[发明专利]具有消能条的海上风电防冲刷装置

说明书

本发明公开了一种具有消能条的海上风电防冲刷装置，包括桩基础和套筒，桩基础包括第一部分和第二部分，套筒套设在第一部分上且套筒上设置有用于防护桩基础的消能条，消能条的长度和宽度之比大于等于5，消能条沿套筒的外周面延伸，套筒的外径为De，消能条在套筒的外周面延伸方向上的长度大于等于0.1De。本发明通过在桩基础上安装套筒，套筒上设置的消能条能够改变潮流的流速和流向，分散潮流的冲刷力，进而达到对桩基础防护的效果。

技术领域

本申请涉及新能源技术领域，尤其是涉及一种具有消能条的海上风电防冲刷装置。

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。

而海上风力发电机组发生事故大多是由于桩基基础不稳造成的，由于海上波浪和潮流的作用，海上风力发电机组桩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，并且海床表面附近夹杂着泥沙的水流不断冲刷着桩基础，腐蚀破坏桩基基础表面，严重时会造成海上风力机组的坍塌。

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消能条的海上风电防冲刷装置，起到消散潮流的能量的效果，达到主动防冲刷的目的，有效地保护桩基础周围的土体，避免冲刷坑的形成。

根据本发明实施例的具有消能条的海上风电防冲刷装置，包括桩基础和套筒；

所述桩基础包括在其轴向上相互连接的第一部分和第二部分，所述第二部分埋入海床中，所述海床具有海床面，所述第一部分位于所述海床面的上方。

所述套筒套设在所述第一部分上且其底部支撑在所述海床面上，所述套筒的外周面设有向外突出的消能条，所述消能条的长度和宽度之比大于等于5，所述消能条沿所述套筒的外周面延伸，所述套筒的外径为De，所述消能条在其延伸方向上的长度大于等于0.1De。

通过本发明实施例桩基础上安装套筒，套筒的外周面上设置向外突出的消能条能够改变潮流的流速和流向，分散潮流的冲刷力，起到消散潮流的能量的效果，达到主动防冲刷得目的，有效地保护桩基础周围的土体，避免冲刷坑的形成。

在一些实施例中，所述消能条环绕所述套筒，所述消能条为多个，多个所述消能条在所述套筒的轴向上间隔排布。

在一些实施例中，相邻两个所述消能条的间距向靠近海床面的方向减小。

在一些实施例中，所述消能条沿所述套筒的轴向延伸，所述消能条为多个，多个所述消能条在环绕所述套筒的周向上间隔排布。

在一些实施例中，所述套筒的外周面包括朝向潮流方向的正面、所述正面相对的背面以及两个侧面，在所述正面和所述背面上分布的相邻所述消能条的间距小于在所述两个侧面上分布的相邻所述消能条的间距。

在一些实施例中，所述消能条沿第一方向突出，所述第一方向正交于所述套筒的轴向，所述消能条在所述第一方向上的尺寸为所述消能条的高度，所述消能条为多个，多个所述消能条中至少有两个所述消能条的高度不同。