[发明专利]一种海上风电基础的防冲刷结构

说明书

本发明属于风力发电技术领域，涉及一种海上风电基础的防冲刷结构，包括桩基础，及设置在桩基础外的翼型防冲刷柱；所述翼型防冲刷柱包括曲面体、上顶盖和下底板，曲面体、上顶盖和下底板封闭形成空心腔体，曲面体由对称的两弧形曲面构成；在上顶盖和下底板上开有用于容纳桩基础的圆孔；曲面体的弧形曲面为仿翼形结构；曲面体上与水流方向相对的前表面为凸弧型面，与水流方向相背的后表面为凹弧型面，且凹弧型面为弧形渐缩面，凸弧型面的长度小于弧形渐缩面的长度。本发明结构简单，通过翼型防冲刷柱，延后或避免了海底水流冲刷桩基础后的流动分离，进而避免了冲刷坑的形成。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种海上风电基础的防冲刷结构。

背景技术

近年来，海上风电的规模及相关技术发展十分迅速。受海底水流的冲刷影响，海上风电的基础周围容易形成冲刷坑，导致基础的埋深减小，进而影响风电机组安全稳定运行。目前，传统的海上风电基础防冲刷措施，多是通过在基础范围内铺设防护层以提高抗冲刷能力，比如在防护区内铺设石块、混凝土块、沙袋、混凝土铰链排等；或是通过降低防护区内的水流流速来达到防冲刷的目的，比如基础前导流板防护等。传统的海上风电基础防冲刷措施普遍防护效果一般。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海上风电基础的防冲刷结构，依据卡门涡街的形成原理，通过翼型结构，避免在海上桩基础周围形成海底水流的冲刷坑，达到基础防冲刷的目的。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种海上风电基础的防冲刷结构，包括桩基础，及设置在桩基础外的翼型防冲刷柱；

所述翼型防冲刷柱包括曲面体、上顶盖和下底板，曲面体、上顶盖和下底板封闭形成空心腔体，曲面体由对称的两弧形曲面构成；在上顶盖和下底板上开有用于容纳桩基础的圆孔；

曲面体的弧形曲面为仿翼形结构；

曲面体上与水流方向相对的前表面为凸弧型面，与水流方向相背的后表面为凹弧型面，且凹弧型面为弧形渐缩面，凸弧型面的长度小于弧形渐缩面的长度。

进一步，曲面体内设有多个连接机构，所述连接机构上顶端焊接于翼型防冲刷柱的上顶盖，所述连接机构下底端焊接于翼型防冲刷柱的下底板，侧面一端焊接于曲面体的内表面，另一侧焊接于桩基础外壁。

进一步，所述圆孔中心位于曲面体最大厚度位置处。

进一步，凹弧型面的顶点到后表面末端的轴向距离为仿翼型结构弦长的2/3。

进一步，所述翼型防冲刷柱的高度为6～10m，一半位于海床上部，另一半位于海床内部。

进一步，所述翼型防冲刷柱的材质为耐腐蚀金属材料。

进一步，所述翼型防冲刷柱壁厚大于40mm。

进一步，所述翼型防冲刷柱的外表面为非光滑面。

进一步，当海底水流方向多变时，凸弧型面为圆凸弧型面，圆凸弧型面为与桩基础同心、同曲率的曲面，翼型防冲刷桩为具有多个翼型尾缘的结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：