[发明专利]应用于浅水和深水之间的漂浮式风机

说明书

本发明提供一种应用于浅水和深水之间的漂浮式风机，包括上部机组、漂浮基础、张力腿系泊系统以及锚固系统，由所述漂浮基础向所述上部机组提供浮力，使所述上部机组能够始终位于水面上方；而所述张力腿系泊系统连接在所述漂浮基础与所述锚固系统之间，使所述漂浮基础与所述锚固系统之间保持张紧连接；本发明中，所述漂浮基础仅局部长度没入水中，所述张力腿系泊系统与所述漂浮基础之间的连接位置也位于水面以上。如此设置，名义上增加了张力腿系泊系统的长度，实际效果是增加了漂浮式风机在平面内的顺应性，即增加了风机的纵横荡固有周期(可以达到25s)，良好的避开了波浪固有周期范围和风轮的1P、3P频率范围。

技术领域

本发明涉及一种海上漂浮式风机，特别涉及一种应用于浅水和深水之间的漂浮式风机。

背景技术

海上风电场根据海域位置可划分为浅海风电场和深海风电场，浅海风电场采用单桩和多桩固定式基础，多为30m以内水深；深海风电场指水深在60m以上海域，存在更多更优质的风资源，要建设开发这些海域风电场，采用固定式风机成本将会直线上升，因此漂浮式风机成为开发深远海风电场方案之一。

目前根据深海风电场的需要，相继开发了以Hywind为代表的单立柱式风机(Spar型)，以Windfloat为代表的半潜式风机(Semi型)和以BlueH为代表的张力腿式风机(TLP型)，三种漂浮式风机型式不同，适用海域不同，运动响应不同。

而对于水深介于浅海和深海之间的海域，若采用漂浮式风机开发建设，由于水深不大，设计上具有难度。在传统漂浮式风机方案中，其漂浮基础是全部没入水中，而本发明应用于浅水和深水之间(即[30m，60m]范围内)的特殊海域，若采用传统漂浮式风机方案，很容易发生共振现象。

发明内容

本发明的发明目的就在于，提供一种应用于浅水和深水之间的漂浮式风机，使其具有经济实用、结构紧凑、性能优良的特点，并且不容易与海浪、风浪产生共振。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种应用于浅水和深水之间的漂浮式风机，其包括：上部机组、漂浮基础、张力腿系泊系统以及锚固系统，其中：

所述上部机组用于收集风力；

所述漂浮基础与所述上部机组相连，向所述上部机组提供浮力，使所述上部机组能够始终位于水面上方；

所述张力腿系泊系统连接在所述漂浮基础与所述锚固系统之间，使所述漂浮基础与所述锚固系统之间保持张紧连接；

所述锚固系统固定在水底，将所述漂浮基础牵引在限定深度位置；

其特征在于：所述漂浮基础仅局部长度没入水中，所述张力腿系泊系统与所述漂浮基础之间的连接位置也位于水面以上。

所述的应用于浅水和深水之间的漂浮式风机，其中：所述浅水和深水之间是指水深处于[30m，60m]范围内的水域。

所述的应用于浅水和深水之间的漂浮式风机，其中：所述漂浮基础包括一根竖直的中央立柱以及围绕在中央立柱周围并由下至上向外倾斜的至少三根斜立柱，所述中央立柱与斜立柱均为空心结构并相互固定连接，所述中央立柱的顶端与所述上部机组的底端固定连接；所述张力腿系泊系统的上端与斜立柱的顶部的相接，相接处位于水面以上。

所述的应用于浅水和深水之间的漂浮式风机，其中：所述斜立柱的底端与所述中央立柱的底端相接近并通过下连接结构连接在一起，所述斜立柱的顶端则远离所述中央立柱的顶端，所述斜立柱的顶端通过上连接结构与所述中央立柱的顶端连接在一起。

所述的应用于浅水和深水之间的漂浮式风机，其中：所述上连接结构是圆管形或箱型结构，所述下连接结构是钢管。

所述的应用于浅水和深水之间的漂浮式风机，其中：所述斜立柱采用由下至上渐渐变粗的渐变式截面型式。