一种提高半潜式海上风电基础抗倾覆能力的荡板结构

摘要

本发明公开了一种提高半潜式海上风电基础抗倾覆能力的荡板结构，包括若干个竖向设置的浮筒，两个相邻的所述浮筒之间通过横向支撑和斜向支撑连接，所述浮筒的底部设置有底部垂荡板，所述浮筒上且位于所述底部垂荡板上方套设有上部垂荡板，两个相邻的所述底部垂荡板之间通过横杆连接，所述横杆套设有横荡板。本发明提供的一种提高半潜式海上风电基础抗倾覆能力的荡板结构，能够有效抑制基础的垂荡运动，同时能够限制基础纵荡运动和横荡运动。

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高半潜式海上风电基础抗倾覆能力的荡板结构，属于海上风电基础技术领域。

背景技术

能源需求增长与可持续发展理念推动了可再生清洁能源利用。风电作为可再生清洁能源发电的重要组成部分，具有较大发展潜力以及科研价值。海上风电在资源分布、空间和生态等方面具有独特优势，是未来风电规模化发展的方向。随着“3060”双碳目标的提出，海上风电逐渐成为能源领域的重要组成部分。目前建成的海上风电场大多位于近海区域，但近海区域风能资源开发逐渐饱和，而深海区域范围更广，风能资源更加丰富，发展前景更加广阔。因此，海上风电逐渐从浅海走向深海。

由于深海区域动力环境复杂，难以采用传统的固定式基础，而漂浮式基础对深远海区的适应性较强，施工难度较小。其中，半潜式基础由于造价较低，稳定性相对较好，因而工程应用较多。在半潜式基础的设计中，保证其具有足够的抗倾覆稳定性是最基本的要求之一。现有技术为了提高漂浮式基础的抗倾覆性能，一般采用垂荡板抑制半潜式基础受风、浪、流等因素共同作用所引起的大幅垂荡运动。但所采用的垂荡板大多为平板结构，所能增加的水体阻力相对有限，难以有效抑制基础的垂荡运动。此外，现有技术中垂荡板往往忽略了对于基础纵荡运动和横荡运动的限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种提高半潜式海上风电基础抗倾覆能力的荡板结构，能够有效抑制基础的垂荡运动，同时能够限制基础纵荡运动和横荡运动。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种提高半潜式海上风电基础抗倾覆能力的荡板结构，包括三个竖向设置的浮筒，两个相邻的所述浮筒之间通过横向支撑和斜向支撑连接，所述浮筒的底部设置有底部垂荡板，所述浮筒上且位于所述底部垂荡板上方套设有上部垂荡板，两个相邻的所述底部垂荡板之间通过横杆连接，所述横杆上套设有横荡板。

三个所述浮筒呈正三棱柱结构分布。

所述上部垂荡板的个数为M个，其中M为大于等于1的整数。

所述底部垂荡板包括实体结构或者空心结构。

所述底部垂荡板的上下表面边缘均为圆弧形。

所述横荡板为圆形薄板，两个相邻所述浮筒之间的所述横荡板平面与两个相邻所述浮筒下表面圆心连线垂直。

本发明的有益效果：本发明提供的一种提高半潜式海上风电基础抗倾覆能力的荡板结构，荡板结构包括布置在吃水深度以下的上部垂荡板，上部垂荡板质量较轻，不会改变浮心和中心的相对位置，主要用于抑制基础的高频振荡，多层上部垂荡板能够提供更大的水动力阻尼，提高基础结构的附加质量，进一步增强基础结构的抗倾覆能力；底部垂荡板上下表面边缘均为圆弧形，相较于一般的平板形式，能够有效增加水体阻力，从而增强基础结构的抗倾覆能力；底部垂荡板可根据工程实际选用实体结构或空心结构，形式选择比较灵活，采用实体结构能够增大基础吃水深度，提高基础的稳定性，而采用空心结构则不会明显增加基础结构重量，节省工程造价；底部垂荡板之间布置了圆形横荡板，相较于一般采用的方形板，受力更加均匀，能够有效抑制基础结构的横荡运动和纵荡运动，提高基础结构的抗倾覆性能。

附图说明

图1是本发明种提高半潜式海上风电基础抗倾覆能力的荡板结构的整体结构示意图；

图2是图1的局部结构示意图；

图3是本发明中浮筒及垂荡板结构的主视图；

图4是本发明中浮筒及垂荡板结构的俯视图。

图中附图标记如下：1-浮筒；2-横撑支撑；3-斜撑支撑；4-上部垂荡板；5-底部垂荡板；6-横杆；7-横荡板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明提供一种提高半潜式海上风电基础抗倾覆能力的荡板结构，，主要由包括浮筒1、横向支撑2、斜向支撑3、上部垂荡板4、底部垂荡板5、横杆6和横荡板7组成。三个浮筒1竖向设置，风机塔筒安装在浮筒1顶部。三个浮筒1呈正三棱柱结构分布。两个相邻的浮筒1之间通过横向支撑2和斜向支撑3连接。

浮筒1的底部设置有底部垂荡板5，浮筒1上且位于底部垂荡板5上方套设有上部垂荡板4，上部垂荡板4布置在吃水深度以下，上部垂荡板4的个数为M个，其中M为大于等于1的整数。在本实施例中，上部垂荡板4的个数优选为3个。

如图2所示，两个相邻的底部垂荡板5之间通过横杆6连接，横杆6两端与底部垂荡板5外轮廓处连接。横杆6上套设有横荡板7。横荡板7为圆形薄板，两个相邻浮筒1之间的横荡板7平面与两个相邻浮筒1下表面圆心连线垂直，能够一定程度上抑制基础结构的纵荡运动和横荡运动，进一步提高基础的抗倾覆能力。

如图3和图4所示，底部垂荡板5的上下表面边缘均为圆弧形，外轮廓如为圆形。圆弧形的表面边缘能够增加垂荡板与水体的接触面积，增加水体阻力，有效提高结构的抗倾覆能力。底部垂荡板5可根据工程实际选用实体结构或空心结构，空心结构不会明显增加结构重量，改变浮心和重心的相对位置，而实体结构可降低基础重心，提高稳定性。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。