用於使浮基穩定的設備的製作方法

2023-09-20 19:26:15 2

專利名稱：用於使浮基穩定的設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於使浮基(floating foundation )穩定的設備，該浮基 離岸使用以承載風力渦輪機。
背景技術：
用於風力渦輪機的浮基可從WO 2006 132 539 Al和WO 2006 121 337 Al中得知，其展示了所謂的"柱形浮標(spar-buoy )"。這種柱形浮標類型 通過使用一套系泊繩纜固定在預定位置處。
圖3顯示了根據已有技術的典型柱形浮標浮基。
風力渦輪機1安裝在塔架2上，該塔架被柱形浮標浮基3支承。存在一 套系泊繩纜5。系泊繩纜5的第一端在一定位置4處附接到柱形浮基3，而 系泊繩纜的第二端附接到錨定件6。
位置4的水平高度(level)在吃水線WL以下。存在平衡配重7,其位 於柱形浮標浮基3的下端上，該配重與整個結構的穩定性有關。
這類系泊設備簡單且便宜。但是，浮基的穩定性僅依賴於重力，所以在 一方面的傾復力矩和另一方面恢復力矩之間建立平衡。
傾復力矩是波浪和風造成的，而恢復力矩是浮基的配重造成的，配重作 用在浮基的下端上。
圖4參照圖3顯示了正常柱形浮標浮基的典型運行載荷。
整個結構通常遭受正在發生的傾復力矩。
傾復力矩定義為作用在風力渦輪機1上的風載荷8與力臂9的乘積，該 力臂的長度由力中心與系泊繩纜附接件4之間的距離限定。
傾復力矩額外地定義為作用在塔架2上的風載荷10與力臂11的乘積， 該力臂的長度由風載荷力中心與系泊繩纜附接件4之間的距離限定。
最後，傾復力矩額外地定義為波浪和水流載荷12乘以力臂13的乘積， 該力臂由該力中心與系泊繩纜附接件4之間的距離限定。
恢復力矩是平衡配重7的重力載荷14乘以力臂15,該力臂由重力中心定。
當傾復力矩與恢復力矩處於平衡時，該結構具有傾斜角度16。 如果恢復力矩為"0"，則浮基本身不會傾斜。任何傾復力矩都會導致浮 基傾斜。所以，風力渦輪機的運行受到傾斜的負面影響。

發明內容
本發明的目的是提供一種用於使浮基穩定的改進設備，以離岸使用。 根據本發明的一種用於使浮基穩定的設備，該浮基被設置為承載安裝在 塔架上的風力渦輪機。浮基由一套系泊繩纜固定。該系泊繩纜的第一端在一 定位置處附接到浮基，而系泊繩纜的第二端附接到海底。存在第二套系泊繩 纜，而第二套系泊繩纜的第一端在浮基的底端處或附近附接到浮基。第二套 系泊繩纜的第二端也附接到海底。
有利地，用於第一套系泊繩纜的第一端的所述一定位置位於吃水線以下。
有利地，存在平衡配重，其位於浮基的下端上。
有利地，第一套系泊繩纜的第二端通過錨定件附接到海底，且第二套系 泊繩纜的第二端通過相同錨定件也附接到海底。
有利地，笫一套系泊繩纜和/或第二套系泊繩纜裝配有張緊裝置，以允許 特定套系泊繩纜的相對拉緊的調整。
本發明的設備允許更好地使被設置為承載風力渦輪機的浮基穩定。
本發明的設備是便宜的，並且容易實施，即使是在已經工作的陳舊位置。


將通過一些附圖的幫助來更詳細地描述本發明，其中
圖l顯示了根據本發明的柱形浮標浮基，
圖2參照圖1顯示了本發明的柱形浮標浮基的運行載荷。
圖3顯示了根據已有技術的典型柱形浮標浮基。
圖4參照圖3顯示了正常柱形浮標浮基的典型運行載荷。
具體實施例方式
圖l顯示了根據本發明的柱形浮標浮基。風力渦輪機1安裝在塔架2上，該塔架被柱形浮標浮基3支承。存在一 套系泊繩纜5。系泊繩纜5的第一端在一定位置4處附接到柱形浮標浮基3, 而系泊繩纜的第二端附接到錨定件6。
位置4的水平高度在吃水線WL以下。存在平衡配重7，其位於柱形浮 標浮基3的下端上，該配重與整個結構的穩定性有關。
才艮據本發明，存在至少另一套系泊繩纜17。該系泊繩纜17的第一端在 浮基3的底端處或附近附接到柱形浮標浮基3。優選地，系泊繩纜17的第二 端附接到錨定件6。還可以使用另 一套錨定件來用於該系泊繩纜17。
在這種情況下，兩套系泊繩纜5和17用於使浮基穩定。因此，恢復力 矩將是浮基下端的配重帶來的第一力矩與系泊繩纜5和17的差值力帶來的 第二力矩的組合。
圖2參照圖1顯示了本發明的柱形浮標浮基3的典型運行載荷。
整個結構通常受到正在發生的傾復力矩。
傾復力矩定義為作用在風力渦輪機1上的風載荷8與力臂9的乘積，該 力臂的長度通過風載荷力中心(wind-load-force-centre)與系泊繩纜附接件4 之間的距離來限定。
傾復力矩額外地定義為作用在塔架2上的風載荷IO與力臂11的乘積， 該力臂的長度通過風載荷力中心與系泊繩纜附接件4之間的距離來限定。
最後，傾復力矩額外地定義為波浪和水流載荷12乘以力臂13的乘積， 該力臂通過該力中心和系泊繩纜附接件4之間的距離限定。
恢復力矩是第二系泊繩纜力19的水平分量18乘以力臂20，該力臂從第 二套系泊繩纜17的附接點AT到第一套系泊繩纜5的附接點4。 當傾復力矩和恢復力矩平衡時，該結構具有非常小的傾斜角度。
在正常的如圖3和4所示的柱形浮標浮基系泊設備中，通常的髙負荷情 況會導致塔架頂部的大約13m的移位和大於5度的最大傾斜。
根據本發明的柱形浮標浮基的系泊設備，相同的負荷情況將導致塔架頂 部的約3ffl的移位和鉤L5度的最大4W，所viU ^良明的設備帶來更^ 剛度。
在優選實施例中，第一套系泊繩纜5和/或第二套系泊繩纜17裝配有張 緊裝置，以允許特定套系泊繩纜的相對拉緊的調整。
權利要求
1、一種用於使浮基(3)穩定的設備，其中，浮基(3)被設置為承載安裝在塔架(2)上的風力渦輪機(1)，其中，浮基(3)由一套系泊繩纜(5)固定，其中，該系泊繩纜(5)的第一端在一定位置(4)處附接到浮基(3)，其中，系泊繩纜(5)的第二端附接到海底(6)，其特徵是，存在第二套系泊繩纜(17)，該第二套系泊繩纜(17)的第一端在浮基的底端處或附近附接到浮基(3)，和該第二套系泊繩纜(17)的第二端也附接到海底。
2、 如權利要求l所述的設備，其特徵是，用於第一套系泊繩纜(5)的 第一端的所述一定位置(4)位於吃水線(WL)以下。
3、 如權利要求1或2所述的設備，其特徵是，存在平衡配重(7)，其 位於浮基(3)的下端上。
4、 如權利要求1到3中的任一項所述的設備，其特徵是， 第一套系泊繩纜(5)的第二端通過錨定件(6)附接到海底，和 第二套系泊繩纜(17)的第二端通過相同錨定件(6)也附接到海底。
5、 如前述任一權利要求所述的設備，其特徵是，第一套系泊繩纜(5) 和/或第二套系泊繩纜(17 )裝配有張緊裝置，以允許特定套系泊繩纜的相對 拉緊的調整。
全文摘要
本發明涉及一種用於使浮基(3)穩定的設備，該浮基被設置為承載安裝在塔架(2)上的風力渦輪機(1)。浮基(3)由一套系泊繩纜(5)固定。該系泊繩纜(5)的第一端在一定位置(4)處附接到浮基(3)，而系泊繩纜(5)的第二端附接到海底(6)。存在第二套系泊繩纜(17)，而第二套系泊繩纜(17)的第一端在浮基的底端處或附近附接到浮基(3)，而第二套系泊繩纜(17)的第二端也附接到海底。
文檔編號F03D1/00GK101624964SQ20091014996
公開日2010年1月13日 申請日期2009年6月24日 優先權日2008年7月8日
發明者亨裡克·斯蒂斯達爾 申請人:西門子公司