一种半潜式海上风电机组梭形浮筒底座

本技术属于风力发电机组的组件，具体为一种半潜式海上风电机组梭形浮筒底座。

背景技术：

1、风电行业发展突飞猛进，随着风电技术不断成熟，风电机组向着低风速、大单机容量的趋势发展，加上陆上风电装机逐渐饱和，风电机组开始由陆上向深远海发展，海上风电机组的基础所占的风电整机成本比重也不断提高。

2、目前，海上风电机组基础大多参考海上漂浮式平台设计，这些漂浮式基础多用于石油钻井平台，且浮筒都是圆柱形，主要原因是圆柱形浮筒加工方便，而且成本不是主要因素。而对于海上风电机组，随着风电机组厂家之间的竞争，成本成为重要因素。在保证机组正常安全运行的情况下，减小风电机组结构对于极限工况下的安全裕度，可以降低风电机组的整体成本。对于多变恶劣的海上环境，仅仅减小安全裕度来并不能保证风电机组的安全可靠性。随着海上风电机组大型化的推进，如何平衡海上风电机组的基础成本与安全可靠性成为提高海上风电机组竞争力亟待解决的关键问题。

3、海浪是影响海上风电机组安全运行的重要因素之一。众所周知，鱼几乎都是梭形的，这是因为运动时梭形所受的流体阻力比圆柱形的小。基于此，提出了一种半潜式海上风电机组梭形浮筒底座。该底座与传统的半潜式圆筒平台相比，底座的体积相等，保证提供足够的浮力；三个浮筒为梭形柱，其短轴小于相同体积的圆柱浮筒的直径，且三个浮筒均能绕着各自的固定轴转动，在波浪作用下，梭形浮筒的长轴始终平行于海浪来流方向，短轴始终垂直于海浪来流方向，当波浪袭来时，梭形浮筒像鱼一样顺流而过，大大减小了海浪对海上风电机组基础的冲击作用，提高了海上风电机组的平稳性、可靠性和安全性。

技术实现思路

1、为了解决海上风电机组在海浪作用下的安全运行问题，提高海上风电机组在的安全可靠性，本实用新型提供了一种半潜式海上风电机组梭形浮筒底座，技术方案为：包括：中央基座、风电机组塔筒下半部分、第一梭形浮筒、第二梭形浮筒、第三梭形浮筒、第一刚性连接件、第二刚性连接件、第三刚性连接件、第一浮筒支撑杆、第二浮筒支撑杆和第三浮筒支撑杆；其中风电机组塔筒下半部分固定在中央基座的正上方；截面均为矩形的第一刚性连接件、第二刚性连接件和第三刚性连接件固定在中央基座的侧面；第一刚性连接件、第二刚性连接件和第三刚性连接件的上端面位于同一平面中，第一浮筒支撑杆固定在第一刚性连接件上端面的外部，第二浮筒支撑杆固定在第二刚性连接件上端面的外部，第三浮筒支撑杆固定在第三刚性连接件上端面的外部，

2、第一梭形浮筒、第二梭形浮筒和第三梭形浮筒的正中央均开有轴承安装孔；第一梭形浮筒通过轴承安装在第一浮筒支撑杆外，第二梭形浮筒通过轴承安装在第二浮筒支撑杆外，第三梭形浮筒通过轴承安装在第三浮筒支撑杆外；

3、第一梭形浮筒、第二梭形浮筒和第三梭形浮筒均设有对称的两个梭形部形成两端。

4、第一刚性连接件、第二刚性连接件、第三刚性连接件之间呈120°夹角。

5、第一浮筒支撑杆、第二浮筒支撑杆和第三浮筒支撑杆的轴承安装孔与风电机组塔筒下半部分间的距离相等。

6、第一梭形浮筒、第二梭形浮筒和第三梭形浮筒的体积均为6000m3。

7、梭形部的角度为40度。

8、本实用新型的有益效果在于：不同于传统的海上风电机组半潜式浮筒，该发明基于仿生原理，把浮筒设计成梭形，使得梭形浮筒能始终保持长轴方向与海浪方向一致，在与传统半潜式浮筒等体积的情况下所受的海浪冲击力更小，保证了平台浮力足够支持风电机组的同时减小了海浪对平台的冲击；在与传统浮筒等体积的条件下大大降低了波浪的冲击载荷，提高了风电机组的安全可靠性。

技术特征：

1.一种半潜式海上风电机组梭形浮筒底座，其特征在于，包括：中央基座(11)、风电机组塔筒下半部分(7)、第一梭形浮筒(8)、第二梭形浮筒(9)、第三梭形浮筒(10)、第一刚性连接件(4)、第二刚性连接件(5)、第三刚性连接件(6)、第一浮筒支撑杆(1)、第二浮筒支撑杆(2)和第三浮筒支撑杆(3)；其中风电机组塔筒下半部分(7)固定在中央基座(11)的正上方；截面均为矩形的第一刚性连接件(4)、第二刚性连接件(5)和第三刚性连接件(6)固定在中央基座(11)的侧面；第一刚性连接件(4)、第二刚性连接件(5)和第三刚性连接件(6)的上端面位于同一平面中，第一浮筒支撑杆(1)固定在第一刚性连接件(4)上端面的外部，第二浮筒支撑杆(2)固定在第二刚性连接件(5)上端面的外部，第三浮筒支撑杆(3)固定在第三刚性连接件(6)上端面的外部，

2.根据权利要求1所述的一种半潜式海上风电机组梭形浮筒底座，其特征在于，第一刚性连接件(4)、第二刚性连接件(5)、第三刚性连接件(6)之间呈120°夹角。

3.根据权利要求1所述的一种半潜式海上风电机组梭形浮筒底座，其特征在于，第一浮筒支撑杆(1)、第二浮筒支撑杆(2)和第三浮筒支撑杆(3)的轴承安装孔与风电机组塔筒下半部分(7)间的距离相等。

4.根据权利要求1～3之一所述的一种半潜式海上风电机组梭形浮筒底座，其特征在于，第一梭形浮筒(8)、第二梭形浮筒(9)和第三梭形浮筒(10)的体积均为6000m3。

5.根据权利要求1～3之一所述的一种半潜式海上风电机组梭形浮筒底座，其特征在于，梭形部的角度为40度。

技术总结本技术公开了一种半潜式海上风电机组梭形浮筒底座；其中风电机组塔筒下半部分固定在中央基座的正上方；截面均为矩形的第一刚性连接件、第二刚性连接件和第三刚性连接件固定在中央基座的侧面；第一浮筒支撑杆固定在第一刚性连接件上端面的外部，第二浮筒支撑杆固定在第二刚性连接件上端面的外部，第三浮筒支撑杆固定在第三刚性连接件上端面的外部，第一梭形浮筒、第二梭形浮筒和第三梭形浮筒的正中央均开有轴承安装孔；第一梭形浮筒、第二梭形浮筒和第三梭形浮筒分别通过轴承安装在第一浮筒支撑杆、第二浮筒支撑杆和第三浮筒支撑杆外。本技术的梭形浮筒能始终保持长轴方向与海浪方向一致，在等体积的情况下所受的海浪冲击力更小。技术研发人员：王永,王晓东,郑文发,谢伟华,王有超,陶伟,胡皓受保护的技术使用者：华北电力大学技术研发日：20231130技术公布日：2024/5/29