单点系泊式深海浮式风机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105569928A(43)申请公布日2016.05.11(21)申请号201510991559.X(22)申请日2015.12.23(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人唐友刚李焱曲晓奇翟佳伟赵志娟王宾王臻魁李伟(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人程毓英(51)Int.Cl.F03D13/20(2016.01)F03D7/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称单点系泊式深海浮式风机(57)摘要本发明涉及一种单点系泊式深海浮式风机，包括半潜型浮式基础(1)，系泊缆(2)，塔柱(3)，发电舱(4)和风轮(5)，其特征在于，该浮式基础包括呈三角形布置的三个立柱式圆筒形结构(11)，每个立柱式圆筒形结构(11)设压水板(12)，立柱式圆筒形结构(11)之间采用桁架(13)连接；三个立柱式圆筒形结构(11)中的一个为主立柱，塔柱(3)固定在主立柱上，在主立柱的下端设置有单点设备(14)，系泊缆为多条，各系泊缆的一端系泊在海底的不同位置，另一端均固定在此单点设备(14)上。本发明具有自动偏航控制能力，能提高浮式风机的发电效率。CN105569928ACN105569928A权利要求书1/1页1.一种单点系泊式深海浮式风机，包括半潜型浮式基础(1)，系泊缆(2)，塔柱(3)，发电舱(4)和风轮(5)。其特征在于，该浮式基础包括呈三角形布置的三个立柱式圆筒形结构(11)，每个立柱式圆筒形结构(11)设压水板(12)，立柱式圆筒形结构(11)之间采用桁架(13)连接；三个立柱式圆筒形结构(11)中的一个为主立柱，塔柱(3)固定在主立柱上，在主立柱的下端设置有单点设备(14)，系泊缆为多条，各系泊缆的一端系泊在海底的不同位置，另一端均固定在此单点设备(14)上。2.根据权利要求1所述的浮式风机，其特征在于，呈三角型布置的三个立柱式圆筒形结构(11)呈正三角形布置。3.根据权利要求1所述的浮式风机，其特征在于，各系泊缆的一端呈辐射式系泊在海底。2CN105569928A说明书1/3页单点系泊式深海浮式风机技术领域[0001]本发明属于海洋可再生能源领域，具体地说是一种具有随风向变化自动调整方位能力的浮式风机。背景技术[0002]作为一种清洁可再生能源，风能越来越受到世界范围内的广泛关注。由于世界范围内对可再生能源的需求逐步增大，因此用于将风能转换为电能的风机数量也在迅速增长。随着陆上空间的逐步减少、沿海发达地区对电能的需求量大，加之海洋上风强度更大、流动更加稳定等客观因素，在海上的风机容量可以比陆上风机的更大，因此海上风电场的概念也成为风能利用转化领域的一个重要选项。[0003]随着海上风电开发建设技术逐步成熟，风能开发利用的研究正走向深海。根据支撑风机的基础形式的不同，海上风机通常分为固定式风机与浮式风机，当前的海上风电场一般采用固定式基础，但而随着水深逐步增大，与固定式风机相比，浮式风机在经济性、安装工艺、装机容量等方面的优势更为明显。我国具有海域面积约473万平方公里。尤其我国南海，大量岛礁需要开发，这些岛礁一旦建成，供电形式不可能采用陆地供应，采用风电是优先的技术途径，这些海域的水深一般在100米以上至1000米，具有发展浮式风电的海洋环境条件。[0004]现代风力发电机结构通常比较复杂，通常由风轮、传动系统、机舱与偏航系统、发电机、控制系统、塔架与基础等多个部分构成。作为风力发电系统的特有伺服系统之一，偏航系统主要功能是使风轮跟踪变化稳定的风向，保证风力发电效率。因此，偏航系统是常见水平轴式风力发电机组的重要组成之一，也是陆上风机必不可少的系统之一。当前国内外设计的浮式风机主要采用多点系泊的方式。但海上环境载荷多变，一旦风向发生变化，采用多点系泊系统定位的浮式风机系统仍将保持原始朝向，此时必须在偏航系统的辅助下调整风轮及机舱的方位，以使风轮正对风向，从而进行正常的发电作业。[0005]但海上风场与陆上风场相比，海上的空气湿润且含盐分，这样很容易腐蚀风机的钢铁架构。一旦风机生锈将有可能导致轴承、偏航系统等结构的损坏。此外，海上作业困难，一旦偏航系统发生损坏，在百余米高的塔柱上对偏航系统维修并非易事。发明内容[0006]本发明的目的是提供一种新型单点系泊式浮式风机，该浮式风机具有自动偏航控制能力，在风向发生改变的情况下，无需通过偏航系统辅助，自动调整风机方位，保证风轮对风性，从而提高浮式风机的发电效率。本发明可以简化浮式风机上部发电舱处的结构组成，降低浮式风机发生事故风险，降低保养、维修成本及难度。本发明的技术方案如下：[0007]一种单点系泊式深海浮式风机，包括