[发明专利]一种漂浮式风机TLP平台运营期监测方法

说明书

本发明公开了一种漂浮式风机TLP平台运营期监测方法，包括：张力筋腱拉力监测；张力筋腱倾角及方位角监测：平台构件应力监测；平台位置、朝向及运动姿态监测；平台运行环境风浪流的监测。本发明能全面监测TLP平台在运营期各组件的位移、应力、腐蚀等状态，对保证深远海漂浮式风机的安全运营及提高相应的设计和科学研究水平具有重要意义。

技术领域

本发明涉及漂浮式风机张力腿式(TLP)平台运营期监测的技术领域。

背景技术

漂浮式风机一般位于远离海岸的深远海，现场风浪流等自然条件恶劣，风机运行极易发生不可预测的破坏，因此监测对深远海漂浮式风机具有十分重要的意义。通过监测可以发现平台和锚泊系统的工作状态，及早发现问题和隐患，补强加固，防患于未然，保证风机的安全运营。

漂浮式风电国内的研究刚刚起步，无标准规范可循、也无相关的设计计算经验，一方面需要通过运营期监测获得第一手数据可以验证并修正漂浮式平台的设计方法，为提高设计和科学研究水平提供资料；另一方面也需要通过长期的安全监测保证漂浮式风机全寿命周期安全运营，从而推动深远海漂浮式风电技术的发展。

为解决上述问题，针对漂浮式风机张力腿式平台，设计一套运营期监测方法，对保证深远海漂浮式风机的安全运营及提高相应的设计和科学研究水平具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种漂浮式风机TLP平台运营期监测方法，能全面监测TLP平台在运营期各组件的位移、应力、腐蚀等状态。

实现上述目的的技术方案是：

一种漂浮式风机TLP平台运营期监测方法，漂浮式风机TLP平台包括：平台本体、设置在平台本体多个浮筒中心的各个连接器以及连接所述平台本体以及所述连接器的张力筋腱，监测方法包括：

步骤一，张力筋腱拉力监测：在张力筋腱和平台本体的连接处设置张力微调装置，将张力筋腱的张力转化为张力微调装置对平台本体的压力，根据压力转化为相应的筋腱应力值；同时，在张力筋腱与连接器的连接部位布置应变测量装置对张力筋的应变变化进行监测；

步骤二，张力筋腱倾角及方位角监测：在张力筋腱与连接器的连接处布置光纤陀螺仪，测量张力筋腱的方位角；在张力筋腱与平台本体连接处布置倾角仪，监测张力筋腱顶部的倾角；

步骤三，平台构件应力监测：在平台本体的斜杆、底杆和主立杆分别布置多个应变测量装置，测量平台本体构件的应变；

步骤四，平台位置、朝向及运动姿态监测：采用全球定位系统及船舶自动识别系统测量平台本体的位置，采用电子罗盘测量平台本体的朝向；采用MRU运动参考单元监测平台本体六个自由度的加速度及位移参数；

步骤五，平台运行环境风浪流的监测：采用超声波风速传感器测量风速和风向，采用浮标式波浪仪测量波浪，采用声学多普勒流速剖面仪测量海流。

优选的，还包括：

步骤六，平台腐蚀监测：监测平台本体腐蚀监测点的牺牲阳极发射的电流大小以及保护电位电压大小，监测张力筋腱腐蚀监测点的牺牲阳极发射的电流大小以及保护电位电压大小；

步骤七，水下系泊系统海生物生长及腐蚀情况监测：潜水员或水下机器人携带游标卡尺及称重装置对张力筋腱的外观尺寸进行测量，对张力筋腱重量进行称重；

步骤八，数据传输：所有数据汇总到平台本体的塔筒内的微控制单元，并通过光纤传送到岸上监测中心。

优选的，步骤一中，将压力秤传感器组件安装在张力微调装置与平台本体之间，使张力微调装置对平台本体的压力作用在压力秤传感器上，利用传感器将位移信号转化为相应的筋腱应力值；张力筋腱与连接器的连接部位在沿张力筋腱环向0°和180°的位置分别布置应变测量装置。