[实用新型]一种自动偏航的十字型基础漂浮式海上风力发电装置

说明书

本实用新型公开一种自动偏航的十字型基础漂浮式海上风力发电装置，包括十字型基础、浮筒、绞线、单点定位装置、塔筒、发电舱和风轮，所述塔筒安装在十字型基础的中心处，发电舱和风轮安装在塔筒上，十字型基础包括四个支腿，十字型基础为混凝土中空结构，每个支腿的端部分别与一个浮筒相连，浮筒与支腿之间保持倾斜，浮筒的另一端面延伸出绞线斜拉连接塔筒，十字型基础的中心处设有单点定位装置。

技术领域

本实用新型涉及海上风电技术领域，特别涉及一种自动偏航的十字型基础漂浮式海上风力发电装置。

背景技术

随着陆上风电的不断开发，优质的风资源逐渐减少，海上风电的开发有着巨大的潜力，并且沿海地区经济发达，能源需求量大，因此发展海上风电是必然趋势。目前海上风机一般采用固定式基础，基础的打桩、建造、运输和吊装的费用高昂；相比浮式风机整体安装和运输，建造安装费用低。在机组容量越来越大、近岸资源越来越少的情况下，海上风电从近海走向远海、从浅海走向深海，是风电行业发展的必然趋势。目前漂浮式风机项目主要集中在欧洲、美国和日本，常见的基础结构形式有三种。

第一种浮式基础为立柱式，其结构特点是压载舱使平台的浮心高于重心，保证结构的稳性，锚泊系统控制平台的水平位移，这种基础吃水很深，结构重量大。第二种浮式基础为张力腿式，张力腿的结构特点是浮力大于重力，通过张力腿系统固定于海底，保证结构的稳性及控制水平位移。但是，这种基础没有自我回复刚度，一旦张力腿发生意外断裂，基础容易发生倾覆，有着很大的安全隐患。第三种平台为驳船式，水线面积大，稳性好，锚泊系统控制平台的水平位移。通过平台偏转时，两侧入水体积的变化所产生的浮力差来提供回复力矩。但是，基础受到的波浪力较大，对锚泊系统的性能要求高，因此经济性能较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有风机的浮式基础的不足，提供一种具有随风向自动偏航功能的十字型基础漂浮式海上风力发电装置，该装置能够有效降低海上环境荷载，控制风机运动响应。

本实用新型的技术方案为：一种自动偏航的十字型基础漂浮式海上风力发电装置，包括十字型基础、浮筒、绞线、单点定位装置、塔筒、发电舱和风轮，所述塔筒安装在十字型基础的中心处，发电舱和风轮安装在塔筒上，十字型基础包括四个支腿，十字型基础为混凝土中空结构，每个支腿的端部分别与一个浮筒相连，浮筒与支腿之间保持倾斜，浮筒的另一端面延伸出绞线斜拉连接塔筒，十字型基础的中心处设有单点定位装置。其中，风机正常运行时，十字型基础的中空部分灌入压载水，增加浮式基础重量，降低风机重心，提高浮体稳性；浮筒与塔筒之间通过绞线连接能够增强塔筒的结构强度。

所述混凝土中空结构的横截面为椭圆形、平椭形、圆形或三角形。

所述浮筒与支腿之间的倾斜角度为40-60度。

所述浮筒内设有若干个独立的压载舱室。其中，采用此结构，当单个或少数压载舱室发生破损泄漏时，仍能够保持整个浮筒结构的稳定性，满足完整稳性和破舱稳性的要求。

所述单点定位装置包括转塔、多条系泊缆和拖曳锚，系泊缆的两端分别与转塔和拖曳锚连接，拖曳锚与海底连接。其中，浮式基础绕着转塔旋转，最终稳定在来源风向的方向上，使得风机随环境载荷方向调节风机方向，具有自动对风的性能，提高浮式风机的发电效率，省去了风机上部的偏航系统，从而降低了风机的维修难度与保养成本。

所述转塔包括外壳和连接中心件，连接中心件安装于外壳下方，连接中心件相对外壳以任意角度旋转。其中，转塔的顶部与十字型基础连接，十字型基础可以随风向变化，实现自动偏航控制。

所述连接中心件通过滚柱轴承与外壳连接。其中，采用这种结构，可以实现风机基础绕连接中心件无限次360°旋转。

所述系泊缆采用合成纤维、钢丝绳和铁链中的一种或多种的组合方式。

所述系泊缆的系泊方式为悬链线或张紧式。