一种超稳定风电漂浮平台的制作方法

本发明涉及利用风电漂浮平台，特别涉及一种超稳定、具有抗台风能力、低成本的超稳定风电漂浮平台。

背景技术：

1、目前海上风电漂浮平台全部都是“旱鸭子”下水，即自身不会水性，倾斜角度不大，就容易倾倒，不能靠自身能力恢复站立在海面上。由于是“旱鸭子李逵”下水做功，所以，要给“李逵”量身订做“救生圈”，要用充足的缆绳绑住“李逵”保持垂直，才能做功。

2、导致平台像李逵下水的原因，是平台重心太高，不懂得利用不倒翁原理来设计平台。目前全球所有风电漂浮平台都没有不倒翁的“支点”，所以，平台就靠庞大的水舱来调节平衡，和大量的缆绳绑住在海床上，以防倾侧、倾倒。

3、为防止倾侧、倾倒，平台的跨度很大，像人站在公交车上必须叉开两脚才能站稳那样。——目前全球的风电漂浮平台设计思路，基本源于陆地这种靠大跨度站稳的认识和观念，其实，这恰恰就是问题的根源。

4、例如引领号风电平台，由于跨度大，就需要较多的钢材，才能满足要求；由于自身不稳定，需要用较多的水来压舱平衡，这就极大增大了平台控制的复杂性；再说，泵水的速度赶不上风力和波浪变化的速度，要真正控制平台比较稳定，存在技术难度。为解决问题，又增加了很多控制设备；控制设备多，除了增加制造成本外，也容易损坏，增加日后的维护成本。以上就是现在风电漂浮平台造价高的原因。

5、未来的风电漂浮平台，应该是“浪里白条张顺”，重心低于水面很多，“懂”水性，能抗12级以上台风，自身有极强的稳定性，不需要缆绳从海底强力缚住，以防其倾倒，只需要像船抛锚那样的防止其飘走就可以了；同时具有很高的稳定性，纵摇少于10度，甚至少于5度，且摇摆周期大于波浪周期和骤然阵风的周期，这样才能满足风电设备对平台稳定的要求；同时还要成本低，使其与桩式风电有竞争力，才有商业价值。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种兼具高稳定性、具有强抗风浪能力，成本非常低的风电漂浮平台。本发明建造一个重心低于水面很多的漂浮平台，形成一个类似不倒翁的装置，平台倾斜60度靠自身就能够恢复正常垂直状态，不会倾倒，免得发电设备泡在海水中。

2、平台的上浮管和角浮体形成平台不倒翁的支点，平台水位线下面重量大于平台上面很多，整体就是一个不倒翁装置，平台就能站稳在海面上。

3、平台的下浮管灌满砼增加底部的重量；平台中间安装风电的塔筒，使得风向不管来自何方，都能够获得均衡的浮力和阻尼力；底部安装横向阻尼板，上部中间安装垂直阻尼板，几个角上部安装浮体。

4、本发明的工作原理：

5、浮体在水面的长度大于二个波长时，就具有较好的稳定性，不容易随波浪起伏，这就是万吨巨轮在滔天巨浪的海洋仍然具有比较好的稳定性的原因。

6、当重心低于支点时，物体在支点处会形成一个不倒翁状态；甲板上部设备始终在支点上，整体不会倾倒或翻转。

7、平台的支点在水面位置，只要水面下的力矩大于上面的力矩，物体在海上就不会倾倒；下面力矩/上部力矩＝k越大，就越不容易倾侧，其恢复垂直状态的能力就会越强。

8、上浮管紧贴水面，水位线上有较大垂直向下面积的剩余浮力，能比较有效地阻止其骤然下沉，即阻止平台倾侧，增加平台的稳定性。

9、物体在流体中运动，迎水(风)面积越大，其阻力越大，速度越慢。正是这一特性，飞机的副翼采用可调的方式，在降落时被撑起，使飞机阻力增加很大，飞机就容易着陆；水中的很多设备，也利用这一特性，作为设备的阻力板，极大减低水中物体的运动速度，从而使得设备在台风等外力的作用下，比较平稳。

10、本平台在底部用砼增加底部的重量，使得平台以水位线作为支点，形成一个不倒翁装置；在几个角的浮柱下面安装水平阻尼板，使平台几个角的上下运动很慢，这样就增加了平台的稳定性；在中间位置安装几块垂直阻尼板，会增加平台纵摇的阻力，这样，也会使平台纵摇幅度减少；上边浮管长度大于一个波长很多，且剩余浮力不多，就算部分被淹没也不会产生太大的浮力，整体不容易随波浪起伏，自身就具有很好的稳定性。采取了上述措施，设备整体的纵摇、垂荡幅度就会非常小，且自身具有抗倾倒能力，不需要过多的缆绳缚住。

11、这样，就能很好地满足风电对平台的要求：正常波浪时，纵摇小于5度；台风时，就算倾斜60度，靠自身也能恢复站立状态；制造、运输、固定、运行、维护的综合成本就会较低。

12、本发明具有的有益效果：

13、1、采用不倒翁原理设计，使得平台在海上永远不会倾倒。

14、2、由于采用了横阻尼板，极大延缓了平台的垂荡速度、减少幅度；采用了立阻尼板，大大减轻了平台纵摇的幅度；两种阻尼板，使得平台非常稳定。

15、3、由于采用了角浮体装置，增大了平台不倒翁的支点浮力，使得平台抗台风的能力大大增加，就算平台不用拉扯在海床，也永远不会倾倒。

16、4、上浮管由于紧贴水面，有较大垂直投影面积的剩余浮力，极大延缓了下沉的时间，即提高了平台的稳定性。

17、5、由于平台自身具有良好的抗倾倒能力，可以省去用于压载的水舱，极大减少了平台的空间，节省了大量钢材。同时，也省去大量的固定锚链装置；固定简单，固定成本极大降低。

技术特征：

1.一种超稳定风电漂浮平台，包括：上边浮管(1)、中浮管(2)、角浮体(3)、角浮柱(4)、横阻尼版(5)、立阻尼版(6)、边浮柱(7)、下边浮管(8)、中浮柱(9)，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种超稳定风电漂浮平台，其特征在于：上边浮管(1)与角浮体(3)成为平台整体的不倒翁支点，平台水位线(10)的下面部分重于上面部分。

3.根据权利要求1所述的一种超稳定风电漂浮平台，其特征在于：角浮柱(4)分布在平台的几个角，有3～10根，本专利图只画了3根。

4.根据权利要求1所述的一种超稳定风电漂浮平台，其特征在于：下边浮管(8)、下中浮管(2)灌满砼，作为配重用。

5.根据权利要求1所述的一种超稳定风电漂浮平台，其特征在于：立阻尼板(6)围绕中浮柱(9)布置，分别与中浮柱(9)、边浮柱(7)、中浮管(2)焊接。

技术总结本发明专利涉及一种超稳定风电漂浮平台。本发明旨在提供一种兼具高稳定性、具有强抗风浪能力，成本非常低的风电漂浮平台。其技术方案是：上边浮管1、中浮管2、角浮体3、角浮柱4、横阻尼版5、立阻尼版6、边浮柱7、下边浮管8、中浮柱9。平台整体是一个不倒翁装置，上边浮管和角浮体成为平台的不倒翁支点；下边浮管灌满砼作为配重用；安装横阻尼板和立阻尼版，极大延缓纵摇和角垂荡的时间，平台整体非常稳定，就算倾斜60度也能靠自身恢复站立状态，不会倾倒。由于设计合理简洁，本发明成本较低，具有很好的商业前景。技术研发人员：陈文彬受保护的技术使用者：陈文彬技术研发日：技术公布日：2024/7/23