一种浮式基础的海上风电设备的制作方法

    专利查询2025-05-15  2


    本发明涉及浮式基础,特别涉及一种浮式基础的海上风电设备。


    背景技术:

    1、浮式风电平台是一种可在水中漂浮并捕捉风能发电的装备,主要包括立柱式、半潜式、张力腿式和驳船式,通过在浮体内部注水压载,实现在水中漂浮并保持平衡状态,以克服海水对风机基础的晃动作用。

    2、现有技术中,通常将风电设备安装在浮式基础上,从而使风电设备漂浮在海面上,并利用海风进行发电,由于风力设备的机舱质量较大,且风力设备的安装高度较高,并与水面具有很大的距离,当风力过大时,风力设备会在迎风面上承受较大的风倾力矩,使得较大作用下的平台运动特性发生变化,风力设备在风力作用下会发生较大的倾斜,并使浮式基础一侧的锚索承受较大拉力,影响浮式基础的整体稳定性。


    技术实现思路

    1、解决的技术问题:风力设备在风力作用下会发生较大的倾斜,并使浮式基础一侧的锚索承受较大拉力,影响浮式基础的整体稳定性。

    2、针对现有技术的不足,本发明提供了一种浮式基础的海上风电设备,进而解决了背景技术中提及的技术问题。

    3、技术方案:为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:

    4、一种浮式基础的海上风电设备,包括浮台和风电机组,所述浮台的底部焊接固定有立柱,所述立柱上且靠近底端处焊接固定有呈正三角形分布的下支架,所述下支架的三个顶点处均设置有固定浮筒,所述浮台的顶部焊接固定有三组环形阵列分布的上支架,相邻的上支架之间设有三组间隔分布的导轨,各个所述导轨上均滑动连接有滑座,所述滑座的底部安装有活动浮筒,其中一个滑座的顶部安装有风速风向传感器,所述导轨上且靠近浮台的一侧设有控制导轨转动的转向机构,所述转向机构包括转动座、连接座和第一电机,所述上支架上且靠近中心处设有第一锁止机构,所述第一锁止机构包括限位座44和锁止座7,用于对导轨进行固定,所述滑座的内侧设有驱动滑座沿导轨移动的驱动机构,所述驱动机构包括驱动轮和齿轮,所述滑座的内侧且靠近驱动机构处设有第二锁止机构,所述第二锁止机构包括双向螺杆54和对称分布在双向螺杆54上的夹块55,用于对滑座进行固定。

    5、在一种可能的实现方式中,所述浮台的上方设有安装座,且安装座的内部为中空结构,所述安装座的底部与上支架的中心处焊接固定,所述安装座的顶部设有一体成型的安装柱,用于对风电机组进行安装固定,所述立柱的底部中心处设有定位套。

    6、在一种可能的实现方式中,所述固定浮筒的外侧壁上和底部均安装有连接环,所述固定浮筒的下方且位于固定浮筒的外侧设有锚座,所述锚座的顶部固定连接有两根锚索,两根锚索的端部分别与固定浮筒外侧壁上和底部的连接环固定连接。

    7、在一种可能的实现方式中,所述上支架的端部焊接固定有固定块,所述固定浮筒的顶部设有与固定块固定连接的连接杆,所述固定块的底部安装有船形浮块,相邻的固定块之间固定连接有圆弧导杆,所述圆弧导杆的外侧设有截面为弧形的防浪板,所述防浪板的两端分别与两侧的固定块固定连接。

    8、在一种可能的实现方式中,所述转动座设置在导轨的一端,且与浮台转动连接,所述连接座设置在导轨的另一端,且与圆弧导杆滑动连接,所述浮台的顶部且位于相邻的上支架之间设置有三组均匀分布的安装杆,所述转动座的底部中心处开设有活动孔,所述转动座通过活动孔与安装杆转动连接,三组所述第一电机呈环形阵列状安装在安装座的内侧,且分别与三组转动座同轴传动,用于驱动转动座在安装杆上转动,所述连接座上且位于圆弧导杆的外侧嵌设有滚珠。

    9、在一种可能的实现方式中,所述导轨的截面为工字形,所述导轨的两侧均设置有活动槽,所述滑座滑动设置在导轨上,所述滑座的顶部安装有护壳,两组所述驱动轮对称设置在滑座的内部,且驱动轮的表面与活动槽相接触,两组所述驱动轮通过转轴与滑座转动连接,所述驱动轮的转轴上且位于护壳的内部安装有齿轮,两组齿轮之间啮合传动,所述护壳的顶部且位于其中一侧驱动轮的上方安装有同轴传动的第二电机。

    10、在一种可能的实现方式中,所述限位座设置在转动座的底端,且与转动座一体成型,所述限位座的顶部且远离导轨的一侧设置有若干均匀分布的齿槽,所述锁止座设置在上支架的下方中心处,所述锁止座的底部设置有限位柱,所述限位柱的外壁上设置有若干均匀分布的齿块,所述齿块与齿槽之间卡接配合,所述锁止座的底部且位于限位柱的外侧粘接固定有橡胶垫,所述上支架的上方且位于安装座的内侧安装有液压缸,所述液压缸的活塞杆与锁止座固定连接。

    11、在一种可能的实现方式中,所述双向螺杆设置在滑座的内侧且靠近边缘处,所述双向螺杆的端部与滑座转动连接,所述双向螺杆上设有对称分布的夹块,所述夹块的一端与滑座滑动连接,所述夹块的另一端延伸至活动槽的内侧,所述滑座的顶部且靠近第二电机处安装有第三电机,所述第三电机与双向螺杆同轴传动。

    12、在一种可能的实现方式中,所述活动浮筒的底部焊接固定有配重块,所述配重块的顶部设有贯穿活动浮筒的固定杆,所述固定杆的顶部与滑座固定连接,所述活动浮筒的外侧设有延伸至配重块底端的抽水管,所述抽水管的顶端贯穿活动浮筒,且延伸至活动浮筒的内侧,所述抽水管的端部且位于活动浮筒的内部安装有泵体,所述抽水管上且靠近泵体处安装有控制阀。

    13、在一种可能的实现方式中,所述立柱的下方设有平衡机构,所述平衡机构包括竖杆、平衡套和钢丝绳,所述竖杆设置在立柱的下方,所述竖杆的底部固定连接有垂块,所述竖杆的外侧设有且位于垂块的上方套设有平衡套,所述竖杆与平衡套滑动连接,所述平衡套的外侧固定连接有三组环形阵列分布的拉锁,所述拉锁的另一端与固定浮筒底部的连接环固定连接,所述钢丝绳设置在竖杆的顶部,且贯穿定位套后延伸至安装座的内部,所述安装座的内部安装有对钢丝绳进行收卷的电动葫芦。

    14、有益效果:本方案中,通过设置有转向机构、驱动机构和活动浮筒,当风电机组在迎风面上承受较大的风倾力矩时,通过对三组转向机构进行独立控制,可使三组导轨调整至合适的角度,通过驱动机构带动滑座沿着导轨滑动,将活动浮筒调节至合适的位置,从而可对活动浮筒的位置进行灵活调节,通过活动浮筒对浮式基础进一步支撑,以降低风电机组的倾斜幅度,并提高浮式基础在强风环境下的稳定性。

    15、本方案中,通过设置有第一锁止机构和第二锁止机构,第一锁止机构通过限位座和锁止座相互配合,可对调节后的导轨进行锁止固定,第二锁止机构通过双向螺杆和夹块相互配合,可对调节后的滑座进行固定,从而实现对活动浮筒进行锁止固定,避免调节后的活动浮筒发生活动而影响浮式基础的稳定性。

    16、本方案中,通过设置有平衡机构,通过竖杆、平衡套和钢丝绳相互配合,可对垂块的位置进行控制,从而实现对浮式基础的重心位置进行调节,进一步提高浮式基础在强风环境下的稳定性,避免风电设备整体的倾斜角过大。



    技术特征:

    1.一种浮式基础的海上风电设备,其特征在于,包括:浮台(1)和风电机组(9),所述浮台(1)的底部焊接固定有立柱(11),所述立柱(11)上且靠近底端处焊接固定有呈正三角形分布的下支架(2),所述下支架(2)的三个顶点处均设置有固定浮筒(21),所述浮台(1)的顶部焊接固定有三组环形阵列分布的上支架(3),相邻的上支架(3)之间设有三组间隔分布的导轨(4),各个所述导轨(4)上均滑动连接有滑座(5),所述滑座(5)的底部安装有活动浮筒(6),其中一个滑座(5)的顶部安装有风速风向传感器(57),所述导轨(4)上且靠近浮台(1)的一侧设有控制导轨(4)转动的转向机构,所述转向机构包括转动座(41)、连接座(42)和第一电机(43),所述上支架(3)上且靠近中心处设有第一锁止机构,所述第一锁止机构包括限位座(44)和锁止座(7),用于对导轨(4)进行固定,所述滑座(5)的内侧设有驱动滑座(5)沿导轨(4)移动的驱动机构,所述驱动机构包括驱动轮(52)和齿轮(53),所述滑座(5)的内侧且靠近驱动机构处设有第二锁止机构,所述第二锁止机构包括双向螺杆(54)和对称分布在双向螺杆(54)上的夹块(55),用于对滑座(5)进行固定。

    2.如权利要求1所述的一种浮式基础的海上风电设备,其特征在于:所述浮台(1)的上方设有安装座(12),且安装座(12)的内部为中空结构,所述安装座(12)的底部与上支架(3)的中心处焊接固定,所述安装座(12)的顶部设有一体成型的安装柱(121),用于对风电机组(9)进行安装固定,所述立柱(11)的底部中心处设有定位套(13)。

    3.如权利要求1所述的一种浮式基础的海上风电设备,其特征在于:所述固定浮筒(21)的外侧壁上和底部均安装有连接环(23),所述固定浮筒(21)的下方且位于固定浮筒(21)的外侧设有锚座(25),所述锚座(25)的顶部固定连接有两根锚索(24),两根锚索(24)的端部分别与固定浮筒(21)外侧壁上和底部的连接环(23)固定连接。

    4.如权利要求1所述的一种浮式基础的海上风电设备,其特征在于:所述上支架(3)的端部焊接固定有固定块(31),所述固定浮筒(21)的顶部设有与固定块(31)固定连接的连接杆(22),所述固定块(31)的底部安装有船形浮块(311),相邻的固定块(31)之间固定连接有圆弧导杆(32),所述圆弧导杆(32)的外侧设有截面为弧形的防浪板(33),所述防浪板(33)的两端分别与两侧的固定块(31)固定连接。

    5.如权利要求4所述的一种浮式基础的海上风电设备,其特征在于:所述转动座(41)设置在导轨(4)的一端,且与浮台(1)转动连接,所述连接座(42)设置在导轨(4)的另一端,且与圆弧导杆(32)滑动连接,所述浮台(1)的顶部且位于相邻的上支架(3)之间设置有三组均匀分布的安装杆(14),所述转动座(41)的底部中心处开设有活动孔(411),所述转动座(41)通过活动孔(411)与安装杆(14)转动连接,三组所述第一电机(43)呈环形阵列状安装在安装座(12)的内侧,且分别与三组转动座(41)同轴传动,用于驱动转动座(41)在安装杆(14)上转动,所述连接座(42)上且位于圆弧导杆(32)的外侧嵌设有滚珠(421)。

    6.如权利要求1所述的一种浮式基础的海上风电设备,其特征在于:所述导轨(4)的截面为工字形,所述导轨(4)的两侧均设置有活动槽(45),所述滑座(5)滑动设置在导轨(4)上,所述滑座(5)的顶部安装有护壳(51),两组所述驱动轮(52)对称设置在滑座(5)的内部,且驱动轮(52)的表面与活动槽(45)相接触,两组所述驱动轮(52)通过转轴与滑座(5)转动连接,所述驱动轮(52)的转轴上且位于护壳(51)的内部安装有齿轮(53),两组齿轮(53)之间啮合传动,所述护壳(51)的顶部且位于其中一侧驱动轮(52)的上方安装有同轴传动的第二电机(531)。

    7.如权利要求5所述的一种浮式基础的海上风电设备,其特征在于:所述限位座(44)设置在转动座(41)的底端,且与转动座(41)一体成型,所述限位座(44)的顶部且远离导轨(4)的一侧设置有若干均匀分布的齿槽(441),所述锁止座(7)设置在上支架(3)的下方中心处,所述锁止座(7)的底部设置有限位柱(71),所述限位柱(71)的外壁上设置有若干均匀分布的齿块(72),所述齿块(72)与齿槽(441)之间卡接配合,所述锁止座(7)的底部且位于限位柱(71)的外侧粘接固定有橡胶垫(73),所述上支架(3)的上方且位于安装座(12)的内侧安装有液压缸(74),所述液压缸(74)的活塞杆与锁止座(7)固定连接。

    8.如权利要求6所述的一种浮式基础的海上风电设备,其特征在于:所述双向螺杆(54)设置在滑座(5)的内侧且靠近边缘处,所述双向螺杆(54)的端部与滑座(5)转动连接,所述双向螺杆(54)上设有对称分布的夹块(55),所述夹块(55)的一端与滑座(5)滑动连接,所述夹块(55)的另一端延伸至活动槽(45)的内侧,所述滑座(5)的顶部且靠近第二电机(531)处安装有第三电机(56),所述第三电机(56)与双向螺杆(54)同轴传动。

    9.如权利要求1所述的一种浮式基础的海上风电设备,其特征在于:所述活动浮筒(6)的底部焊接固定有配重块(61),所述配重块(61)的顶部设有贯穿活动浮筒(6)的固定杆(611),所述固定杆(611)的顶部与滑座(5)固定连接,所述活动浮筒(6)的外侧设有延伸至配重块(61)底端的抽水管(62),所述抽水管(62)的顶端贯穿活动浮筒(6),且延伸至活动浮筒(6)的内侧,所述抽水管(62)的端部且位于活动浮筒(6)的内部安装有泵体(63),所述抽水管(62)上且靠近泵体(63)处安装有控制阀(64)。

    10.如权利要求1所述的一种浮式基础的海上风电设备,其特征在于:所述立柱(11)的下方设有平衡机构,所述平衡机构包括竖杆(8)、平衡套(82)和钢丝绳(83),所述竖杆(8)设置在立柱(11)的下方,所述竖杆(8)的底部固定连接有垂块(81),所述竖杆(8)的外侧设有且位于垂块(81)的上方套设有平衡套(82),所述竖杆(8)与平衡套(82)滑动连接,所述平衡套(82)的外侧固定连接有三组环形阵列分布的拉锁(821),所述拉锁(821)的另一端与固定浮筒(21)底部的连接环(23)固定连接,所述钢丝绳(83)设置在竖杆(8)的顶部,且贯穿定位套(13)后延伸至安装座(12)的内部,所述安装座(12)的内部安装有对钢丝绳(83)进行收卷的电动葫芦(84)。


    技术总结
    本发明公开了一种浮式基础的海上风电设备,涉及浮式基础领域,包括浮台和风电机组,浮台的底部设有立柱,立柱上的底端处焊接固定有下支架,下支架的三个顶点处均设置有固定浮筒,浮台的顶部焊接固定有上支架,相邻的上支架之间设有三组间隔分布的导轨,各个导轨上均滑动连接有滑座,滑座的底部安装有活动浮筒,其中一个滑座的顶部安装有风速风向传感器,导轨上且靠近浮台的一侧设有转向机构,上支架上且靠近中心处设有第一锁止机构,滑座的内侧设有驱动机构,滑座的内侧且靠近驱动机构处设有第二锁止机构。该浮式基础的海上风电设备,通过对活动浮筒的位置进行灵活调节,对浮式基础进一步支撑以降低风电机组的倾斜幅度,提高抗风稳定性。

    技术研发人员:王源斌,刘保平,佘中南,周杰,李超,周惠民
    受保护的技术使用者:湖南泽楠智能科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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