[实用新型]一种海上风电单桩基础结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种海上风电单桩的基础结构，属于海上风力发电技术领域。

背景技术

在石油资源日益紧缺的情况下，各国均将眼光投向了风力资源巨大的海域，海上风力发电厂是利用海上风力资源发电的新型发电厂，欧洲多个国家已建立了多个海上风力发电厂，而且规模巨大，目前，中国也逐渐开始建立自己的海上风力发电厂。

单桩基础是海上风力发电厂常见的一种基础形式，单桩基础直径一般为4～8米，由单桩和过渡段组成，单桩伸入到海床一定深度（一般为30～60米，具体深度由海床地质条件及基础载荷确定）后与过渡段连接，然后通过过渡段将塔筒与单桩连接。

现有技术中，通常采用法兰将过渡段上端与塔筒连接，过渡段下部与单桩通过高强水泥灌浆连接，采用水泥灌浆连接的过渡段最初应用于海洋石油平台，该过渡段主要承受轴向载荷的作用，从上个世纪90年代起开始应用于海上风电单桩基础的连接，该过渡段主要承受水平随机疲劳载荷。

中国专利文献CN103174159A公开了一种海上风力发电机组单桩基础装置，包括管桩、过渡段、周向剪力键和灌浆层；所述过渡段套设在所述管桩的上部，所述管桩的下部能够插设于海床中；所述灌浆层充填在所述管桩和所述过渡段之间；所述周向剪力键沿所述管桩轴线方向多层间隔固定在所述管桩外壁和/或所述过渡段内壁上且埋设在所述灌浆层内，该结构可以将过渡段传递过来的竖向力、水平弯矩和扭转力矩有效传递给管桩再传递给海床，然而，灌浆连接的过渡段形式维修起来极不方便，而若不及时维修将会引起风电机组的倾倒，造成极其恶劣的安全事故，此外，目前采用的高强灌浆料主要从国外进口，价格昂贵，且需要大量的专用设备、专业灌浆人员，施工周期长，灌浆施工费用高，因此，灌浆连接成本非常昂贵。

实用新型内容   

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于，克服现有技术中海上风电单桩基础的过渡段及单桩之间采用灌浆连接造成施工、维修不便以及成本昂贵的技术问题，从而提供一种安装方便、成本低廉、结构可靠的海上风电单桩基础结构。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种海上风电单桩基础结构，包括：固定于海床的单桩，以及一端与所述单桩连接、另一端与风力发电机组的塔筒连接的过渡段，所述单桩顶部设置有单桩顶部法兰，所述过渡段底部设置有过渡段底部法兰，所述过渡段底部法兰与所述单桩顶部法兰通过固定装置连接。

所述固定装置包括沿着所述过渡段底部法兰的第一连接环环面周向设置的若干个第一螺栓孔、沿着所述单桩顶部法兰的第二连接环环面周向设置的若干个与所述第一螺栓孔对应的第二螺栓孔，以及依次穿过所述第一螺栓孔、第二螺栓孔而将所述第一连接环与所述第二连接环固定连接的螺栓。

所述单桩顶部法兰还包括与所述第二连接环的环面沿着周向连接，并沿着基本垂直于所述第二连接环环面方向延伸的第二固定环。

所述过渡段底部法兰还包括与所述第一连接环的环面沿着周向连接，并沿着基本垂直于所述环面方向延伸的第一固定环，以及与所述第一连接环的环面沿着周向连接，并沿着反向于所述第一固定环方向垂直延伸的裙板。

所述裙板套设于所述单桩的外周，并与所述单桩形成间隙空间，所述间隙空间内安装有密封圈。

所述第一连接环设置于所述第一固定环内侧，所述第二连接环设置于所述第二固定环内侧。

所述第一连接环设置于所述第一固定环外侧，所述第二连接环设置于所述第二固定环外侧。

    所述过渡段顶部设置有过渡段顶部法兰，所述过渡段顶部法兰与所述塔筒的塔筒底部法兰连接。

所述过渡段底部法兰与所述单桩顶部法兰之间设置有调平结构，和/或所述过渡段顶部法兰与所述塔筒底部法兰之间设置有调平结构。

所述调平结构（3）为楔形环状垫圈，所述楔形环状垫圈内径及外径与所述第一连接环（21a）及所述第二连接环（11a）内径及外径分别相同。

所述楔形环状垫圈沿其周向设置有若干个第三螺栓孔，所述第三螺栓孔与所述第一螺栓孔及所述第二螺栓孔位置相对应。

所述第一固定环与所述过渡段底部焊接连接，所述第二固定环与所述单桩顶部焊接连接。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：