海上风电结构基础的制作方法

1.本发明涉及海上风力发电机领域，具体公开了海上风电结构基础。


背景技术：

2.海上建筑包括有钻井平台、浮标、信号灯、风力发电机、潮汐发电机等等，海上建筑面临的问题有如何减少建筑因海浪产生的振动，如何有效地控制建筑的移动范围，如何有效防止建筑设备受到腐蚀等等。海上建筑中数量规模最多的一般是浮标和信号灯，由于浮标和信号灯体积和质量都较小，所以固定相对方便，且其对振动、晃动幅度没有要求，所以其基础一般都是锚，采用锚进行固定即可。海上由于海面平坦、风力较强，所以十分适用于布置风力发电机，但是由于海浪潮汐的原因，风力发电机受到振动影响较强，同时风力发电机的基础成本较高、维修和养护的成本也高。所以现在需要一种成本相对较低、减振效果好的海上风力发电机基础或底座。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供海上风电结构基础，以解决风力发电机在海上受到海浪影响而大幅度振动、晃动的技术问题。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种海上风电结构基础，包括混凝土埋座、水上浮座和连接结构，所述混凝土埋座设置在海底，所述水上浮座漂浮在海面，所述连接结构分别与混凝土埋座和水上浮座连接，所述连接结构包括固定单元和柔性单元，所述固定单元和柔性单元交错连接，所述连接结构的上端和下端均为固定单元且与混凝土埋座和水上浮座连接。本方案中，混凝土埋座设置在海底中，提供稳定的支撑力以及拉力，保证水上浮座不会随意漂浮。本方案中还设置有连接结构，连接结构能够将混凝土埋座和水上浮座连接起来，且连接结构包括有固定单元和柔性单元，固定单元能够提供一定的拉力，将水上浮座拉紧在海面上，避免水上浮座漂浮幅度过大，柔性单元能够提供一定的变形程度，当海浪来时，柔性单元能够发生形变以消耗海浪的动能，减少水上浮座的晃动程度。
6.可选地，所述水上浮座包括浮座本体、配重机构和安装座，所述安装座设置在浮座本体上，安装座用于安装风力发电机，所述配重机构包括若干支撑杆和配重块，所述支撑杆均匀设置在水上浮座的底部，所述配重块设置在支撑杆的底部。本方案中的配重机构设置在水上浮座的底部，能够降低水上浮座和风力发电机整体的重心，以此来降低水上浮座的晃动和振动幅度。
7.可选地，所述固定单元包括固定柱，所述固定柱内设置有固定空腔，所述固定空腔内设置有扭簧，所述扭簧上设置有转轴，所述柔性单元包括链条，所述链条的一端设置在转轴上，所述链条与相邻固定柱的底部连接。本方案中，固定柱内设置有扭簧和转轴，正常状态下，链条缠绕在转轴上，相邻固定柱相抵，形成一根柱状的整体，支撑起整个水上浮座和风力发电机；当水上浮座受到海浪影响时，水上浮座会发生一定程度的晃动和漂移，此时若
干固定柱分离，链条被拉动，链条受到扭簧的弹性恢复力能够在一定程度上拉紧水上浮座，当海浪减少时链条再拉动固定柱恢复原状，使固定柱起到支撑作用。
8.可选地，所述固定柱的上端和下端均设置有加固环，相邻的所述固定柱的加固环能够上下相抵。固定柱的上下两端设置加固环能够增加固定柱的长度，减少材料成本，满足深度较大的海域情况。
9.可选地，所述水上浮座的底部设置有减振结构，所述减振结构包括第一弹簧和十字形的减振板，所述第一弹簧设置在水上浮座的底部，所述减振板设置在第一弹簧上。当海浪作用在减振板上时，减振板能够发生移动、晃动以吸收海浪带来的动能，减少水上浮座的晃动程度。
10.可选地，所述减振板的四个端部向上翘起且伸出到海面上。减振板的端部翘起时，海浪就能够先作用到减振板上，减振板受到海浪影响先在水平方向上晃动，水上浮座在水平方向上的晃动减少，但是会在竖直方向上浮动，该浮动方式对风力发电机的影响较小。
11.可选地，所述减振板的四个端部与水上浮座之间留有间隙。减振板与水上浮座之间留有间隙，当减振板晃动时就不会碰到水上浮座的侧壁上。
12.可选地，所述固定柱的上下两端均设置有用于安装加固环的加固槽，加固槽内设置有第二弹簧，所述加固环滑动设置在加固槽内并与第二弹簧连接。本方案中，加固环能够在第二弹簧的作用下上下移动，以应对涨潮和退潮。
13.本方案的工作原理及有益效果在于：
14.本方案中的建筑基础包括有混凝土埋座和水上浮座以及连接结构三部分，其中混凝土埋座的材料成本远低于现有技术中的基础的成本，同时以连接结构来代替现有技术中基础的部分结构，连接结构中固定柱耗材较多，加固环则耗材少，也相对节约成本，同时连接结构还能够起到支撑、拉紧和限制水上浮座的作用，虽然与现有的基础相比不够稳定，但是在成本减少的同时能够保证水上浮座的安全性，经济性也很高。本方案中还设置有减振板来减少水上浮座的晃动和振动幅度，进一步保证风力发电机的安全性。
附图说明
15.图1为实施例的结构示意图；
16.图2为连接结构的部分纵向剖视图；
17.图3为减振板、第一弹簧和水上浮座的部分结构示意图；
18.图4为水上浮座内部的结构示意图。
19.附图中标记如下：混凝土埋座1、水上浮座2、连接结构3、支撑杆4、配重块5、减振板6、固定柱7、固定空腔8、转轴9、链条10、加固槽11、第二弹簧12、加固环13、第一弹簧14、外壳体15、內浮箱16。
具体实施方式
20.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
21.实施例
22.一种海上风电结构基础，如图1
‑
图4所示，包括混凝土埋座1、水上浮座2和连接结构3。
23.混凝土埋座1设置在海底中，混凝土埋座1为钢筋混凝土结构。水上浮座2包括浮座本体、配重机构和安装座，浮座本体在海面，水上浮座2包括外壳体15和内浮箱，外壳体15呈圆柱状且采用金属制成，内浮箱也呈圆柱状且采用塑料制成，內浮箱16中充入有氦气，內浮箱16沿外壳体15内部周向均匀布置。安装座固定设置在浮座本体上，安装座用于安装风力发电机。配重机构包括若干支撑杆4和配重块5，支撑杆4共四根，支撑杆4均匀固定设置在水上浮座2的底部，配重块5固定设置在支撑杆4的底部，配重块5采用密度较大的金属制成，主要作用是降低整个水上浮座2的重心。浮座本体的底部还设置有减振结构，减振结构包括第一弹簧14和十字形的减振板6，第一弹簧14共四个且均匀布置在浮座本体的底部，第一弹簧14固定设置在水上浮座2的底部，减振板6固定设置在第一弹簧14上。减振板6的四个端部向上翘起且伸出到海面上。减振板6的四个端部与水上浮座2之间留有间隙。
24.连接结构3分别与混凝土埋座1和水上浮座2连接，连接结构3包括固定单元和柔性单元，固定单元和柔性单元交错连接，连接结构3的上端和下端均为固定单元且与混凝土埋座1和水上浮座2连接。
25.固定单元包括固定柱7，固定柱7内设置有纵向截面为倒置t形的固定空腔8，所述固定空腔8内设置有扭簧，所述扭簧上设置有转轴9，所述柔性单元包括链条10，所述链条10的一端设置在转轴9上，所述链条10与相邻固定柱7的底部连接。
26.固定柱7的上端和下端均设置有加固环13，相邻的所述固定柱7的加固环13能够上下相抵。
27.固定柱7的上下两端均设置有用于安装加固环13的加固槽11，加固槽11内设置有第二弹簧12，加固环13滑动设置在加固槽11内并与第二弹簧12连接。
28.具体实施时：
29.自然状态下，若干固定柱7之间上下重叠，加固环13上下相抵，链条10缠绕在转轴9上并拉紧其上方的固定柱7。当海浪较大时，海浪先作用在减振板6上，减振板6随之左右、上下晃动，消耗海浪对水上浮座2造成的能量，浮座本体的晃动就会减少。当水上浮座2随着海浪漂移时，若干固定柱7分离，链条10会被拉出，但是在扭簧的作用下，链条10的拉力越来越大就能够限制水上浮座2的漂浮距离，同时链条10还能够使固定柱7复位。涨潮和退潮时，水上浮座2的高度发生变化，本方案中的加固环13也会随之发生上下移动，以应对水上浮座2的变化。
30.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。