CN215109286U - 一种适用于单桩基础和浮式风机组合结构体系的浮筒 - Google Patents
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Abstract
一种适用于单桩基础和浮式风机组合结构体系的浮筒属于海上风电领域。浮筒顶部与上部风机的下塔筒底部法兰面连接；浮筒底部设有导向结构，用于使浮筒下部圆筒结构插入单桩基础；浮筒上设置固定孔位，用于在码头风机整体组装后与码头水下临时基础进行固定；浮筒外设有调载泵；浮筒内部设有注水、排水管，与浮筒内舱和调载泵连通。浮筒采用分舱设计，其内部设有隔板，隔板和浮筒内壁组成浮筒内舱，其内部每个舱都设置有独立管道，用于对浮筒内各舱进行注水、排水。本实用新型的浮筒结构能够起到提供浮力、调节平衡、导向就位等作用，能够实现风机整体漂浮安装，不依赖大型海上安装船，能够满足海上风电大规模建设及降本增效的需求。
Description
技术领域
本实用新型属于海上风电领域，涉及一种适用于单桩基础和浮式风机组合结构体系的浮筒。
背景技术
目前海上风电的上部风机-包含塔筒、机舱、轮毂和扇叶等构件通常采用分块安装，即将上部风机构件分别分批运输到指定地点，再使用自升式安装船依次进行吊装安装，对于50米以上水深且淤泥层较厚情况，对安装船的腿长要求更高，国内相应的安装船资源极为稀缺；此外，自升式安装船吊装作业时间较长，相比陆地吊装，海上作业环境复杂多变，施工难度大，进度和质量难以控制。因此，提出了整体安装的浮式风机组合结构体系，该新型结构体系的浮式风机安装不依赖自升式安装船，且海上作业时间短，综合效能极具优势。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于针对单桩和浮式风机组合结构体系的特点，提供了一种适用于该体系的浮筒，具体就是提供一种浮式风机的组合结构中的浮筒。
本实用新型采用的技术方案为：
一种适用于单桩基础和浮式风机组合结构体系的浮筒，包括导向结构6、圆筒7、隔板8、内置管道12、固定孔位13、密封圈14、灌浆管线15。
所述浮筒4顶部设置法兰面，用于与上部风机3的下塔筒底部法兰面通过法兰5连接；浮筒4底部设有导向结构6，用于使浮筒4的下部圆筒7结构插入单桩基础2；浮筒4上设置固定孔位13，用于在码头风机整体组装后与码头水下临时基础进行固定，以及后续海上运输时候与运输船连接固定；浮筒外设有调载泵；浮筒4内部设有注水、排水管，用于连通浮筒内舱和调载泵。
所述的浮筒4采用分舱设计，其内部设有隔板8，隔板8和浮筒内壁组成浮筒内舱，内舱沿垂直方向包括上中下三个水平层内舱9、10和11。每个水平层内舱包括四个小舱，共计十二个舱，每个舱都设置有独立管道，用于对浮筒4 内各舱进行注水、排水。
所述浮筒设有贯通的灌浆管线15。在单桩和浮筒底部塔筒的环形间隙中通过灌浆管线15灌浆，其中灌浆管线15底部开口在浮筒底部塔筒并开孔穿过，灌浆管线15依附在浮筒4内、外壁上，灌浆管线15顶部开口于水面以上，连接灌浆设备。
通过控制对浮筒各舱注水、排水量，可以控制浮式风机在水中的上浮、下沉；通过控制不同舱的水量，可以控制浮式风机在水中的倾斜度，实现浮式风机的调平，调平后进行灌浆，实现永久固定。
进一步的，所述的浮筒4底部内壁与单桩基础2之间的环形间隙内设置密封圈14，起到封闭作用。
该浮筒的主要功能如下：
(1)浮筒上的空舱，提供足够浮力，支撑上部风机，按目前主流8-10MW 风机型号，上部风机重量最大1000吨，浮筒提供浮力达到1500吨。
(2)通过浮筒上设置的固定孔位，用于在码头风机整体组装后和码头水下临时基础的固定，以及后续海上运输时候与运输船连接固定。
(3)浮筒外接调载泵，浮筒内设注水、排水管，可以控制浮式风机在水中的上浮、下沉，并进行调平。
(4)浮筒底部设有导向板，就位时候容易插入单桩基础内。
浮式风机组合结构借助浮筒能够浮于水面，通过浮筒调载，可实现整体升沉，通过浮筒上的固定孔位和运输船底部的设置的可伸缩连接杆连接固定，和运输船成为一个整体，海上运输时，实现浮式风机随着运输船航行；再通过运输船上的支撑框架，和浮式风机的中间塔筒刚性连接，保证浮式风机随着运输船航行时候的稳定；运输至风机机位，使用运输船的锚泊系统或DP系统实现定位于单桩基础正上方，使浮式风机的底端接口对准水下的单桩基础。随后，释放运输船底部和浮筒的连接，释放运输船上框架和风机塔筒的垂向连接，同时保持框架和风机塔筒的水平连接，浮筒压载，风机中部塔筒沿着连接结构的滑轨下移，实现浮式风机的整体下沉，下沉过程中通过对浮筒各舱进行调载，控制整体水平，浮筒通过其底部导向结构与单桩基础完成对接并就位，在浮筒底部圆筒的根部位置即与单桩基础的环形间隙内设置橡胶或聚氨酯的密封圈，密封圈具有弹性，在一定范围内可被压缩而不发生破坏，密封圈通过螺栓连接固定在浮筒底部圆筒内壁，单桩插入后，密封圈被压缩在浮筒底部圆筒内壁和单桩外壁，在密封圈高度(150mm-250mm)内，浮筒底部圆筒内壁和单桩外壁完全密封。测量满足安装精度要求后，灌浆连接浮筒与单桩基础的环形间隙，灌浆强度满足要求后，完全释放运输船上框架和风机塔筒的水平连接，运输船撤离，完成安装。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型提供的浮筒作为一种适用于单桩基础和浮式风机组合结构体系中的浮式风机的一部分，起到了提供浮力，调节平衡，导向就位等作用，从而实现了风机整体漂浮安装，不依赖大型海上安装船，降低了海上施工难度，节约了海上吊装时间，显著降低海上施工成本，满足海上风电大规模建设及降本增效的需求。
附图说明：
图1为本实用新型安装就位后的整体图；
图2为本实用新型的浮式风机图；
图3为本实用新型的浮筒整体图；
图4为本实用新型的浮筒剖面图；
图5为本实用新型安装就位后的浮筒底部剖面图；
图中：1浮式风机结构；2单桩基础；3风机；4浮筒；5法兰；6导向结构； 7圆筒；8隔板；9上层内舱；10中层内舱；11下层内舱；12内置管道；13固定孔位；14密封圈；15灌浆管线。
具体实施方式
为了彻底了解本实用新型，以下结合附图，提出详细的结构，做出具体描述。
适用于单桩的浮式风机结构1和单桩基础2，其中浮式风机结构1分为上部风机3和下部浮筒4，其中单桩基础是预先打入海床的大直径(7米-10米直径) 钢桩。所述浮筒4安装在上部风机3的塔筒底部，浮筒顶部与塔筒底部通过法兰5连接，浮筒4底部设有导向结构6，使浮筒4的下部圆筒7容易插入单桩基础2。
所述的浮筒4采用分舱设计，其内部设有隔板8，隔板8和浮筒内壁组成浮筒的内舱，沿着垂直方向，内舱分为上中下三个水平层内舱9、10和11。每个水平层内舱又有隔板分为四个舱，共计十二个舱。通过外置调载泵及内置管道 12，(图4中为清晰表示，仅仅显示一侧管道)，实际上十二个舱中每个舱都设置有独立管道，用于对浮筒4内各舱进行注水、排水，可以控制浮式风机在水中的上浮、下沉。而通过控制不同舱的水量，可以控制浮式风机在水中的倾斜度，实现浮式风机的调平。
所述的浮筒4上设置有固定孔位13，运输船上的连接杆可插入其中，完全固定，从而使运输船和风机浮筒组合体在运输中成为一体。单桩与浮筒底部内壁的环形间隙内设置有密封圈14，起到封闭作用，以便灌浆固定浮筒与单桩的组合结构。在单桩和浮筒底部塔筒的环形间隙中通过灌浆管线15灌浆，其中灌浆管线15底部开口在浮筒底部塔筒(比如在密封圈位置上部0.5米处)并开孔穿过，灌浆管线15依附在浮筒4内、外壁上，灌浆管线15顶部开口于水面以上，连接灌浆设备。
以上所述实施例仅表达本实用新型的实施方式，但并不能因此而理解为对本实用新型专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种适用于单桩基础和浮式风机组合结构体系的浮筒，其特征在于，所述的浮筒包括导向结构(6)、圆筒(7)、隔板(8)、内置管道(12)、固定孔位(13)；
所述浮筒(4)顶部设置法兰面，用于与上部风机(3)的下塔筒底部法兰面通过法兰(5)连接；浮筒(4)底部设有导向结构(6)，用于使浮筒(4)的下部圆筒(7)结构插入单桩基础(2)；浮筒(4)上设置固定孔位(13)，用于在码头风机整体组装后与码头水下临时基础进行固定，以及后续海上运输时候与运输船连接固定；浮筒外设有调载泵；浮筒(4)内部设有注水、排水管，用于连通浮筒内舱和调载泵；
所述的浮筒(4)采用分舱设计，其内部设有隔板(8)，隔板(8)和浮筒内壁组成浮筒内舱，内舱沿垂直方向包括上中下三个水平层内舱(9)、(10)和(11)；每个水平层内舱包括四个小舱，且每个小舱都设置有独立的内置管道(12)，用于对浮筒(4)内各舱进行注水、排水；
通过控制对浮筒各舱注水、排水量，可以控制浮式风机在水中的上浮、下沉；通过控制不同小舱的水量，可以控制浮式风机在水中的倾斜度，实现浮式风机的调平，调平后进行灌浆，实现永久固定。
2.根据权利要求1所述的一种适用于单桩基础和浮式风机组合结构体系的浮筒，其特征在于，所述的浮筒(4)底部内壁与单桩基础(2)之间的环形间隙内设置密封圈(14)。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113417808A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-09-21 | 大连理工大学 | 一种适用于单桩基础和浮式风机组合结构体系的浮筒 |
| CN115323991A (zh) * | 2022-10-17 | 2022-11-11 | 山东久固钢结构工程有限公司 | 一种钢结构靠船墩 |
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2021
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