[实用新型]无过渡段单桩式海上风机基础结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种海上风机基础结构，尤其是一种无过渡段单桩式海上风机基础结构。适用于海上风力发电行业。

背景技术

随着风力发电技术的日趋成熟，依靠风力发电来增加能源供应的方式越来越受到世界各国的青睐。当前，全球已经有70多个国家和地区都在不同程度地发展风电，并制定了一系列鼓励政策来促进风电产业的发展。全球风电产业正以每年25%左右的速度快速增长。

广阔的海洋因其拥有丰富、稳定的风能资源，早已引起了人们的关注。但是，由于海上施工作业难度大，复杂多变的海洋环境对机组质量、可靠性的要求更高，运行维护成本高，海上风力发电的发展一直比较缓慢。近年来，随着欧洲各国陆上风电开发趋于饱和及近海风力发电技术有了突破性进展，海上风电开发开始加速。目前欧洲已建成投产的近海风电场共三十余个，截止到2009年底，世界海上风电装机总量超过200万kW。

我国拥有漫长的海岸线，海域蕴藏有丰富的风能资源，初步资料表明，我国近海风电可开发量为7.5GW。目前，江苏、浙江、上海、广东、河北、福建等沿海省份都制定了各自海上风电发展规划，并开始有部分海上示范风电场开工建设。随着国家政策的大力支持，尤其是“海上风电特许权”项目的带动下，我国海上风电建设进程加快，未来10年内我国海上风电将迎来一个快速发展的时代。

单桩基础是适用于海上风电场中最广泛的一种风机基础型式，在目前欧洲已建风电场中，单桩基础所占比例达60%以上，其结构型式为：采用直径4~6m的钢管桩打入海床几十米深，并通过过渡段与上部风机塔筒连接。单桩基础优点是结构简单、施工快捷、性价比高。钢管桩打桩垂直度可达到1%以内，而上部风机因正常运行的需要，对基础水平度要求控制在1‰左右，故一般通过设置过渡段进行二次调平，过渡段与钢管桩之间通过高强灌浆材料连接。

近年发现，国外部分海上风机的单桩基础灌浆料与过渡段之间出现脱空与竖向移位，存在一定的安全隐患。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、施工快捷、性价比高的无过渡段单桩式海上风机基础结构，旨在取消过渡段，节省工程费用，连接牢固，消除灌浆料失效的风险。

本实用新型所采用的技术方案是：一种无过渡段单桩式海上风机基础结构，具有单桩式的钢管桩和与之相连接的风机底节塔筒，其特征在于：所述钢管桩的顶部设有基础顶部法兰，而在风机底节塔筒的底部设有底节塔筒法兰，上述两个法兰之间设置一调平机构，且两法兰通过螺栓和螺母相连接。

所述调平机构为双垫片调平结构，两个垫片Ⅰ的规格完全一致，为均匀变高度的环形垫片，上下叠置，两个垫片Ⅰ的高度变化范围为30~100mm；垫片Ⅰ的外径与基础顶部法兰外径相同，每个垫片Ⅰ上沿圆周均匀设置一圈螺栓孔，螺栓孔的数量及位置与基础顶部法兰和底节塔筒法兰的均相对应。

所述调平机构为三垫片调平结构，三个垫片Ⅱ的规格各异，每个垫片Ⅱ都是均匀变高度等直径的圆环垫片；垫片Ⅱ的外径与基础顶部法兰外径相同，每个垫片Ⅱ上沿圆周均匀设置一圈螺栓孔，螺栓孔的数量及位置与基础顶部法兰和底节塔筒法兰的均相对应；三种规格的垫片Ⅱ分别对应调平1‰、2‰和5‰的水平精度。

所述调平机构为锲形垫片砂浆调平结构，该结构由6块不同厚度的锲形垫片和水泥砂浆构成并在它们的外侧和内侧分别设置外侧止浆板和内侧止浆板。

所述基础顶部法兰设在钢管桩的顶端内侧，法兰的上表面与桩顶齐平。

所述基础顶部法兰设在钢管桩的顶部外侧，法兰上表面位于桩顶的下方。

所述基础顶部法兰设在钢管桩的顶部内侧，法兰上表面位于桩顶的下方。

钢管桩顶端内侧设牛腿，所述基础顶部法兰设在钢管桩的顶端外侧并与牛腿连为一体。

所述基础顶部法兰设在钢管桩的顶端内侧，并在该基础顶部法兰的上面设置相对称的临时工艺法兰。 

本实用新型的有益效果是：1）本实用新型取消传统的单桩顶部套接的过渡段钢筒，直接通过顶部法兰与风机底节塔筒连接，单台风机基础节省50~80吨钢材，经济效益明显；2）本实用新型取消传统的灌浆连接方式，连接牢固，无灌浆料失效的风险；3）本实用新型取消传统的海上焊接连接方式，避免焊接热量损伤局部防腐油漆涂层，提高海上风机基础的耐久性；4）本实用新型提供四种调平方法（分别为双垫片调平、三垫片调平、底节塔筒调平和锲形垫片砂浆调平），通过这些调平方法实现了对风机底节塔筒的精确调平，尤其以双垫片和三垫片调平方法最为简单快捷。

附图说明