[发明专利]具有扰流钉的海上风电吸力筒基础

说明书

本发明提供了一种具有扰流钉的海上风电吸力筒基础，具有扰流钉的海上风电吸力筒基础包括吸力筒、立柱和扰流钉，所述吸力筒埋入海床中且其顶端面从海床中露出；所述立柱的底部与所述吸力筒相连；所述扰流钉至少设置在所述吸力筒的顶端面上并从所述吸力筒的顶端面向上突出，所述扰流钉长宽比大于等于1/2且小于等于2，多个所述扰流钉在所述吸力筒的径向上和/或环绕所述立柱的周向上间隔排布，所述立柱的外径为d，相邻所述扰流钉之间的间隔大于等于0.25d小于等于1.0d。根据本发明实施例的具有扰流钉的海上风电吸力筒基础具有扰流效果好、稳定性高、施工安全性高等优点。

技术领域

本发明涉及海上风电领域，尤其是涉及一种具有扰流钉的海上风电吸力筒基础。

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。

海上风电基础是支撑整个海上风力机的关键所在，成本约占整个海上风电投资的20％ 至25％，而海上风力发电机发生的事故多为桩基基础不稳造成的。由于波浪和潮流的作用， 海上风电桩基基础周围的泥沙将会发生冲刷并形成冲坑，冲刷坑将会对桩基基础的稳定性 产生影响。此外，在海床表面附近夹杂着泥沙的水流不断冲刷着桩基基础，腐蚀破坏桩基 基础表面，严重时会造成海上风力机机组的坍塌。目前采用的海上风电桩基基础的防冲刷 装置，主要为抛石防护法。但是抛石防护的整体性较差，运用过程中的维护费用和工作量 较大

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

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。导致冲刷的主要原因是在桩基 周围产生的马蹄形漩涡，马蹄形漩涡是由于海水流动时遇到桩基础阻碍而产生的，浪流在 冲向桩基础时，呈现向下的卷掘旋涡结构，旋涡结构将海床上的沉积物卷升起来，并进一 步将其带远离桩基周围的地方，形成了冲刷坑，冲刷坑的形成使得桩基础深度变浅，造成 筒振动频率降低，轻则造成桩基础过度疲劳，严重时则引起折断事故。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施 例提出一种具有扰流钉的海上风电吸力筒基础。

根据本发明实施例的具有扰流钉的海上风电吸力筒基础包括：

吸力筒，所述吸力筒埋入海床中且其顶端面从海床中露出；

立柱，所述立柱的底部与所述吸力筒相连；

扰流钉，所述扰流钉至少设置在所述吸力筒的顶端面上并从所述吸力筒的顶端面向上 突出，所述扰流钉长宽比大于等于1/2且小于等于2，多个所述扰流钉在所述吸力筒的径 向上和/或环绕所述立柱的周向上间隔排布，所述立柱的外径为d，相邻所述扰流钉之间的 间隔大于等于0.25d小于等于1.0d。

根据本发明实施例的具有扰流钉的海上风电吸力筒基础具有扰流效果好、稳定性高、 施工安全性高等优点。

在一些实施例中，在所述吸力筒的径向上相邻的两个所述扰流钉错开，所述相邻的两 个扰流钉在环绕所述立柱的周向上的间距大于等于0.25d小于等于3.0d，

和/或，在环绕所述立柱的周向上相邻的两个所述扰流钉错开，所述相邻的两个扰流钉 在所述吸力筒的径向上的间距大于等于0.25d小于等于3.0d。

在一些实施例中，多个所述扰流钉分为多列，每列所述扰流钉包括沿所述吸力筒的径 向间隔排列的若干所述扰流钉，所述多列扰流钉沿环绕所述立柱的周向排列，相邻两列扰 流钉在所述周向上错开。

在一些实施例中，所述扰流钉的密度向靠近所述立柱的方向增大。