[发明专利]一种防止冲刷的海上风电单桩基础装置

说明书

本发明提供的一种防止冲刷的海上风电单桩基础装置，包括海上风电单桩基础本体，所述海上风电单桩基础本体上安装有螺旋导流装置；该装置能够限制下潜漩涡、马蹄形漩涡和尾迹漩涡结构形成和传播，尤其是阻挡了下潜漩涡对海床面的卷掘作用，进而能够有效解决海上风电单桩基础的冲刷坑问题。

技术领域

本发明涉及海上风电领域，具体涉及一种防止冲刷的海上风电单桩基础装置。

背景技术

风能作为一种清无害的可再生能源，日益受到人类重视。其中相对于陆地风能而言，海上风能资源不仅具有较高的风速，而且距离海岸线较远，不受噪音限值的影响，允许机组制造更为大型化。海上风电机组基础成本约占整个海上风电投资的20％至25％，其中单桩基础由于制造简单，施工方便，因此在近浅海区域水深＜30m得到了大规模的应用。

海上风电单桩基础为长悬臂结构装置，基础底部深入浅覆盖层+基岩海床上，基础中部受到波浪流荷载的反复作用，基础上部安装风机主机以及叶片等装置，受风、浪、流以及机组重力等交变载荷的影响下，基础底部海床水平处容易产生较大的疲劳累积损伤。另一方面由于海浪和潮汐的作用，在海上风电桩基础周围会发生冲刷坑的现象。冲刷现象是一个复杂的耦合过程，涉及水流、沉积物和结构的相互作用。桩前马蹄形漩涡、桩侧边缘的流线压缩是稳定流冲刷的关键因素，不同的海床的土质、地形结构和走势都会造成冲刷坑的大小和深度。

由于地转偏向力的影响，北半球的旋涡按逆时针旋转。现象称为“卡皮罗现象”。海上风电单桩基础周围的旋涡也呈现出“卡皮罗现象”，即北半球的旋涡按照逆时针旋转，南半球的旋涡按照顺指针旋转。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止冲刷的海上风电单桩基础装置，解决了现有的海上风电基础底部容易形成冲刷坑的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种防止冲刷的海上风电单桩基础装置，包括海上风电单桩基础本体，所述海上风电单桩基础本体上安装有螺旋导流装置。

优选地，所述螺旋导流装置布置在海平面和海床之间。

优选地，所述螺旋导流装置的旋流方向与海上风电单桩基础本体周围的旋涡旋流方向相反。

优选地，所述螺旋导流装置的螺距自上至下依次增大。

优选地，所述螺旋导流装置的直径自上至下依次增大。

优选地，所述螺旋导流装置上开设有工艺孔。

优选地，所述螺旋导流装置为板状结构。

优选地，所述海上风电单桩基础本体上依次安装有风电塔筒和风电主机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种防止冲刷的海上风电单桩基础装置，在海上风电单桩基本体上设置螺旋导流装置，该螺旋导流装置能够限制下潜漩涡、马蹄形漩涡和尾迹漩涡结构形成和传播，尤其是阻挡了下潜漩涡对海床面的卷掘作用，进而能够有效解决海上风电单桩基础的冲刷坑问题。

附图说明

图1是现有海上风电桩基础冲刷问题；

图2是本发明涉及的装置结构示意图；

图3是本发明涉及的螺旋导流装置的固定。

具体实施方式

下面结合附图1、附图2、附图3和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。