一种海上浮管柔性连接装置

本发明涉及海上光伏，具体涉及一种海上漂浮式光伏浮管型结构的柔性连接装置。

背景技术：

1、本世纪以来，全球能源结构加快调整，新能源技术水平和经济性大幅提升，近五年来可再生能源提供了全球新增发电量的约60％。

2、过去的十几年中，漂浮式光伏电站的发展迅速，全球漂浮式光伏电站的总数几乎呈指数上升的趋势。漂浮式光伏发电有着节约土地资源、离用电中心近、可与其它水上平台协作的优点。

3、海洋环境复杂，海上漂浮式光伏基础需要承受短期的极端灾害荷载(包括在极端风、浪、流灾害环境下产生的极端环境荷载)及长期的疲劳荷载(包括循环的波浪荷载和水流荷载)，漂浮式光伏基础以及基础的连接装置和系泊结构都需要尽力避免在以上荷载的作用下产生结构破坏。现有海上漂浮式光伏采用浮管型的基础结构，该结构能提供一定浮力，并能承受海洋环境荷载。多个大型的海上漂浮式浮管基础单元之间需要稳定的连接形式。现有技术中漂浮式光伏浮管型基础容易出现相互碰撞，无法确保浮管之间连接的稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种海上浮管柔性连接装置，可以更好的承受环境荷载作用，且构造简单、安装方便、经济性较好。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种海上浮管柔性连接装置，用于若干个浮管单元之间的拓展连接，每个浮管单元由若干个圆柱形浮管组成，相邻浮管单元通过在圆柱形浮管的端部设置所述柔性连接装置实现连接，布置有柔性连接装置的圆柱形浮管的端部称为浮管单元的连接端；

4、所述柔性连接装置包括a型柔性连接装置和b型柔性连接装置两种型式；

5、相互连接的连接端a和连接端b分别通过a型柔性连接装置和b型柔性连接装置相互连接；

6、所述a型柔性连接装置包括凹凸型橡胶防撞块a和凹凸型橡胶防撞块b；b型柔性连接装置包括凹凸型橡胶防撞块a和凹凸型橡胶防撞块c；

7、相互连接的连接端a和连接端b中，连接端a中部竖向固定有所述凹凸型橡胶防撞块b，凹凸型橡胶防撞块b的上下分别横向相对称的设有凹凸型橡胶防撞块a；

8、连接端b中部竖向固定有所述凹凸型橡胶防撞c，凹凸型橡胶防撞块c的上下分别横向相对称的设有凹凸型橡胶防撞块a；

9、连接端a和连接端b上的凹凸型橡胶防撞块a的凸起部分和凹陷部分相互契合；连接端a上的凹凸型橡胶防撞块b和连接端b上的凹凸型橡胶防撞块c的凸起部分和凹陷部分彼此相互契合；

10、所述连接端a和连接端b的边缘侧周向均匀设有连接板，连接端a和连接端b之间两两相对的连接板之间通过钢链相连，每个连接板的两侧均设有加强肋板。

11、进一步的，设定凸起部分为凸块，两个凸块间的凹陷部分为凹坑，所述凹凸型橡胶防撞块b和凹凸型橡胶防撞块c均呈凸块和凹坑依次交替状布置，其中凹凸型橡胶防撞块b中设有n个凸块，n-1个凹坑，凹凸型橡胶防撞块c上设有n-1个凸块，n-2个凹坑，n为大于等于4的正整数。

12、进一步的，连接端a和连接端b的圆心位于同一高度且平行；两个连接端之间留有空间用于布置柔性连接装置。

13、进一步的，所有凹凸型橡胶防撞块的底部设置均设有固定板，固定板紧贴浮管单元的连接端，通过螺栓贯穿固定板和连接端，对凹凸型橡胶防撞块进行固定。

14、进一步的，钢链的长度大于凹凸型橡胶防撞块凸起部分高度和凹进部分高度的和；且钢链长度大于凹凸型橡胶防撞块凸起部分高度的两倍，防止钢链完全绷直时，凹凸型橡胶防撞块无法发挥限制位移的作用。

15、与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

16、1、本发明柔性连接装置能保证大型漂浮式光伏浮管单元之间的连接强度，增强连接节点承受极端环境荷载和疲劳荷载的能力，降低连接节点和浮管单元结构遭受严重破坏的风险。

17、2、本发明中各个凹凸型橡胶防撞块可以承受相邻浮管单元之间的压力、剪力和扭力。凹凸型橡胶防撞块由柔性的橡胶材料制成，其自身承压能力强，且在承受压力时发生较大形变，可以提高缓冲能力从而提高承压能力。其凹凸交错的形状可以有效限制浮管单元之间的相对位移。在浮管单元发生水平相对位移时，竖直布置的凹凸型橡胶防撞块产生变形提供和位移相反的压力，横向水平布置的凹凸型橡胶防撞块则提供与位移方向相反的摩擦力，共同限制浮管单元的位移。

18、3、本发明使用钢链对浮管单元进行连接，钢链可以承受相邻浮浮管单元之间的拉力、剪力和扭力。六根钢链的连接系统在保证连接端具有一定自由度的前提下，在相邻浮管单元发生较大位移时，由六根钢链共同承担拉力、剪力和扭力。同时在钢链的固定端进行加强，避免钢链对浮管单元产生破坏。

19、4、本发明使用的连接装置允许相邻浮管单元发生小范围的相对运动，相当于万向铰接，允许浮管单元跟随波浪环境发生适应性变形。

20、5、本发明使用的由橡胶防撞块和连接钢链组成的连接装置，其自重轻，强度高，构造简单可靠，连接方便。

技术特征：

1.一种海上浮管柔性连接装置，用于若干个浮管单元之间的拓展连接，每个浮管单元由若干个圆柱形浮管组成，其特征在于，相邻浮管单元通过在圆柱形浮管的端部设置所述柔性连接装置实现连接，布置有柔性连接装置的圆柱形浮管的端部称为浮管单元的连接端；

2.根据权利要求1所述一种海上浮管柔性连接装置，其特征在于，设定凸起部分为凸块，两个凸块间的凹陷部分为凹坑，所述凹凸型橡胶防撞块b和凹凸型橡胶防撞块c均呈凸块和凹坑依次交替状布置，其中凹凸型橡胶防撞块b中设有n个凸块，n-1个凹坑，凹凸型橡胶防撞块c上设有n-1个凸块，n-2个凹坑，n为大于等于4的正整数。

3.根据权利要求1所述一种海上浮管柔性连接装置，其特征在于，连接端a和连接端b的圆心位于同一高度且平行；两个连接端之间留有空间用于布置柔性连接装置。

4.据权利要求1所述一种海上浮管柔性连接装置，其特征在于，所有凹凸型橡胶防撞块的底部设置均设有固定板，固定板紧贴浮管单元的连接端，通过螺栓贯穿固定板和连接端，对凹凸型橡胶防撞块进行固定。

5.据权利要求1所述一种海上浮管柔性连接装置，其特征在于，钢链的长度大于凹凸型橡胶防撞块凸起部分高度和凹进部分高度的和；且钢链长度大于凹凸型橡胶防撞块凸起部分高度的两倍，防止钢链完全绷直时，凹凸型橡胶防撞块无法发挥限制位移的作用。

技术总结本发明公开一种海上浮管柔性连接装置，用于若干个浮管单元之间的拓展连接，每个浮管单元由若干个圆柱形浮管组成，相邻浮管单元通过在圆柱形浮管的端部设置所述柔性连接装置实现连接，布置有柔性连接装置的圆柱形浮管的端部称为浮管单元的连接端；柔性连接装置包括A型柔性连接装置和B型柔性连接装置两种型式；相互连接的连接端A和连接端B分别通过A型柔性连接装置和B型柔性连接装置相互连接；A型柔性连接装置和B型柔性连接装置分别设置有相互契合的凹凸型橡胶防撞块；连接端A和连接端B的边缘侧周向均匀设有连接板，连接端A和连接端B之间两两相对的连接板之间通过钢链相连，每个连接板的两侧均设有加强肋板。技术研发人员：王海军,彭玥欢,练继建,邵淋超受保护的技术使用者：天津大学技术研发日：技术公布日：2024/4/17