一种用于海上风电的自动化安装防冲刷保护装置的制作方法

本发明属于海上风电技术领域，具体涉及一种用于海上风电的自动化安装防冲刷保护装置。

背景技术：

海上风电作为一种可再生能源近些年来发展速度十分迅猛。风电场风机基础的形式多样，主要包括重力式基础、单桩基础、三脚架基础、桩基承台、导管架和吸力筒基础等。海上风电基础局部冲刷是海上风电发展所面临的一个问题，海上风机与升压站所处的海洋气象水文条件复杂多变，极端波、流海况频发，风电基础在风-浪-流的联合作用下，桩柱附近泥沙极易起动，使基础结构裸露。这一方面降低了桩基的承载能力与稳定性，另一方面，埋深的减小削弱了结构的侧向约束，导致其整体自振频率下降、更易发生疲劳破坏。因此采取相应的防冲刷措施是十分必要的。

现有的冲刷防护措施主要有抛石、砂袋、砂被以及混凝土软排冲刷防护，而冲刷防护费用极其昂贵。目前仿生草防冲刷方式也慢慢兴起，由于其仿生草为塑料等材料制成，所以原材料价格低廉，将仿生草安装于基础四周的海床面之上，仿生草叶片在浮力作用下飘浮，产生柔性粘滞阻尼作用，使海底流速降低，减缓洋流对海床的冲刷，并使洋流中夹杂的泥沙不断地沉积到仿生草基垫上。经过一段时间的沉积，形成沙丘，从根本上控制冲刷的产生，保护风电基础。

但普通的仿生草防冲刷方法需要潜水员潜入海底将仿生草锚固于海床面，因此其人工安装成本高昂，也就抬高了这种安装方式的总体成本，所以目前在海上风电防冲刷领域使用较少。

技术实现要素：

为了解决海上风基础局部冲刷问题，本发明提供了一一种用于海上风电的自动化安装防冲刷保护装置的技术方案。本装置可实现自动化安装仿生草，安装方式简单方便，降低了成本。

所述的一种用于海上风电的自动化安装防冲刷保护装置，其特征在于包括风电基础，风电基础的下部配合套装仿生草支撑组件，仿生草支撑组件包括柔性支撑层、仿生草、浮动环、支撑管和防下滑组件，柔性支撑层围设于风电基础四周，仿生草设置于柔性支撑层，防下滑组件设置于风电基础外壁，用以吊住浮动环，浮动环围设于风电基础外，支撑管环布于风电基础四周，其内端与浮动环转动配合，其主体用以支撑固定柔性支撑层，风电基础的上部环设电动卷绳器，电动卷绳器通过吊绳与对应的支撑管连接，电动卷绳器能够通过吊绳带动仿生草支撑组件收拢或展开。

所述的一种用于海上风电的自动化安装防冲刷保护装置，其特征在于所述柔性支撑层包括外圈和若干设置于外圈内侧的径向条，外圈与径向条之间所形成的镂空部分设置连接层，仿生草设置于连接层。

所述的一种用于海上风电的自动化安装防冲刷保护装置，其特征在于所述外圈和径向条均为砂袋。

所述的一种用于海上风电的自动化安装防冲刷保护装置，其特征在于所述连接层为布料，布料的边缘与砂袋连接，仿生草铺设于布料底部。

所述的一种用于海上风电的自动化安装防冲刷保护装置，其特征在于所述仿生草与布料粘接或通过缝纫连接。

所述的一种用于海上风电的自动化安装防冲刷保护装置，其特征在于所述径向条与支撑管一一对应连接。

所述的一种用于海上风电的自动化安装防冲刷保护装置，其特征在于所述浮动环为抱箍。

所述的一种用于海上风电的自动化安装防冲刷保护装置，其特征在于所述防下滑组件包括固定于风电基础外壁上的眼板和用以连接眼板与浮动环的连接绳。

所述的一种用于海上风电的自动化安装防冲刷保护装置，其特征在于所述防下滑组件还包括转动配合于眼板上的第一吊环、转动配合于浮动环上的第二吊环，所述连接绳连接于第一吊环与第二吊环之间。

所述支撑管上设置缓冲件，当仿生草支撑组件收拢时，缓冲件用以与风电基础外壁挡接。

与传统海上风电防冲刷方式相比，本发明的优点如下：

1）采用仿生草进行防冲刷，原材料价格低廉，从根本上控制冲刷的产生防冲刷效果好；

2）本发明能免去传统的仿生草锚固步骤，降低了安装难度，减少了安装成本，而且可以回收利用，大大降低了海上风电场建设的前期投入成本；

3）仿生草可以沿基础壁面上下浮动，适应性强，该装置可用于不同入泥深度的基础，使用范围广。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中a处放大图；

图3为本发明局部结构示意图；

图4为本发明中支撑管结构示意图；

图5为本发明安装于海床面上时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图所示，一种用于海上风电的自动化安装防冲刷保护装置，其特征在于包括风电基础1，风电基础1的下部配合套装仿生草支撑组件，仿生草支撑组件包括柔性支撑层、仿生草、浮动环2、支撑管3和防下滑组件，柔性支撑层围设于风电基础1四周，仿生草设置于柔性支撑层，防下滑组件设置于风电基础1外壁，用以吊住浮动环2，浮动环2围设于风电基础1外，支撑管3环布于风电基础1四周，其内端与浮动环2转动配合，其主体用以支撑固定柔性支撑层，风电基础1的上部环设电动卷绳器4，电动卷绳器4通过吊绳5与对应的支撑管3连接，电动卷绳器4能够通过吊绳5带动仿生草支撑组件收拢或展开。

作为优化：所述柔性支撑层包括外圈7和若干设置于外圈7内侧的径向条8，外圈7与径向条8之间所形成的镂空部分设置连接层9，仿生草设置于连接层9。

在上述结构中，所述外圈7和径向条8均为砂袋，且砂袋可以是一个大的整体式结构，也可以是一个个小砂袋串联起来的结构。

在上述结构中，所述连接层9为布料，布料的边缘与砂袋连接，仿生草铺设于布料底部。

在上述结构中，所述仿生草与布料粘接或通过缝纫连接。

作为优化：所述径向条8与支撑管3一一对应连接。

作为优化：所述浮动环2为抱箍，浮动环2与风电基础1之间具有能够使浮动环2悬空于风电基础1的间隙。在本发明的另一种实施方式中，浮动环2也可以是分体式结构，由多个单体排列组成浮动环，单体之间相互独立。

在上述结构中，所述防下滑组件包括固定于风电基础1外壁上的眼板10和用以连接眼板10与浮动环2的连接绳11。

更进一步地，所述防下滑组件还包括转动配合于眼板10上的第一吊环12、转动配合于浮动环2上的第二吊环13，所述连接绳11连接于第一吊环12与第二吊环13之间，其中浮动环2上具有双层板状结构的安装座200，第二吊环13和支撑管3的内端均与该安装座200转动配合。

作为优化：所述支撑管3上设置缓冲件14，当仿生草支撑组件收拢时，缓冲件14用以与风电基础1外壁挡接。

作为优化：所述挂绳5选用缆绳，所述电动卷绳器4选用电动葫芦或绞盘机。

对本发明作进一步说明：仿生草成圆环形均布于风电基础1周围，仿生草固定于布料等材料之上，可采取缝纫等方式固定，使之连为一体，仿生草边缘与砂袋相连，砂袋内填充满砂石或其他高密度物质，砂袋作用主要是将仿生草按压于海床面之上，避免其因强大的海流被冲走或上下浮动，砂袋固定于支撑管3下端，支撑管3底部与两端焊有圆环孔，底部的圆环孔与砂袋的带子相连，外端的圆环孔与挂绳5相连，内端圆环孔与焊于浮动环2之上的眼板安装座200相连，同时安装座200还与第二吊环13相连，浮动环2的内径稍大于风电基础1的外径，柔性带11存在的目的是为了吊住浮动环2与支撑管3，防止其下滑，风电基础1上部固定有电动葫芦或绞盘机，其内部吊绳5与支撑管3外端的圆环孔相连。

在安装风电基础1之前，仿生草支撑组件呈收拢状态，也就是电动卷绳器4收起吊绳5，吊绳5将支撑管3外端提起，支撑管3带起柔性支撑层和仿生草，使之贴近于风电基础1外壁，这样的状态便于风电基础1运输以及沉入海底，支撑管3上还焊有缓冲件14，缓冲件14可以是弹性元件，其可以是y型的薄铁片，其存在的作用是在仿生草支撑组件呈现收起的状态下，使支撑管3不会碰触风电基础1外壁，避免与电动卷绳器4磕碰造成其损坏，在风电基础1被放置于海床面上后，通过远程遥控启动电动卷绳器4，支撑管3外端缓缓下降，柔性支撑层与仿生草也随之缓缓展开，展开至水平位置后结束，这时再将风电基础1打入海床面，由于浮动环2的内径稍大于风电基础1的外径，柔性支撑层、仿生草与支撑管3可以沿着基础壁面上下浮动，不管风电基础1打入泥面多深，柔性支撑层和仿生草一直保持在海床面之上，这样就能保持在最佳的防冲刷位置。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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