[发明专利]湿拖自安装式海上变电站和海底大数据中心整体结构及安装方法

说明书

本发明涉及一种采用湿拖自安装式的海上变电站和海底大数据中心整体结构及安装方法，本发明主要由海上变电站上部组块、整体式导管架、海底大数据中心模块及连接上部组块和海底大数据中心模块的升降式连接桩腿组成；本发明采用湿拖自安装式整体结构方案，可应用于依附于中、小型上部组块（如200MW~500MW海上升压站）海上变电站结构的海底大数据中心，适用范围广，可行性高，有效提升海上变电站附加值，满足海底大数据中心电能接入及数据送出需求，简化运输、安装、服役运维各阶段的海上施工作业流程。

技术领域

本发明涉及一种采用湿拖自安装式的海上变电站和海底大数据中心整体结构及安装和维护方法，适用于海洋工程领域。

背景技术

近年来，我国已成为近年来新增装机容量最多的国家，现国内已成功建设20余座不同型式的小型海上变电站结构。随着海上风电向深远海、大容量发展，海上变电站在钢结构用量、海上安装施工费用等方面不断提高的同时，海上风电的补贴退坡，海上变电站产品收益率大幅下降。

申请人在申请日前研发的大型海上变电站融合新基建中的大数据中心结构，见申请号为202110005696.7的中国发明专利申请，在解决海底大数据中心（IDC）用海用地、电能供应、数据传输等一系列问题的同时，也为海上变电站增加额外效益，进一步提升用海的集约性提供了思路。

以上所述的海上变电站和海底大数据中心结构适用于采用浮托安装的大型变电站结构，其上部组块通常达万吨级（如海上换流站），平面尺寸单边长度可达百米。受制于浮托安装法中浮托船舶船宽要求，独立分片导管架中的槽口通常较大，适合布置海底IDC，并同时将其作为定位框架辅助导管架的精确定位。该方案针对大型变电站的特点。但对中小型海上交流升压站等结构型式则无法直接适用。海底IDC与中小型海上变电站结构进行融合应用时，仍存在以下问题需要解决：第一，中小型海上变电站其上部组块通常为1500~4500吨，平面尺寸小，采用浮托安装法很不经济；第二，现有中小型海上变电站的导管架基础均为一体式框架，站址所在的位置的水下没有容纳海底IDC模块的空间，如直接组合则IDC需要额外占用海域；第三，现有中小型海上变电站的上部组块安装均采用吊装方式，吊装船舶资源紧俏，海上施工成本高；第四，融合设施的水上组块、水下IDC部分分别安装时，需贯通上下的电缆、光纤、检修通道等对接面对于结构本身变形控制要求高，海上施工复杂，周期长。综上，有必要对现有技术方案进行改进，提升其适用性，降低“海上变电站和海底IDC”的安装施工难度，提升工程经济性。

发明内容

本发明的目的是以海上变电站和海底IDC整体融合应用为目标，针对现有中小型海上变电站无法直接容纳海底IDC、上部组块海上安装施工费用高及海底IDC与上部组块连接困难等问题，提供一种湿拖自安装式海上变电站和海底大数据中心整体结构及其工艺流程方案，能够简化运输、安装、服役运维各阶段的海上施工作业流程，降低工程造价，提高整体结构的经济性。

为达成上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明采用以下技术方案：

湿拖自安装式的海上变电站和海底大数据中心整体结构，其特征在于：主要由海上变电站上部组块、整体式导管架、海底大数据中心模块及连接上部组块和海底大数据中心模块的升降式连接桩腿组成；

所述整体式导管架由左右两侧导管架分片及连接左右两侧导管架分片的连接框架组成；海缆保护管位于两分片导管架中并朝外侧布置，避免海底IDC与海缆路由产生干涉，左右两侧导管架之间的导管架凹口设置所述连接框架；所述导管架凹口为无海缆凹口。

所述连接框架设置定位结构，所述海底大数据中心模块设置与连接框架上的定位结构垂直插入式配合的定位结构；

所述海底大数据中心模块设有耐压舱阵列、固定框架，所述耐压舱阵列由压力容器连接组成，所述压力容器设置有设备间、压载水舱及过人通道接口；

海上变电站上部组块与海底大数据中心模块之间设置连接通道；