海上風機基礎防沖刷保護裝置及其系統的制作方法

本發明涉及海上風電工程技術領域，尤其是涉及一種海上風機基礎防沖刷保護裝置及其系統。

背景技術：

海上風力發電機組的地基基礎所處環境十分復雜，在海洋動力作用下，海床沉積物容易被海底水流帶走，在基礎周圍形成沖刷坑。沖刷作用使基礎埋深減少，地基基礎的承載力及上部結構的穩定性受到嚴重影響。現有的海上風機基礎防沖刷措施，多采用如拋石法和沙袋法，但是，這兩種措施屬于被動防御措施，覆蓋掩護范圍邊緣容易產生沖刷現象，且這兩種措施并不能保證長久的防沖刷效果，當拋石和沙袋等覆蓋物被海底水流沖離海床設計保護范圍，海床基礎亦會受到沖刷的影響，防沖刷效果較差。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種海上風機基礎防沖刷保護裝置及其系統，以解決現有技術中存在的拋石法和沙袋法屬于被動防御措施，覆蓋掩護范圍邊緣容易產生沖刷現象，且該法效果并不能保證長久，當拋石和沙袋等覆蓋物被海底水流沖離海床設計保護范圍，海床基礎亦會受到沖刷的影響，防沖刷效果較差的技術問題。

本發明提供了一種海上風機基礎防沖刷保護裝置，包括多個防沖刷單元，多個所述防沖刷單元之間通過第二固定基體連接；所述防沖刷單元包括第一固定基體及多根第一漂浮帶，多根所述第一漂浮帶沿所述第一固定基體的長度方向間隔分布，其中，所述第一漂浮帶的一端與所述第一固定基體固定連接，所述第一漂浮帶的另一端自由設置；

所述第二固定基體上還固定連接有加固體，其中，所述加固體包括沙袋或混凝土塊中的至少一種。

進一步地，多個所述防沖刷單元沿所述第二固定基體的長度方向間隔分布。

進一步地，所述第二固定基體的數量為多根，多根所述第二固定基體之間間隔設置。

進一步地，所述加固體與所述第二固定基體通過綁帶固定連接；所述加固體的兩端分別設置有連接件。

進一步地，所述第二固定基體的兩端分別連接有第三固定基體，所述第三固定基體上固定連接有加固體。

進一步地，所述第一漂浮帶的材質為聚乙烯或聚丙烯。

進一步地，多個所述防沖刷單元之間以等間距的形式布設；或，多個所述防沖刷單元之間以等差間距的形式布設。

進一步地，所述第一漂浮帶的橫截面呈圓形或多邊形。

進一步地，所述第一固定基體呈封閉的圓環狀；或，所述第一固定基體呈長條狀。

本發明還提供了一種海上風機基礎防沖刷保護系統，包括所述的海上風機基礎防沖刷保護裝置。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

本發明提供的海上風機基礎防沖刷保護裝置，包括多個防沖刷單元，多個防沖刷單元之間通過第二固定基體連接；防沖刷單元包括第一固定基體及多根第一漂浮帶，多根第一漂浮帶沿第一固定基體的長度方向間隔分布，其中，第一漂浮帶的一端與第一固定基體固定連接，第一漂浮帶的另一端自由設置；第二固定基體上還固定連接有加固體，其中，加固體包括沙袋或混凝土塊中的至少一種。通過采用第一漂浮帶來模仿海草，并使其另一端自由設置，這樣在海水在作用下，第一漂浮帶會來回浮動。當第一漂浮帶遇到風機基礎周邊海底水流時，能通過自身運動降低水流流速，進而降低水流的挾沙能力，以減小海水對風機基礎的沖刷，另外，水流的挾沙能力降低后，還能使泥沙在第一漂浮帶及風機基礎附近形成泥沙淤積，而泥沙淤積能夠增強風機基礎的穩固性，從而達到增強防沖刷的效果。通過在第二固定基體上固定連接加固體能夠保證防沖刷單元沉于海底；而采用沙袋或混凝土塊，可以降低海上風機基礎防沖刷保護裝置的造價，并且施工難度低。綜上所述，本發明的海上風機基礎防沖刷保護裝置，能夠化被動為主動，促進泥沙淤積在海床基礎周邊，以從根源上起到防止基礎被沖刷的效果，并且，其造價低、耐腐蝕性好、施工難度低，能夠帶來長久的防沖刷效果，防沖刷效果好。

本發明還提供的海上風機基礎防沖刷保護系統，包括所述的海上風機基礎防沖刷保護裝置。基于上述分析可知，本發明提供的海上風機基礎防沖刷保護系統，能夠化被動為主動，促進泥沙淤積在海床基礎周邊，以從根源上起到防止基礎被沖刷的效果，并且，其造價低、耐腐蝕性好、施工難度低，能夠帶來長久的防沖刷效果，防沖刷效果好。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例一提供的海上風機基礎防沖刷保護裝置的結構示意圖(未安裝加固體)；

圖2為圖1中A處的局部放大示意圖；

圖3為圖1中B處的局部放大示意圖；

圖4為本發明實施例一提供的海上風機基礎防沖刷保護裝置的結構示意圖(安裝有加固體)；

圖5為本發明實施例一提供的海上風機基礎防沖刷保護裝置的另一視角的結構示意圖(安裝有加固體)；

圖6為本發明實施例一提供中加固體的結構示意圖。

圖中：

101-第一固定基體；102-第一漂浮帶；103-第二固定基體；104-第三固定基體；105-加固體；106-連接件；107-綁帶。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

實施例一

參見圖1至圖6所示，本發明實施例一提供了一種海上風機基礎防沖刷保護裝置，包括多個防沖刷單元，多個防沖刷單元之間通過第二固定基體103連接；防沖刷單元包括第一固定基體101及多根第一漂浮帶102，多根第一漂浮帶102沿第一固定基體101的長度方向間隔分布，其中，第一漂浮帶102的一端與第一固定基體101固定連接，第一漂浮帶102的另一端自由設置，也就是說，第一漂浮帶102的另一端能夠自由活動；第二固定基體103上還固定連接有加固體105，其中，加固體105包括沙袋或混凝土塊中的至少一種。需要說明的是，固體還可以包括錨桿，也就是說，加固體同時包括沙袋、混凝土和錨桿。

具體而言，每個防沖刷單元中，多根第一漂浮帶102沿第一固定基體101的長度方向等間距分布。第一固定基體101、第一漂浮帶102、第二固定基體103均呈長條狀。每個防沖刷單元的第一固定基體101均與第二固定基本連接。第一漂浮帶102的密度小于水的密度，，這樣第一漂浮帶102的另一端自由設置后，能夠隨海水一起浮動，以減小水流的速度。

傳統的拋石法和沙袋法屬于被動防御措施，以覆蓋掩護的方式保護海床基礎周邊的土顆粒不被水流帶走，但覆蓋掩護范圍邊緣容易產生沖刷現象，且該法效果并不能保證長久，當拋石和沙袋等覆蓋物被海底水流沖離海床設計保護范圍，海床基礎亦會受到沖刷的影響，所以，傳統的防沖刷措施在施工完成后需要定期監測并補充砂石原料。該發明實施例一提供的海上風機基礎防沖刷保護裝置通過采用第一漂浮帶102來模仿海草，并使其另一端自由設置，這樣在海水在作用下，第一漂浮帶102會來回浮動。當第一漂浮帶102遇到風機基礎周邊海底水流時，能通過自身運動降低水流流速，進而降低水流的挾沙能力，以減小海水對風機基礎的沖刷，另外，水流的挾沙能力降低后，還能使泥沙在第一漂浮帶102及風機基礎附近形成泥沙淤積，而泥沙淤積能夠增強風機基礎的穩固性，從而達到增強防沖刷的效果。通過在第二固定基體103上固定連接加固體105能夠保證防沖刷單元沉于海底；而采用沙袋或混凝土塊，可以降低海上風機基礎防沖刷保護裝置的造價，并且施工難度低。

該實施例可選的方案中，多個防沖刷單元沿第二固定基體103的長度方向間隔分布。每個防沖刷單元的第一固定基體101的長度方向與第二固定基體103的長度方向相垂直。這樣，多個防沖刷單元便成行分布或成列分布。

該實施例可選的方案中，多個防沖刷單元之間以等間距的形式布設，也就是說，相鄰兩個防沖刷單元之間的間距均相等

需要說明的是，多個防沖刷單元之間還可以以等差間距的形式布設，也就是說，相鄰兩個防沖刷單元之間的間距形成等差數列。具體的，該等差數列為逐漸遞減的等差數列；離風機基礎最遠的兩個防沖刷單元之間的間距為最大值，離風機基礎最近的兩個防沖刷單元之間的間距為最小值，這樣可以逐漸減小海水的流速，以增加防沖刷，積聚淤泥的效果。

該實施例可選的方案中，第一漂浮帶102的橫截面呈圓形或多邊形。具體的第一漂浮帶102的截面為矩形。

該實施例可選的方案中，第一漂浮帶102的材質為聚乙烯或聚丙烯。其中，聚乙烯為高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯為高密度聚丙烯(HDPP)，并且它們的造價低，耐腐蝕性好，具有永久性的防沖效果。需要說明的是，該實施例中，第一漂浮帶102的材質還可以為其它的密度小于水的材質。

該實施例可選的方案中，第二固定基體103的數量為多根，多根第二固定基體103之間間隔設置。

具體而言，第二固定基體103的數量為兩根，兩根第二固定基體103之間平行間隔設置。每個防沖刷單元中，第一固定基體101的一端與其中一根第二固定基體103固定連接，第一固定基體101的另一端與另一根第二固定基體103固定連接。需要說明的是，第二固定基體103的數量還可以為三個以上，這樣多個第一固定基體101與多個第二固定基體103之間成縱橫交錯分面，形成網格狀，從而能夠增強多個防沖刷單元之間的連接強度。

該實施例可選的方案中，加固體105與第二固定基體103通過綁帶107固定連接；加固體105的兩端分別設置有連接件106。

具體而言，加固體105包括沙袋，沙袋為土工織物沙袋；連接件106為橫截面呈扁平狀的綁繩。

該實施例可選的方案中，第二固定基體103的兩端分別連接有第三固定基體104，第三固定基體104上固定連接有加固體105。加固體105為土工織物沙袋。第三固定基體104的數量為多個。第三固定基體104上的加固體105也為土工織物沙袋。

具體而言，第三固定基體104的數量為兩個，第三固定基體104與第二固定基體103形成一矩形框結構；第三固定基體104上的加固體105的兩端的連接件106分別與第二固定基體103上的連接件106相連接。這樣增強了海上風機基礎防沖刷保護裝置沉于海底的能力。

需要說明的是，該實施例中，第一固定基體101還可以呈封閉的圓環狀；而第一固定基體101呈長條狀，也就是說，第一固定基體101的兩端沒有相互對接。多個第一固定基體101以同心圓的形式布設，且每個圓的半徑不相同。另外，第一漂浮帶102的另一端還可以設置有一空心球，這樣可以保證第一漂浮帶102的挺直狀態。另外，為了避免相鄰兩個防沖刷單元中的第一漂浮帶102的相互纏繞，第一漂浮帶102的長度可以不大于兩個相鄰的防沖刷單元之間的間距。另外，為了防止海洋生物進入防沖刷單元，風機基礎防沖裝置還可以包括海洋生物生態引導系統或用來驅趕海洋生物的機械振動器，其中，海洋生物生態引導系統或用來驅趕海洋生物的機械振動器為現有技術，其具體結構不再具體闡述。

綜上所述，本發明實施例一提供的海上風機基礎防沖刷保護裝置能夠實現重復利用，以減少海洋的污染，風機基礎防沖裝置布置于海床基礎周圍能夠有效減緩水流流速，化被動防御為主動防御，促進泥沙沉積在基礎周圍，以主動防御的方法取得永久的海上風機基礎防沖刷效果；并且具有造價低，耐腐蝕，施工難度低的特點。

實施例二

本發明實施例二提供了一種海上風機基礎防沖刷保護系統，包括海上風機基礎防沖刷保護裝置。海上風機基礎防沖刷保護裝置的數量為多個。使用時，將海上風機基礎防沖刷保護裝置的各個部件組成完成后，將其吊裝至海床樁基(即風機基礎)附近指定位置，以布滿設計的防沖刷范圍。另外，海上風機基礎防沖刷保護裝置的組裝過程可在岸上或者船舶甲板上完成，不受海上環境的影響，組裝與吊裝過程快速，整個裝置的完成時間極短，防沖刷裝置到達指定位置后即可投入工作，后續不需要定期監督和替換原料，具有永久性效果。需要說明的是，在將海上風機基礎防沖刷保護裝置吊入海水過程中，為了減小海水對第一漂浮帶102的沖刷作用，可以先用布蓋于防沖刷單元上，待吊裝到位后，將布掀開即可。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。此外，本領域的技術人員能夠理解，盡管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本發明的范圍之內并且形成不同的實施例。例如，在下面的權利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。