[发明专利]一种悬链线型组合式海上风力机支撑结构体系

摘要

本发明公开了一种悬链线型组合式海上风力机支撑结构体系，它以现有的张力腿式海上风力机概念为基础，加装了Spar筒，并采用了悬链线式张力键而形成。结构体系由塔筒、浮筒、Spar筒和悬链线式张力键组成。其中，悬链线式张力键，能有效限制结构的移动范围，并缓解结构移动时张力键内力的突变幅度，降低张力键失效的概率。Spar筒设置在塔筒下方，通过装载不同的压载重量，可进行结构施工扶正，也可调节风力机工作期间的重心高度，提高结构的稳性，避免张力键失效后结构的侧翻失稳；本发明继承了悬链线式系泊与Spar筒的各自优点，形成了一种施工便捷、浮力性能好，张力键失效概率小、结构稳性好的组合式海上风力机支撑结构体系。

主权项

1.一种悬链线型组合式海上风力机支撑结构体系，其特征在于：支撑结构体系由塔筒(2)、浮筒(3)、张力键(4)、spar筒(5)构成；其中，浮筒(3)沿塔筒(2)周边径向对称布置；Spar筒(5)位于塔筒(2)的底部，通过在Spar筒(5)中装压载，来降低整个结构的重心高度，提高结构的稳性；当结构的塔筒(2)发生倾斜，与铅垂线产生θ角时，Spar筒(5)中的压载G会产生扶正力矩M，在张力键失效的情况下，Spar筒(5)的存在可将倾角θ严格地限制在一定范围之内，防止结构侧翻的发生，即θ∈(‑C，+C)，其中C<90°,C的大小可以通过压载的大小进行调控；再者，可通过增加Spar筒(5)中的压载G来降低整个结构体系的竖向高度，进而方便张力键(4)的安装就位，悬链线式张力键(4)对称安装于浮筒(3)的自由端处，安装结束后减少压载G，通过结构的浮力来张紧张力键(4)，悬链线式张力键(4)处于张紧状态，进而实现张力键(4)对整个结构的约束；支撑结构体系采用了悬链线式张力键(4)，安装于浮筒(3)的自由端处，悬链线式张力键(4)可以提供水平向拉力F_x和竖向拉力F_y，避免了传统垂直张力键在提供水平拉力时内力急剧增加的缺陷，可有效预防张力键失效的发生，从而提高了设备安全服役的能力；浮筒(3)和悬链线式张力键(4)沿塔筒(2)周边径向对称布置，浮筒(3)与水面下的塔筒(2)可为结构提供足够的浮力P，浮筒(3)也为结构提供储备浮力，悬链线式张力键(4)处于张紧状态，严格限制结构的移动范围，张力键(4)的张紧力F的竖向分力F_y可有效降低风力机的垂荡效应； 悬链线式张力键(4)可以有效提供水平和竖向两个方向的分力，分力大小的比例随着悬链线形状的变化而变化。