套管4上焊接有吊耳4-1，用于潮流能发电装置2施工安装和维护时的起吊O本实施例的具体施工方法如下:海上风机门架基础I的钢管桩1-1及上部结构、空心贯流式潮流能发电装置2、连接钢板3、桩套管4的选材、选型、加工和装配工作在施工前预先完成，包括将空心贯流式潮流能发电装置2、连接钢板3、桩套管4焊接组合成整体结构。钢管桩1-1沉桩施工(其施工与普通的海上风机门架基础结构相同)完毕后，利用用于起吊海上风机门架基础I上部结构的起重设备，吊起由潮流能发电装置2、连接钢板3、桩套管4组合成的整体结构，移动该整体结构使得两个桩套管4分别对准两个钢管桩1-1，竖直下沉该整体结构，使得两个桩套管4同轴套设于两根钢管桩1-1外，下沉过程中要注意两侧的同步性，缓慢进行，待桩套管4下沉至与承重挡板1-2接触时，潮流能发电装置2施工安装完毕；后续施工过程与传统的海上风机门架基础结构一致。空心贯流式潮流能发电装置2需要维护时，采用起重设备通过焊接于桩套管4上的吊耳4-1将前述整体结构吊起，固定于检修固定吊环1-4处，进行设备维护。上述实施例主要应用于海上风机门架基础中，特别适合于水深较浅的海域和单机容量较小的潮流能发电装置，采用的是空心贯流式潮流能发电装置，但并不以此为限。无论是何种型式的潮流能发电装置，只要该潮流能发电装置“固定于门架基础的钢管桩上，与原本安装在门架基础上的设备共用一个基础结构”，则均落在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种同时用于海洋风能和潮流能发电的门架基础结构，包括沉桩施工于海床上的海上风机门架基础(1)，其特征在于:所述海上风机门架基础(I)上通过连接机构安装有整体位于平均低潮位以下的潮流能发电装置(2 )。
2.根据权利要求1所述的同时用于海洋风能和潮流能发电的门架基础结构，其特征在于:所述海上风机门架基础(I)包括一组沉桩于海床上的钢管桩(1-1)，各钢管桩(1-1)内均通过灌浆连接一根内套管(1-3)，各内套管(1-3)底端均伸入与之对应的钢管桩(1-1)内，顶端相互连接。
3.根据权利要 求2所述的同时用于海洋风能和潮流能发电的门架基础结构，其特征在于:所述连接机构包括同轴套设于任意两根钢管桩(1-1)外的两个桩套管(4)，以及对称连接于潮流能发电装置(2)上的两块连接钢板(3)，各连接钢板(3)另一端分别与两个桩套管(4)固定连接。
4.根据权利要求3所述的同时用于海洋风能和潮流能发电的门架基础结构，其特征在于:套有桩套管(4)的钢管桩(1-1)外表面上焊接有用于防止桩套管(4)下滑的承重挡板(1-2)。
5.根据权利要求2或3或4所述的同时用于海洋风能和潮流能发电的门架基础结构，其特征在于:所述内套管(1-3)上焊接有检修固定吊环(1-4)。
6.根据权利要求3或4所述的同时用于海洋风能和潮流能发电的门架基础结构，其特征在于:所述桩套管(4)上焊接有方便将其吊起的吊耳(4-1)。
7.根据权利要求4所述的同时用于海洋风能和潮流能发电的门架基础结构，其特征在于:位于承重挡板(1-2)上方的钢管桩(1-1)表面包裹有橡胶层。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的同时用于海洋风能和潮流能发电的门架基础结构，其特征在于:所述潮流能发电装置(2)为空心贯流式结构，其轴线穿过海上风机门架基础(I)的中轴线。
专利摘要本实用新型涉及一种同时用于海洋风能和潮流能发电的门架基础结构，旨在通过充分利用已批准的海域面积，降低海洋资源开发利用的材料成本和施工成本，提高单位用海面积的收益。本实用新型的技术方案是同时用于海洋风能和潮流能发电的门架基础结构，包括沉桩施工于海床上的海上风机门架基础，其特征在于所述海上风机门架基础上通过连接机构安装有整体位于平均低潮位以下的潮流能发电装置。本实用新型适用于海上风能和潮流能发电行业，特别是水深较浅的海域和单机容量较小的潮流能发电装置。
文档编号E02D27/52GK203080496SQ20122071376
公开日2013年7月24日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者张春生, 赵生校, 孙杏建, 罗金平, 王滨 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院