[发明专利]一种三桩式风机基座

说明书

本发明公开了一种三桩式风机基座，包括风机连接柱和以风机连接柱的轴线为轴均匀分布的三个基桩，基桩通过斜柱与风机连接柱的中部连接，通过水平柱与风机连接柱的底端连接，基桩外套接有呈正八边形的基台，风机连接柱包括上柱和下柱，上柱呈锥台状，下柱呈倒锥台状；上柱的顶端外径为2.125m，上柱的底端外径为2.600m，下柱的顶端外径为2.600m，下柱的底端外径为1.560m，上柱和下柱的壁厚均为0.05m。本发明可以在海上风电环境下使用，外管和内管采用铁合金，抗拉强度能够达到600MPa，屈服强度能够达到400MPa，延伸率能够达到10.0％，从而提高了基座的使用寿命。

技术领域

本发明涉及海上风电领域，具体地说是一种三桩式风机基座。

背景技术

海上风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。填充高强灌浆材料的连接段广泛的应用在海上风电场基础，但是，结构上，该类结构往往会发生一些无法预测的灾变行为，如过渡段钢管与灌浆材料之间垂向滑移甚至水平张开。引起该现象的主要原因是灌浆连接段的力学行为理解不充分。目前，针对海上风机基础结构灌浆连接段作用效果开展研究，主要包括：利用有限元分析软件，建立单桩基础结构型式的数值仿真模型，特别是针对灌浆连接段建立精细有限元模型，就材料参数、构造设计参数对灌浆连接性能的影响效用进行计算与分析；根据数值模拟结果，选取典型设计型式，按比例制作灌浆连接段模型，进行室内模型试验；根据上述数值模拟与模型试验的对比分析，最终确定单桩基础结构的灌浆连接段设计，并进行灌浆连接段疲劳校核。

当前国内还没有针对海上风机系统设计的规范和标准，海上风机与海上采油平台十分相似，后者已经有半个世纪的实际应用经验了，因此在对海上风电基础结构进行设计和研究时，往往采用海上采油平台有关设计规范，然而两者有着最根本的区别：海上采油平台允许在资源蕴藏量丰富的区域投入巨资而获得丰厚的回报，而海上风电在当前市场和技术条件下与煤电相比仍然处于边缘位置，大部分的海上风电都是享受政策补贴的；海上采油平台的风险更大，包括平台工作人员的生命安全以及原油泄露造成的环境污染等，然而海上风机系统风险相对较小，大部分时间是无人操作的(维护除外)，因此盲目的借用海上采油平台规范将会使设计偏于保守而造成不必要的经济浪费。海上风机系统设计标准的缺乏和严厉的经济性约束迫切需要发展严谨科学的方法使得既经济又能保证其在严峻的海洋环境下正常运行。

由于我国海上风电技术近几年才开始大力发展，因此海上风机基础结构设计、实验、监测及施工等诸多方面的研究尚处于起步阶段，还未深入展开，相关经验较为匮乏。因此，对海上风机基础设计中的关键性技术，尤其是风机基座的研究尤为重要。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种三桩式风机基座。

本发明采用的技术手段如下：

一种三桩式风机基座，其特征在于，包括风机连接柱和以所述风机连接柱的轴线为轴均匀分布的三个基桩，所述基桩通过斜柱与所述风机连接柱的中部连接，通过水平柱与所述风机连接柱的底端连接，所述基桩外套接有呈正八边形的基台，所述风机连接柱包括由所述风机连接柱的顶端延伸至所述风机连接柱的中部的上柱以及由所述上柱的下端延伸至所述风机连接柱底端的下柱，所述上柱呈锥台状，所述下柱呈倒锥台状；

所述上柱的顶端外径为2.125m，所述上柱的底端外径为2.600m，所述下柱的顶端外径为2.600m，所述下柱的底端外径为1.560m，所述上柱和所述下柱的壁厚均为0.05m。

所述上柱和所述下柱的材质均为铁合金。

所述铁合金的各元素质量百分比为：C：3.48％，ΣRE：0.054％，Mn：0.7％，Si：2.5％，P：0.019％，S：0.009％，余量为Fe以及不可避免的微量元素。

C：当C的质量百分比低于3.48％时，产品较软，达不到所需的性能要求；