海上风电基础防冲刷装置的制作方法

1.本技术涉及海上风力发电技术领域，尤其涉及海上风电基础防冲刷装置。


背景技术：

2.风能作为一种清洁无害的可再生能源，日益受到人类重视，尤其是海上风能资源不仅具有较高的风速，而且距离海岸线较远，不受噪音限值的影响，允许发电机组制造更为大型化。在海上发电设施中海上风电基础是支撑整个海上风力机的重要部分，由于潮流和波浪的作用，海上风电桩基基础周围海床上的泥沙会被冲刷带走，破坏桩基基础周围海床土层结构，影响桩基基础周围的稳定性。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本技术的实施例提出一种海上风电基础防冲刷装置，使潮流直接流过，减缓桩基础周围海床附近潮流流速，降低潮流的掀沙能力，实现桩基础周围海床防冲刷。
5.根据本技术海上风电基础防冲刷装置，包括桩基础，桩基础外周面开设有扰流孔，扰流孔沿桩基础径向延伸并贯穿桩基础形成过流通道，以便潮流直接从过流通道流过，减缓桩基础周围海床潮流流速。上述结构中通过在桩基础的外周面开设有贯穿桩基础的扰流孔，潮流可直接从扰流孔流过，进而达到减缓桩基础海床周围流速，降低潮流掀沙能力，实现桩基础周围海床防冲刷。
6.在一些实施例中，所述扰流孔的设置数量为若干个，若干个所述扰流孔沿所述桩基础轴向等间距布置，或若干个所述扰流孔之间的设置间距沿所述桩基础轴向逐渐减小。
7.在一些实施例中，若干个所述扰流孔沿所述桩基础周向相互交错设置在所述桩基础上；若干个所述扰流孔的开孔方向为平行于所述桩基础横截面和/或与所述桩基础横截面之间形成夹角。
8.在一些实施例中，若干个所述扰流孔按照第一夹角沿所述桩基础周向均匀交错设置在所述桩基础上，所述第一夹角为相邻扰流孔之间的连线与所述桩基础轴向之间形成的夹角且所述所述第一夹角为15
°‑
30
°
。
9.在一些实施例中，若干个所述扰流孔之间的第一夹角沿所述桩基础周向逐渐增大。
10.在一些实施例中，若干个所述扰流孔整体形成螺旋式扰流通道以用于破坏桩周的马蹄涡流动结构。
11.在一些实施例中，所述扰流孔的横截面面积逐渐减小。
12.在一些实施例中，所述扰流孔的纵截面面积逐渐减小。
13.在一些实施例中，若干个所述扰流孔横截面的外周轮廓为为圆形、带圆角的矩形和花瓣形中的任意一种或几种。
14.在一些实施例中，相邻所述扰流孔横截面的外周轮廓不同。
15.在一些实施例中，在所述桩基础的横截面上，所述过流通道的横截面形状为“一”字型。
16.在一些实施例中，在所述桩基础的横截面上所述过流通道的横截面形状为“t”字型。
17.在一些实施例中，在所述桩基础的横截面上，所述过流通道沿所述桩基础径向的延伸长度l1为0.3r
‑
0.8r，r为桩基础的直径。
18.在一些实施例中，在所述桩基础的横截面上，所述过流通道的横截面形状为“y”字型。
19.在一些实施例中，所述过流通道沿所述桩基础径向的延伸长度l2为0.6r
‑
0.9r，r为桩基础的直径。
20.在一些实施例中，在所述桩基础的横截面上，相邻所述过流通道的截面形状不同。
附图说明
21.图1是本技术实施例一的整体结构示意图。
22.图2是本技术实施例一中过流通道的横截面示意图。
23.图3是本技术实施例二中过流通道的横截面示意图。
24.图4是本技术实施例三中过流通道的横截面示意图。
25.图5是本技术实施例四中过流通道的横截面示意图。
26.图6是本技术实施例五中过流通道的横截面示意图。
27.附图标记：
28.1为桩基础，2为扰流孔，3为过流通道，31为第一通道，32为第二通道，33为第三通道。
具体实施方式
29.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
30.本技术提出了一种海上风电基础防冲刷装置，包括桩基础，桩基础外周面开设有扰流孔，扰流孔沿桩基础径向延伸并贯穿桩基础形成过流通道，以便潮流直接从扰流孔流过，减缓桩基础周围海床潮流流速。上述结构中通过在桩基础的外周面开设有贯穿桩基础的扰流孔，潮流可直接从扰流孔流过，进而达到减缓桩基础海床周围流速，降低潮流掀沙能力，实现桩基础周围海床防冲刷。
31.下面结合附图1
‑
6具体阐述本技术技术方案；
32.本技术的实施例一公开了一种海上风电基础防冲刷装置，包括桩基础1，桩基础1外周面开设有扰流孔2，扰流孔2沿桩基础径向延伸并贯穿桩基础形成过流通道3，以便潮流直接从过流通道3流过，减缓桩基础周围海床潮流流速。也就是说，在桩基础的外周面上开设有至少一个扰流孔，利用扰流孔形成的过流通道，使得潮流可直接从过流通道内流过，避免了原路径上的潮流对桩基础周围的冲刷，同时使得桩基础周围海床的潮流流速降低，降低潮流掀沙能力，实现桩基础周围海床防冲刷。
33.具体地，所述扰流孔2的设置数量为若干个，若干个所述扰流孔3沿所述桩基础轴
向等间距布置。也就是说，沿桩基础1的轴向按照等间距的布置方式开设有若干个扰流孔2，每个扰流孔均贯穿桩基础形成过流通道。本实施例中扰流孔的设置数量优选为三个，三个扰流孔沿桩基础轴向按照等间距的布置方式布置，设置间距优选为4m
‑
6m。
34.需要注意的是，若干个所述扰流孔2之间的设置间距还可以沿所述桩基础轴向逐渐减小。也就是说，在沿桩基础周向，三个扰流孔之间的设置间距可为自上而下依次减小，或者是自下而上依次减小。例如在沿桩基础周向上，自上而下三个扰流孔之间的设置间距依次为5m和4m，自下而上三个扰流孔之间的设置间距为6m和4m。
35.具体地，若干个所述扰流孔2沿所述桩基础周向相互交错设置在所述桩基础1上。也就是说，在沿桩基础周向上交错布置有若干个扰流孔，相邻的扰流孔之间不处于同一桩基础横截面内，利用相互交错布置的扰流孔可实现对潮流的消能减冲，改变桩基础周围潮流方向，使得桩基础周围潮流流向扰流孔，并从扰流孔形成的过流通道内直接流出。
36.可选地，若干个所述扰流孔2的开孔方向为平行于所述桩基础横截面和/或与所述桩基础横截面之间形成夹角。也就是说，扰流孔2开孔方向可以是平行于桩基础横截面，即扰流孔的横截面与桩基础横截面平行设置，此时扰流孔为水平设置；扰流孔开孔方向还可以是与桩基础横截面之间形成夹角，换而言之，扰流孔横截面与桩基础横截面之间形成夹角，当夹角为90
°
时，扰流孔为竖直在桩基础的外周面上；当夹角小于90
°
时，扰流孔为倾斜设置在桩基础的外周面上。
37.需要注意的是，所述扰流孔2还可以设置为沿桩基础的周向扰流孔中间部分的设置高度要高于扰流孔两端的设置高度，为了保证潮流通过扰流孔后，泥沙不留置在扰流孔内，避免扰流孔出现泥沙堵塞的情况。
38.可选地，若干个所述扰流孔2按照第一夹角沿所述桩基础周向均匀交错设置在所述桩基础上，若干个所述扰流孔2整体形成螺旋式扰流通道以用于破坏桩周的马蹄涡流动结构，所述第一夹角为相邻扰流孔之间的连线与所述桩基础轴向之间形成的夹角且所述所述第一夹角为15
°‑
30
°
。也就是说，在沿桩基础周向上按照第一夹角且等间距布置有多个扰流孔，本实施例中扰流孔设置数量为三个，三个扰流孔之间按照第一夹角为20
°
沿桩基础周向等间距布置，三个扰流孔之间整体形成沿桩基础周向的螺旋式扰流通道，利用螺旋式扰流通道可以破坏桩周的马蹄涡流动结构。
39.可选地，若干个所述扰流孔2之间的第一夹角沿所述桩基础周向逐渐增大。也就是说，在沿桩基础周向上，三个扰流孔2之间的第一夹角逐渐增大，换而言之，三个扰流孔2之间的第一夹角可分别为15
°
和20
°
，第一个扰流孔和第二个扰流孔之间的第一夹角为15
°
，第二扰流孔和第三扰流孔之间的第一夹角为20
°
。
40.可选地，所述扰流孔2的横截面面积逐渐减小。也就是说，扰流孔还可以设置成在沿桩基础的径向上，扰流孔的横截面面积逐渐小，换而言之，在沿桩基础的径向上，扰流孔形成的过流通道的宽度越来越小，利用过流通道对潮流进行缓冲，降低潮流流速。
41.可选地，所述扰流孔2的纵截面面积逐渐减小。也就是说，扰流孔还可以设置为在沿桩基础的径向上，扰流孔形成的过流通道的高度越来越小，利用过流通道对潮流进行缓冲，降低潮流流速
42.可选地，若干个所述扰流孔横截面的外周轮廓为为圆形、带圆角的矩形和花瓣形中的任意一种或几种。也就是说，扰流孔的开口形状可以为圆形、带圆角的矩形或者是花瓣
形。需要注意的是，扰流孔的开口截面形状还可以为梯形、星形等。
43.可选地，相邻所述扰流孔横截面的外周轮廓不同。也就是说，相邻的扰流孔的开口形状不同，例如相邻扰流孔开口形状分别为圆形和带圆角的矩形，亦或是圆形和花瓣形等。
44.可选地，在所述桩基础的横截面上，所述过流通道的横截面形状为“一”字型。也就是说，过流通道为单一贯穿桩基础的通道，利用单一通道便于潮流快速流过，使得桩基础周围海床附近的潮流流速降低，进而实现桩基础周围海床防冲刷。
45.如图3和4所示，实施例二和实施例三还公开了一种还长风电基础冲刷防护装置，在所述桩基础的横截面上，所述过流通道的横截面形状为“t”字型。也就是说，过流通道3包括沿桩基础径向的第一通道31和与第一通道31垂直连通的第二通道32，第一通道31和第二通道32之间整体组成t字型过流通道，利用t字型过流通道使得潮流从第一通道31流入后，从第二通道32的两个出口流出，流出的两个方向的扰流可扰断桩基础周围海床潮流流动方向，并达到阻滞桩基础周围海床潮流流动，大大提高了桩基础周围海床防冲刷能力。
46.进一步地，在所述桩基础的横截面上，所述过流通道3沿所述桩基础径向的延伸长度l1为0.3r
‑
0.8r，r为桩基础的直径，。也就是说，由第一通道31和第二通道32组成的t字型过流通道整体在桩基础的横截面上延伸长度为0.3r
‑
0.8r，实施例二中t字型过流通道的延伸长度为0.4r，实施例三中t字型过流通道的延伸长度为0.8r。
47.如图5和6所示，实施例四和实施例五还公开了一种还长风电基础冲刷防护装置，在所述桩基础1的横截面上，所述过流通道的横截面形状为“y”字型。也就是说，过流通道包括沿桩基础径向设置的第一通道31和分别与第一通道连通的第二通道32和第三通道33，第二通道32和第三通道33均与第一通道31连通，第二通道32与第三通道33之间形成夹角，第一通道31、第二通道32和第三通道33整体形成y字型过流通道3，潮流从第二通道和第三通道的出口流出，流出的两个方向的扰流可扰断桩基础周围海床潮流流动方向，并达到阻滞桩基础周围海床潮流流动，大大提高了桩基础周围海床防冲刷能力。
48.进一步地，所述过流通道沿所述桩基础径向的延伸长度l2为0.6r
‑
0.9r，r为桩基础的直径。也就是说，由第一通道31、第二通道32和第三通道33整体组成的y字型过流通道整体在桩基础横截面上的延伸长度为0.6r
‑
0.9r，实施例四中延伸长度为0.7r，实施例五中延伸长度为0.9r。
49.具体地，在所述桩基础的横截面上，相邻所述过流通道的截面形状不同。也就是说，在桩基础上设置的相邻过流通道的布置形式不同，通过改变开孔截面，可以改变流动方向，使得桩周马蹄涡绕流形态变化，让水流不直接冲击海床，达到基础防冲刷目的，例如相邻过流通道的横截面形状可分别为一字型和y字型，亦或是分别为y字型和t字型，还可以分别是一字型和t字型。需要注意的是，还可以为在上述形状基础的上变形，例如井字型、川字型等等。
50.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
51.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
52.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
53.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
54.在本技术中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
55.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。