锚固结构、漂浮式风机组件及漂浮式风机阵列的制作方法

本发明涉及海上风电，具体而言，涉及一种锚固结构、漂浮式风机组件及漂浮式风机阵列。

背景技术：

1、在相关技术中，漂浮式风机结构通过系泊缆与固定在海底土层中的锚固基础连接，系泊缆靠近锚固基础的一端由于重力原因会形成趟底段，趟底段的存在使得漂浮式风机结构在遭遇恶劣海况或者船舶撞击等情况时能够在一定范围内进行运动，避免系泊缆直接断裂。

2、但是，为了保证漂浮式风机结构具有一定的运动范围，需要将趟底段的长度设置得较长，进而使得系泊缆的整体长度较长，这使得整个漂浮式风机阵列的用海面积较大，在有限的用海面积下，能够布置的漂浮式风机组件的数量有限，影响发电效率。

3、针对上述的情况，现有技术中提出了在系泊缆上设置漂浮结构，在漂浮结构的作用力下，使得系泊缆被抬升进而使得系泊缆趟底段的长度减小。但是，这种漂浮结构抬升能力有限，对系泊缆的整体长度的减小作用有限，并且漂浮结构容易与经过系泊缆所在海域的船只等发生干涉，存在一定的安全隐患。

4、因此，目前系泊缆的整体长度较长使得有限的用海面积下能够布置的漂浮式风机组件的数量有限的问题还无法得到很好的解决。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种锚固结构、漂浮式风机组件及漂浮式风机阵列，以解决相关技术中的系泊缆的整体长度较长使得有限的用海面积下能够布置的漂浮式风机组件的数量有限的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种锚固结构，包括：锚定杆；转动件，可转动地设置在锚定杆上；弹性保持件，设置在锚定杆和转动件之间；系泊缆，包括绕设段和伸出段，绕设段绕设在转动件的外周，绕设段的第一端与转动件固定连接，伸出段的第一端与所绕设段的第二端连接，伸出段的第二端与漂浮式风机连接，转动件转动时，伸出段伸长或者缩短。

3、进一步地，转动件为套设在锚定杆外的套筒。

4、进一步地，弹性保持件为弹簧，弹簧套设在锚定杆外，弹簧的第一端与锚定杆的外壁连接，弹簧的第二端与套筒的内壁连接。

5、根据本发明的另一方面，提供了一种漂浮式风机组件，包括漂浮式风机以及与漂浮式风机连接的锚固结构，其中，锚固结构为上述的锚固结构，当漂浮式风机受到外力作用时，漂浮式风机拉拽系泊缆使得转动件正向转动且伸出段伸长，漂浮式风机受到的外力消失时，弹性保持件向转动件施加复位力使得转动件反向转动且伸出段缩短。

6、进一步地，漂浮式风机包括漂浮基础和设置在漂浮基础上的风机结构，漂浮基础包括多个漂浮柱以及连接多个漂浮柱的连接杆结构，漂浮式风机组件包括与多个漂浮柱一一对应的多个锚固结构，每个锚固结构的伸出段与对应的漂浮柱连接。

7、进一步地，漂浮基础包括三个漂浮柱，漂浮式风机组件包括三个锚固结构，三个漂浮柱限定出第一等边三角形，每个锚固结构与漂浮式风机的中心之间的连线与相邻的锚固结构与漂浮式风机的中心之间的连线的夹角为120°，多个锚固结构与漂浮式风机的中心之间的连线的长度相同。

8、根据本发明的另一方面，提供了一种漂浮式风机阵列，包括多个漂浮式风机组件，其中，漂浮式风机组件为上述的漂浮式风机组件。

9、进一步地，漂浮式风机阵列包括至少一个第一阵列单元，第一阵列单元包括三个漂浮式风机组件，三个漂浮式风机组件包括第一漂浮式风机组件、第二漂浮式风机组件和第三漂浮式风机组件，第一漂浮式风机组件位于第二漂浮式风机组件和第三漂浮式风机组件之间，第一漂浮式风机组件、第二漂浮式风机组件和第三漂浮式风机组件共用一个锚固结构，第一漂浮式风机组件、第二漂浮式风机组件和第三漂浮式风机组件共用的锚固结构形成第一共用锚固结构，第一漂浮式风机组件和第二漂浮式风机组件共用一个锚固结构，第一漂浮式风机组件和第二漂浮式风机组件共用的锚固结构形成第二共用锚固结构，第一漂浮式风机组件和第三漂浮式风机组件共用一个锚固结构，第一漂浮式风机组件和第三漂浮式风机组件共用的锚固结构形成第三共用锚固结构，第二漂浮式风机组件和第三漂浮式风机组件中剩下的两个锚固结构形成两个第一单用锚固结构，第一漂浮式风机组件的漂浮式风机、第二漂浮式风机组件的漂浮式风机、第一共用锚固结构和第二共用锚固结构限定出第一平行四边形结构，第一漂浮式风机组件的漂浮式风机、第三漂浮式风机组件的漂浮式风机、第一共用锚固结构和第三共用锚固结构限定出第二平行四边形结构。

10、进一步地，漂浮式风机阵列包括多个第一阵列单元，其中，以第一漂浮式风机组件的漂浮式风机和第一共用锚固结构的连线的延伸方向为第一方向，以平行于或者重合于第二平行四边形结构所在面并垂直于第一方向的方向为第二方向，在第一方向上，相邻设置的两个第一阵列单元对称设置且共用对称线上的所有锚固结构；在第二方向上，多个第一阵列单元依次排布且相邻设置的两个第一阵列单元共用一个锚固结构。

11、进一步地，漂浮式风机阵列包括至少一个第二阵列单元，第二阵列单元包括两个漂浮式风机组件，两个漂浮式风机组件包括第四漂浮式风机组件和第五漂浮式风机组件，第四漂浮式风机组件和第五漂浮式风机组件共用两个锚固结构，第四漂浮式风机组件和第五漂浮式风机组件共用两个锚固结构形成两个第四共用锚固结构，第四漂浮式风机组件和第五漂浮式风机组件中剩下的两个锚固结构形成两个第二单用锚固结构，第四漂浮式风机组件的漂浮式风机、第五漂浮式风机组件的漂浮式风机和其中一个第四共用锚固结构限定出第二等边三角形，第四漂浮式风机组件的漂浮式风机、第五漂浮式风机组件的漂浮式风机和另一个第四共用锚固结构限定出第三等边三角形。

12、进一步地，漂浮式风机阵列包括多个第二阵列单元，其中，以第四漂浮式风机组件的漂浮式风机与一个第四共用锚固结构的连线的延伸方向为第三方向，以平行于或者重合于第二等边三角形所在面并垂直于第三方向的方向为第四方向，在第三方向上，多个第二阵列单元错位排列形成锯齿线结构，每个第二阵列单元与相邻的一个第二阵列单元共用两个锚固结构，与相邻的另一个第二阵列单元共用一个锚固结构；在第四方向上，多个第二阵列单元依次排布且相邻设置的两个第二阵列单元共用两个锚固结构。

13、进一步地，对于具有多个系泊缆的锚固结构，多个系泊缆的绕设段的第一端在转动件的周向方向上均匀布置，多个系泊缆的绕设段的绕设方向相同且多个系泊缆的绕设段不交叉。

14、应用本发明的技术方案，锚定杆固定在海底的土层内，其能够起到承载拉力、上拔力的作用，转动件可转动地设置在锚定杆上。弹性保持件设置在锚定杆和转动件之间，弹性保持件向转动件施加作用力，限制转动件相对于锚定杆转动并使其保持在一个初始位置；系泊缆的一部分绕设在转动件上形成绕设段，系泊缆剩下的部分连接在绕设段和漂浮式风机之间形成伸出段。当漂浮式风机未受到例如海上风浪的冲击载荷等外部作用力时，转动件保持在初始位置；当漂浮式风机受到外部作用力时，漂浮式风机会发生移动拉拽系泊缆，系泊缆的拉拽力克服弹性保持件的作用力，使得转动件正向转动并释放系泊缆进而使得绕设段的长度变短、伸出段的长度变长，弹性保持件的作用力变大且伸出段提供更多的重力进行缓冲并限制漂浮式风机进一步移动；当该外部作用力消失时，在较长的伸出段的重力作用以及弹性保持件的作用力的作用下，转动件反向转动并令释放的系泊缆再次卷绕在转动件上，使得绕设段的长度变长、伸出段的长度变短，将漂浮式风机拉回原位。本技术中将原本位于海底的较长的趟底段绕设在转动件上，一方面使得漂浮式风机受到外部作用力发生横荡、纵荡、垂荡运动时，伸出段能够伸长以配合漂浮式风机的移动，并在外部作用力消失后将漂浮式风机拉回原位，另一方面极大地减少了系泊缆在海底的投影的整体长度，进而使得在一定的用海面积内，使用本技术的锚固结构能够设置更多的漂浮式风机，进而提高用海效率以及发电效率。因此，本技术的技术方案能够有效地解决相关技术中的系泊缆的整体长度较长使得有限的用海面积下能够布置的漂浮式风机组件的数量有限的问题。