浮式风电基础和海上风力发电设备的制作方法

本发明涉及海上风电，尤其是涉及一种浮式风电基础。

背景技术：

1、近些年来，风电技术得到了快速发展，全球风电装机容量持续增长。在中国，风电行业也得到了迅速发展，2023年全国电力工业统计数据显示，中国风电装机容量约4.4亿千瓦，同比增长20.7％。从数据中可以看出，风电已然成为中国增长迅猛的能源之一。

2、截至2023年11月底，我国沿海地区已有17个大型海上风电产业集群落地。但2023年前三季度，全国风电新增装机容量3348万千瓦，其中陆风3205万千瓦，海风仅143万千瓦。前三季度海风新增装机相比2022年前三季度的124万千瓦，仅微增15％。可以发现，海上风电的规模相比陆地风电，还有巨大的提升空间。

3、随着陆上风电的缺点越发明显，例如，地理位置的限制、土地资源的局限、陆地环境的破坏，海上风电项目的推进越发紧迫。

4、与陆上风电相比，海上风电的投资成本约为陆上风电的2倍，其中海上风电基础的成本是重要组成之一。相关技术中的海上风电基础，为实现预期的结构强度，采用了大量的杆件进行支撑，且结构形式复杂。这类结构复杂的风电基础，其用钢量较多，成本较高。另外，由于结构形式复杂，杆件之间的连接点较多，这些连接点更容易受到海水侵蚀，若没有采取有效的防腐措施，难以保证结构的强度和安全性，需要维护人员频繁监测，防腐和监测又进一步增大了维护成本。

5、因此，有必要开发一种新型浮式风电基础和海上风力发电设备，以改善相关技术中存在的上述部分问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种浮式风电基础，具有相对精简的结构，能够降低用钢量，减少部件之间的连接点数量，进而实现更低的海电成本。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明提供的浮式风电基础，包括：立柱和连接件；

4、所述连接件用于连接相邻的所述立柱，以形成所述浮式基础的主体；

5、其中，所述立柱包括第一立柱、第二立柱和第三立柱；

6、所述立柱在其长度方向上包括间隔设置的第一连接位置和第二连接位置；

7、所述连接件包括第一连接件和第二连接件；

8、所述第一连接件用于连接相邻所述立柱的所述第一连接位置，所述第二连接件用于连接相邻所述立柱的所述第二连接位置；

9、所述第一连接件包括第一柱间连接杆和第二柱间连接杆，所述第一柱间连接杆的两端分别连接所述第一立柱和所述第二立柱，所述第二柱间连接杆的两端分别连接所述第一立柱和所述第三立柱；

10、所述第二连接件包括第三柱间连接杆，所述第三柱间连接杆的两端分别连接所述第二立柱和所述第三立柱；

11、所述第一连接件还包括第一撑杆，所述第一撑杆的两端分别连接所述第一柱间连接杆和所述第二柱间连接杆；

12、所述第一撑杆与所述第三柱间连接杆平行。

13、与相关技术相比，本发明提供的浮式风电基础，通过所述连接件将若干所述立柱连接在一起以形成浮式风电基础的主体，所述第一连接件和所述第二连接件分别在所述立柱上的所述第一连接位置和所述第二连接位置对相邻所述立柱进行连接，其中，所述第一柱间连接杆将所述第一立柱和所述第二立柱连接，所述第二柱间连接杆将所述第一立柱和所述第三立柱连接，所述第三柱间连接杆将所述第二立柱和所述第三立柱连接，该种结构连接方式使得所述第一立柱、所述第二立柱和所述第三立柱之间的连接部件比相关技术更为精简，降低了用钢量，减少了连接点的数量，有利于降低风电成本。

14、可选的，所述第二连接件还包括第二撑杆，所述第二撑杆的两端分别连接所述第一立柱和所述第三柱间连接杆。

15、可选的，所述第二撑杆垂直于所述第三柱间连接杆。

16、可选的，所述第一撑杆的两端分别连接至所述第一柱间连接杆和所述第二柱间连接杆长度方向上的中间区域。

17、可选的，所述第一柱间连接杆和所述第二柱间连接杆的横截面形状为矩形。

18、可选的，所述第一撑杆、所述第二撑杆和所述第三柱间连接杆的横截面形状为圆形。

19、可选的，所述立柱的横截面形状为圆形，所述第一连接位置和所述第二连接位置位于所述立柱的侧面。

20、可选的，所述第一连接位置和所述第二连接位置分别位于所述立柱的两端区域。

21、可选的，所述第一连接件位于所述立柱上靠近海床的一端；所述浮式风电基础还包括阻尼板，所述阻尼板设置于所述第一柱间连接杆和所述第二柱间连接杆。所述阻尼板具有增加运动附加质量和横荡阻尼的作用，可以有效减小垂荡、纵摇、横摇，改善了平台在较为恶劣海况下的漂浮稳定性，能够适应环境更为恶劣的外海海域，使其适用范围更广。

22、本发明提供了一种海上风力发电设备，其特征在于，包括：

23、风电装置、锚固装置和上述浮式风电基础；

24、所述风电装置设置于所述浮式风电基础上，用于将海上风能转化为电能；

25、所述锚固装置，分别连接所述浮式风电基础和海床，用于锚定所述浮式风电基础。

26、与相关技术相比，本发明提供的海上风力发电设备，通过将所述风电装置设置于所述浮式风电基础上，由于所述浮式风电基础结构精简，能够降低用钢量，减少连接点的数量。此外，通过合理布置第一撑杆、第二撑杆和第三柱间连接杆，实现载荷的有效传递，使所述浮式风电基础能够在简化结构的情况下，依然保持满足海上浮式装置屈服分析和屈曲分析所要求的结构强度。

技术特征：

1.一种浮式风电基础，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的浮式风电基础，其特征在于，所述第二连接件(202)还包括第二撑杆(2022)，所述第二撑杆(2022)的两端分别连接所述第一立柱(101)和所述第三柱间连接杆(2021)。

3.根据权利要求2所述的浮式风电基础，其特征在于，所述第二撑杆(2022)垂直于所述第三柱间连接杆(2021)。

4.根据权利要求1所述的浮式风电基础，其特征在于，所述第一撑杆(2013)的两端分别连接至所述第一柱间连接杆(2011)和所述第二柱间连接杆(2012)长度方向上的中间区域。

5.根据权利要求1所述的浮式风电基础，其特征在于，所述第一柱间连接杆(2011)和所述第二柱间连接杆(2012)的横截面形状为矩形。

6.根据权利要求2所述的浮式风电基础，其特征在于，所述第一撑杆(2013)、所述第二撑杆(2022)和所述第三柱间连接杆(2021)的横截面形状为圆形。

7.根据权利要求1所述的浮式风电基础，其特征在于，所述立柱的横截面形状为圆形，所述第一连接位置和所述第二连接位置位于所述立柱的侧面。

8.根据权利要求1所述的浮式风电基础，其特征在于，所述第一连接位置和所述第二连接位置分别位于所述立柱的两端区域。

9.根据权利要求8所述的浮式风电基础，其特征在于，所述第一连接件(201)位于所述立柱上靠近海床的一端；所述浮式风电基础还包括阻尼板(3)，所述阻尼板(3)设置于所述第一柱间连接杆(2011)和所述第二柱间连接杆(2012)。

10.一种海上风力发电设备，其特征在于，包括：

技术总结本发明涉及一种浮式风电基础和海上风力发电设备，通过连接件将若干立柱连接在一起以形成浮式风电基础的主体，第一连接件和第二连接件分别在所述立柱上的第一连接位置和第二连接位置进行相邻所述立柱之间的连接，其中，所述第一柱间连接杆将所述第一立柱和所述第二立柱连接，所述第二柱间连接杆将所述第一立柱和所述第三立柱连接，所述第三柱间连接杆将所述第二立柱和所述第三立柱连接，该种结构连接方式使得所述第一立柱、所述第二立柱和所述第三立柱之间的连接部件比相关技术更为精简，降低了用钢量，减少了连接点的数量。此外，通过合理布置，实现载荷的有效传递，能保持满足海上浮式装置屈服分析和屈曲分析所要求的结构强度。技术研发人员：王益厚,李志雨,王璞,程紫媛,张禹受保护的技术使用者：中国海洋工程装备技术发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2