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CN102606408A - 海上风力发电机组 - Google Patents

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CN102606408A
CN102606408A CN201210091247XA CN201210091247A CN102606408A CN 102606408 A CN102606408 A CN 102606408A CN 201210091247X A CN201210091247X A CN 201210091247XA CN 201210091247 A CN201210091247 A CN 201210091247A CN 102606408 A CN102606408 A CN 102606408A
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offshore wind
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wind generating
float structure
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史磊
杨敏冬
刘晋超
马兆荣
李乐
刘福来
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Guangdong Electric Power Design Institute
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Abstract

本发明提供一种用于海上风力发电机组，包括浮体结构、风机塔筒、风电机组，所述浮体结构的上端连接风机塔筒的一端，所述风机塔筒的另一端安装有风电机组，所述浮体结构的下端通过连接件连接海底锚，具有结构简单、可靠、经济适用、稳定性好、施工和安装方便的优点。

Description

海上风力发电机组
技术领域
本发明涉及一种海上风力发电机组。
背景技术
风能是一种清洁的可再生绿色能源，开发效率高，经济性好，具有大规模开发条件和商业化前景，世界各国正在大力建设风电场，风力发电技术也得到了快速发展。风电场主要分为陆地风电场和海上风电场。陆地风电场起步较早，发展比较成熟，但存在严重的用地矛盾、噪声污染、优良场址已逐渐开发完毕等问题，风电场的开发正逐渐向海上转移。
海上风电场按所处海域位置分为浅海风电场和深海风电场。浅海风电场适用于50m以内水深的海域，采用固定式基础形式。浅海风电场在欧洲，特别是在丹麦、英国等国家起步较早，发展也特别迅速。深海风电场一般适用于50m以上水深的海域。海上风力资源丰富，比陆地风力发电量大，同时，深海区域的风力资源要比近海区域更为丰富，具有很大的发展潜力，也是未来海上风电场开发的主要海域。
设计出一种成本低、稳定性好、适用范围广的海上风电机组基础结构对我国海上风电产业的发展以及能源结构的调整具有重要意义。
发明内容
基于此，本发明提出一种稳定性好、施工和安装方便的海上风力发电机组。
一种海上风力发电机组包括浮体结构、风机塔筒、风电机组，所述浮体结构的上端连接所述风机塔筒的一端，所述风机塔筒的另一端安装有风电机组，所述浮体结构的下端通过连接件连接海底锚。
在其中一个实施例中，还包括刚性构件、连接件，所述浮体结构下端连接刚性构件，所述连接件一端连接所述刚性构件，另一端连接海底锚。
在其中一个实施例中，所述刚性构件从所述浮体结构的周边向四周伸出，且所述刚性的厚度沿延伸方向逐渐减小。
在其中一个实施例中，所述刚性构件的横截面为矩形。
在其中一个实施例中，所述的连接件为张力筋腱或锚缆。
在其中一个实施例中，所述浮体结构包括相互连接的第一浮块和第二浮块，所述的第二浮块连接风机塔筒的一端，所述的第一浮块通过连接件连接海底锚。
在其中一个实施例中，所述浮体结构包括至少一个第三浮块，所述第三浮块连接在所述第一浮块、第二浮块之间。
在其中一个实施例中，所述的第一、二、三浮块为圆柱形，所述第一浮块的直径大于第三浮块的直径，第三浮块的直径大于第二浮块的直径。
在其中一个实施例中，所述刚性构件与所述第一浮块为一体。
在其中一个实施例中，所述风电机组包括齿轮箱和安装于齿轮箱上的叶片，所述齿轮箱安装于风机塔筒的一端。
本发明海上风力发电机组的浮体结构采用第一浮块在下，第二浮块在上的方式，稳定性好，结构简单、施工和安装方便、经济适用，
连接件的预张力平衡第一浮块提供的剩余浮力，垂向和转动刚度大，可以很好的限制浮体的垂向运动和翻转。
所述第三浮块与第一浮块、第二浮块连接在一起，多个浮块的摆放结构外形貌似“葫芦”形状，具有良好的稳定性，可以减小浮体结构的运动，保证发电机组的安全。
浮体结构采用大直径的第一浮块在下，小直径的第二浮块在上的方式，中间的第三浮块的直径为两者之间，在保证浮体结构提供足够浮力的同时，减小其所受的波浪力，同时，下重上轻可确保其稳定性。
第一浮块与刚性构件之间通过矩形截面进行连接，更加牢固，制作也相对方便。
刚性构件与所述第一浮块为一体，增加整体的稳定性。同时也使得第一浮块浮块和刚性构件在陆地上制成一体，然后运到海上进行安装，操作简单。
附图说明
图1为本发明海上风力发电机组的示意图；
图2为图1沿A-A向的剖视图；
附图标记说明：
1、风电机组，2、风机塔筒，3、浮体结构，4、第一浮块，5、第二浮块，6、第三浮块，7、第四浮块，8、刚性构件，9、连接件，10、海底锚，11、叶片，12、齿轮箱。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明海上风力发电机组的实施例进行说明。
如图1所示，海上风力发电机组包括风电机组1，风机塔筒2、浮体结构3，浮体结构3的上端连接风机塔筒2的一端，风机塔筒2的另一端安装有风电机组1，浮体结构3的下端通过连接件9连接海底锚10。
浮体结构3包括第一浮块4、第二浮块5、第三浮块6和第四浮块7，第四浮块7将第一浮块4和第三浮块6连接在一起，第二浮块5与第四浮块7串联在一起，从而使第二浮块5与在第一、三、四浮块连接在一起。本实施例中，四个浮块为圆柱形，第二浮块5与第四浮块7的直径相同，第一浮块4的直径大于第三浮块6的直径，第三浮块6的直径大于第二浮块5的直径，第一浮块4位于浮体结构3下端，第二浮块5于浮体结构3的上端，浮体结构3呈上轻下重，在浮体结构提供足够浮力的同时，减小其所受的波浪力，确保浮体结构的稳定。第二浮块5与第四浮块7可作为一个浮块预制。为保证四个浮块连接的强度可靠，四个浮块可预制成一体。可以理解的是，浮块的数目不仅仅限定在四个，可以依实际的环境状况进行设定，其摆放的具体结构也不局限于本实施例中所描述的，满足使整体平稳即可。
如图2所示，第一浮块4向外伸出三个刚性构件8，任意两个的刚性构件8相互间成120°夹角，刚性构件8的横截面为矩形，每个刚性构件的横截面大小是变化的，刚性构件8的横截面向外是逐渐减小的，第一浮块4与三个刚性构件8之间搭接牢固。刚性构件8和第一浮块4可预制成一体，确保发电机组的安全。
三个连接件9的一端分别连接一个刚性构件8，另一端分别连接一海底锚10，任意两个连接件9之间的夹角为120°，连接件9为张力筋腱或锚缆，根据海底地质和水深的不同，所述海底锚9可采用桩基锚、重力式锚或吸力式锚。
浮体结构3在海水浮力、自身重力及连接件张力的作用下平衡，垂向和转动刚度大，可以很好的限制浮体的垂向运动和翻转。
第二浮块5的顶端连接风机塔筒2，风机塔筒2的上安装风电机组1，所述风电机组1由叶片11和齿轮箱12组成，叶片11安装于齿轮箱12上。
浮体结构和刚性构件可在陆地上制成一体，然后运到海上进行安装，第二浮块和风机塔筒可采用法兰进行连接，可方便海上风力发电机组在海上安装。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种海上风力发电机组，其特征在于，包括浮体结构、风机塔筒、风电机组，所述浮体结构的上端连接所述风机塔筒的一端，所述风机塔筒的另一端安装有风电机组，所述浮体结构的下端通过连接件连接海底锚。
2.根据权利要求1所述的海上风力发电机组，其特征在于，还包括刚性构件、连接件，所述浮体结构下端连接刚性构件，所述连接件一端连接所述刚性构件，另一端连接海底锚。
3.根据权利要求2所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述刚性构件从所述浮体结构的周边向四周伸出，且所述刚性的厚度沿延伸方向逐渐减小。
4.根据权利要求3任一项所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述刚性构件的横截面为矩形。
5.根据权利要求4所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述的连接件为张力筋腱或锚缆。
6.根据权利要求1-5任一项所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述浮体结构包括相互连接的第一浮块和第二浮块，所述的第二浮块连接风机塔筒的一端，所述的第一浮块通过连接件连接海底锚。
7.根据权利要求6所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述浮体结构包括至少一个第三浮块，所述第三浮块连接在所述第一浮块、第二浮块之间。
8.根据权利要求7所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述的第一、二、三浮块为圆柱形，所述第一浮块的直径大于第三浮块的直径，第三浮块的直径大于第二浮块的直径。
9.根据权利要求6所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述刚性构件与所述第一浮块为一体。
10.根据权利要求6所述的海上风力发电机组，其特征在于，所述风电机组包括齿轮箱和安装于齿轮箱上的叶片，所述齿轮箱安装于风机塔筒的一端。
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