[发明专利]一种适用于深水条件的组合式海上风机基础及其安装工法

说明书

本发明公开一种适用于深水条件的组合式海上风机基础及其安装工法。其中，适用于深水条件的组合式海上风机基础，包括群桩基础结构、防沉板、桁架结构、检修维护平台以及浮筒、锚链和锚固基础结构，群桩基础结构包括若干深层桩且每一深层桩均嵌入固定在海床中，防沉板与群桩基础结构连接，桁架结构底部与防沉板连接，检修维护平台与桁架结构顶部连接，浮筒套设在桁架结构的外围，浮筒周向上均匀连接设有若干锚链且每一锚链的另一端均通过锚固基础结构固定在海床上。本发明通过群桩基础结构、桁架结构共同支撑风机结构，而浮筒、锚链和锚固基础结构组成的系泊系统可进一步约束风机结构的位移，从而增加海上风机基础的承载力，保障风机结构的安全。

技术领域

本发明涉及海上风机基础技术领域，尤其涉及一种适用于深水条件的组合式海上风机基础及其安装工法。

背景技术

近年来，国际上为了应对全球气候变暖，实现能源利用的可持续发展，大力开发新型清洁能源。风力发电作为新能源领域中技术最成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式，获得了迅猛发展。随着风电机组从陆地延伸到海上，海上风电正成为新能源领域发展的重点。

目前，近海浅水条件的风机基础型式广泛采用固定式基础。其中，桩基础通过动力或静压沉桩贯入海床土层，通过大尺寸和长埋深来实现对上部荷载的平衡，相对于其他海上风机固定式基础，桩基础具有结构简单、荷载传递方式明确、便于工业化生产等优势。然而，随着海上风电进一步进入深水环境，传统的固定式基础在风机及环境荷载下易出现较大的转角，很难满足海上风机运行严苛的位移要求。另外，虽然漂浮式基础的建设成本在深水环境中具有一定的优势，但其在海洋环境中仍有较大的漂移和倾斜，影响风电机组的正常运行，导致发电效率较低。因此，未来深水条件的海上风电开发亟需一种承载刚度大、施工便捷、成本低廉的新型风机基础。

发明内容

本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供一种适用于深水条件的组合式海上风机基础及其安装工法，针对深水恶劣海洋环境，通过群桩基础结构、桁架结构共同支撑风机结构，当风机结构受到较大的环境荷载时，浮筒、锚链和锚固基础结构组成的系泊系统可进一步约束风机结构的位移，从而增加海上风机基础的承载力，保障风机结构的安全。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于深水条件的组合式海上风机基础及其安装工法。

其中，适用于深水条件的组合式海上风机基础，包括群桩基础结构、防沉板、桁架结构、检修维护平台以及浮筒、锚链和锚固基础结构，所述群桩基础结构包括若干深层桩且每一深层桩均嵌入固定在海床中，所述防沉板与群桩基础结构连接，所述桁架结构底部与防沉板连接，所述检修维护平台与桁架结构顶部连接，所述浮筒套设在桁架结构的外围，浮筒周向上均匀连接设有若干锚链且每一锚链的另一端均通过锚固基础结构固定在海床上。

进一步的，所述防沉板底面设有与群桩基础结构中深层桩的数量、尺寸匹配的套筒，防沉板与群桩基础结构连接时，群桩基础结构中每一深层桩对应插入防沉板上每一套筒并与之连接。

进一步的，所述桁架结构包括若干主导管以及焊接设置在各主导管之间的若干支撑结构。

进一步的，所述支撑结构包括X型变径支撑杆和水平支撑杆。

进一步的，所述锚固基础结构为深层桩且其顶部设有固定铰支座。

进一步的，所述锚固基础结构为抓力锚或吸力锚。

其中，适用于深水条件的组合式海上风机基础的安装工法，包括如下步骤：

桩基定位后，将群桩基础结构和锚固基础结构的深层桩一一打入海床中，并使之嵌入深层持力层，随后注入灌浆材料填充间隙；

拼装桁架结构并使之与防沉板连接，随后将其起吊至预定位置，使防沉板上所设套筒一一对应沉入群桩基础结构的每一深层桩，调平防沉板后，将套筒与深层桩灌浆连接以及螺栓连接；