可重復(fù)使用的海上測風(fēng)平臺及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測風(fēng)平臺，具體涉及一種可重復(fù)使用的海上測風(fēng)平臺及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]節(jié)能減排與開發(fā)清潔能源已經(jīng)成為了國家的重大戰(zhàn)略，是我國可持續(xù)發(fā)展的能源保障和環(huán)境保障。隨著石油煤炭等不可再生能源的巨大消耗，給環(huán)境帶來了巨大污染的同時，也使得人類可持續(xù)發(fā)展面臨危險。風(fēng)能是一種重要的可再生清潔能源，風(fēng)能在開發(fā)價值和商業(yè)化推廣中具有廣闊的發(fā)展前景。經(jīng)過多年發(fā)展，我國的陸上風(fēng)場得到了大力開發(fā)，而海上風(fēng)電卻還處于起步階段。
[0003]與陸上風(fēng)電場相比，海上風(fēng)電場具有風(fēng)能資源儲量大、開發(fā)效率高、環(huán)境污染小、不占用耕地等優(yōu)點。我國擁有漫長的海岸線，近海風(fēng)能資源豐富，用電負(fù)荷中心大多集中于東部沿海地區(qū)，海上風(fēng)電場具有廣闊的發(fā)展前景，海上風(fēng)力發(fā)電正在成為新能源領(lǐng)域發(fā)展的重點。在海上建造風(fēng)力發(fā)電場前，需要在擬建風(fēng)電場的海域建設(shè)海上測風(fēng)塔，以達(dá)到實測風(fēng)資源數(shù)據(jù)及相關(guān)氣象資料，從而確定該海域是否適合建設(shè)海上風(fēng)電場。同時，在海上建造的風(fēng)力發(fā)電裝置在運行過程中，也需要測風(fēng)塔的各種數(shù)據(jù)。海上測風(fēng)塔作為海上風(fēng)電場建設(shè)前期所需搜集風(fēng)能資源和風(fēng)質(zhì)量的關(guān)鍵測風(fēng)設(shè)備，對測風(fēng)塔的使用和安裝都提出了一定要求。
[0004]目前，海上測風(fēng)塔的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)一般采用的是粧基礎(chǔ)或重力式基礎(chǔ)，其中粧基礎(chǔ)包括鉆孔灌注粧基礎(chǔ)、預(yù)制混凝土粧基礎(chǔ)、鋼管粧基礎(chǔ)，而這三種粧基礎(chǔ)領(lǐng)域中應(yīng)用較多的是鋼管粧基礎(chǔ)。上部塔架結(jié)構(gòu)一般采用單根圓筒式或桁架式，其中桁架式包括三角形桁架式和四邊形桁架式，均為固定式高聳結(jié)構(gòu)，常見的兩種鋼結(jié)構(gòu)測風(fēng)塔多立柱鋼管粧和單立柱鋼管粧。以往的塔架粧基礎(chǔ)一般都是通過施工船舶進行打粧，承臺與粧進行灌漿連接，施工工藝難度及施工費用都相對較高，施工效率低。以往的塔架也是固定高度的，拖航時重心很高，對拖延穩(wěn)定性不利，增加了拖航難度與成本。另外，測風(fēng)塔完成測風(fēng)后，為不影響正常的通航，一般還需要進行拆除，造成很大的浪費，其拆除費用也是不菲的。正因如此，如何開發(fā)一種新型的海上測風(fēng)平臺，使得施工簡單、效率高，成本低，并能重復(fù)使用，已經(jīng)成為本領(lǐng)域的急需解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無需基礎(chǔ)施工，成本低，安裝和拆卸效率高、塔架拖航穩(wěn)定性好的可重復(fù)使用的海上測風(fēng)平臺。
[0006]為解決上述一個或多個技術(shù)問題，本發(fā)明的第一方面，提供了一種可重復(fù)使用的海上測風(fēng)平臺，包括船體和用于安裝測風(fēng)設(shè)備的測風(fēng)塔架，所述船體包括浮箱和固定于浮箱上的工作平臺，所述測風(fēng)塔架安裝固定于工作平臺上，所述測風(fēng)塔架由多節(jié)臂架組成，至少兩節(jié)相鄰的臂架之間可收攏和展開。
[0007]進一步地，所述測風(fēng)塔架由多節(jié)相互鉸接的臂架組成，至少兩節(jié)相鄰的臂架之間安裝有折疊驅(qū)動油缸。
[0008]進一步地，所述安裝有折疊驅(qū)動油缸的兩節(jié)相鄰的臂架之間設(shè)有鉸接架和連桿，所述鉸接架上設(shè)有一個固定鉸接點和兩個活動鉸接點，所述鉸接架通過固定鉸接點鉸接安裝在臂架上，且一個活動鉸接點通過折疊驅(qū)動油缸和所述兩節(jié)相鄰的臂架的一節(jié)臂架鉸接，另一個活動鉸接點通過連桿和所述兩節(jié)相鄰的臂架的另一節(jié)臂架鉸接。
[0009]進一步地，所述測風(fēng)塔架由多節(jié)箱形臂架套接組成，至少兩節(jié)相鄰的所述臂架之間設(shè)有伸縮機構(gòu)。
[0010]進一步地，所述測風(fēng)塔架由多節(jié)桁架式臂架組成，至少兩節(jié)相鄰的臂架之間設(shè)有伸縮機構(gòu)。
[0011]進一步地，所述測風(fēng)塔架的至少一節(jié)臂架上設(shè)有至少三根拉繩，所述拉繩一端和該節(jié)臂架相連，另一端和船體相連。
[0012]進一步地，所述船體的中部設(shè)有中間支撐，所述工作平臺安裝布置于中間支撐的頂部，所述船體的外側(cè)設(shè)有側(cè)支撐，所述工作平臺的四周設(shè)有上支撐，所述上支撐和側(cè)支撐一一對應(yīng)，且所述上支撐與其所對應(yīng)的側(cè)支撐相連，所述拉繩的另一端和上支撐遠(yuǎn)離工作平臺的一側(cè)或側(cè)支撐遠(yuǎn)離船體的一側(cè)相連。
[0013]進一步地，所述船體上還設(shè)有拉繩卷揚機構(gòu)，所述拉繩的端部繞設(shè)于拉繩卷揚機構(gòu)的卷筒上。
[0014]進一步地，所述側(cè)支撐和/或上支撐為桁架式結(jié)構(gòu)。
[0015]進一步地，所述的浮箱包括多個可單獨抽水或注水的艙室。
[0016]本發(fā)明的第二方面，提供了一種海上測風(fēng)平臺的使用方法，包括以下步驟:
[0017]S1:預(yù)先將測風(fēng)塔架收攏并裝好測風(fēng)設(shè)備，組裝好船體和測風(fēng)塔架；
[0018]S2:將海上測風(fēng)平臺拖航到預(yù)定測風(fēng)點；
[0019]S3:在浮箱中注水，使船體下沉；
[0020]S4:將測風(fēng)塔架展開，將測風(fēng)設(shè)備舉升至預(yù)定高度進行測風(fēng)。
[0021]進一步地，海上測風(fēng)平臺的使用方法還包括以下步驟:
[0022]S5:測風(fēng)完畢后，將測風(fēng)塔架收攏；
[0023]S6:將浮箱中的水排出，使船體上??；
[0024]S7:將海上測風(fēng)平臺拖航到下一預(yù)定地點。
[0025]本發(fā)明的可重復(fù)使用的海上測風(fēng)平臺具有下述優(yōu)點:
[0026]1、本發(fā)明包括船體和用于安裝測風(fēng)設(shè)備的測風(fēng)塔架，可整體浮于海面直接進行拖航，無需裝船運輸，運輸成本低，拖到安裝位置后沉底即可工作，無需打粧，實施簡單，工作成本低。
[0027]2、本發(fā)明的測風(fēng)塔架由多節(jié)可折疊或伸縮的臂架組成，具有下述優(yōu)點:(1)方便在下方裝好測風(fēng)設(shè)備，無需海上高空作業(yè)；(2)可按需調(diào)節(jié)測風(fēng)點高度；(3)運輸時收回使得重心降低，大幅提高拖航穩(wěn)定性。
[0028]3、本發(fā)明測風(fēng)塔架上的至少一節(jié)臂架上設(shè)有至少三根拉繩，拉繩一端和臂架相連，另一端和船體相連，使得測風(fēng)塔架的受力狀態(tài)改善，剛性提高，能夠更好地適應(yīng)海洋上復(fù)雜、惡劣的氣候環(huán)境。
[0029]4、本發(fā)明的浮箱包括多個可單獨抽水或注水的艙室，一方面，在艙室未注滿水的狀態(tài)時，相對單艙室的結(jié)構(gòu)而言，能夠使得整個浮箱的重心位于更中部的位置，從而提升浮箱在艙室未注滿水的狀態(tài)時的穩(wěn)定性；另一方面，即使部分艙室發(fā)生故障，剩余艙室仍然能夠完成浮箱的功能，從而能夠提高浮箱工作的可靠性。
[0030]5、本發(fā)明測風(fēng)平臺可重復(fù)使用，降低了測風(fēng)成本。
【附圖說明】
[0031]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0032]圖1為本發(fā)明實施例一展開狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖2為本發(fā)明實施例一收攏狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖
[0034]圖3為本發(fā)明實施例一中船體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖4為本發(fā)明實施例一中浮箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖5為本發(fā)明實施例一中折疊驅(qū)動油缸的工作原理示意圖。
[0037]圖6為本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖7為本發(fā)明實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖例說明:1、船體；11、浮箱；111、艙室；12、工作平臺；13、中間支撐；14、側(cè)支撐；15、上支撐；2、測風(fēng)塔架；21、臂架；22、拉繩；23、折疊驅(qū)動油缸；24、鉸接架；25、連桿。
【具體實施方式】
[0040]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0041]實施例一:
[0042]如圖1所示，本實施例的可重復(fù)使用的海上測風(fēng)平臺，包括船體1和用于安裝測風(fēng)設(shè)備的測風(fēng)塔架2，船體1包括浮箱11和固定于浮箱11上的工作平臺12，測風(fēng)塔架2安裝固定于工作平臺12上。
[0043]本實施例中，測風(fēng)塔架2由多節(jié)臂架21組成，本實施例中采用六節(jié)，當(dāng)然也可以是二節(jié)、三節(jié)、四節(jié)、五節(jié)、七節(jié)或其他更多方式，本發(fā)明并不受限于此。至少兩節(jié)相鄰的臂架之間可收攏或展開。
[0044]具體在本實施例中，測風(fēng)塔架2采用折疊式臂架結(jié)構(gòu)，具體由六節(jié)臂架21相互鉸接組成，相鄰的臂架21之間安裝有折疊驅(qū)動油缸23，通過折疊驅(qū)動油缸23的伸縮可以控制相鄰的臂架21之間的轉(zhuǎn)角，從而實現(xiàn)測風(fēng)塔架2的展開(如圖1所示狀態(tài))和收攏(如圖2所示狀態(tài))，折疊驅(qū)動油缸23鎖定時可以完全固定相鄰的臂架21之間的位置。毫無疑問，在上述折疊式結(jié)構(gòu)的技術(shù)啟示下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以根據(jù)需要選擇僅僅在其中的部分相鄰的臂架21之間安裝有折疊驅(qū)動油缸23，以此來降低成本或簡化結(jié)構(gòu)，其原理與本實施例相同，故在此不再贅述。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，折疊驅(qū)動油缸23也可以采用其他伸縮機構(gòu)進行替代，如氣缸、渦輪蝸桿機構(gòu)等，甚至可以采用在臂架上設(shè)置鋼絲繩，通過拉緊或釋放鋼絲繩也可以實現(xiàn)臂架之間的展開和收攏。
[0045]結(jié)合圖1和圖5所示，安裝有折疊驅(qū)動油缸23的兩節(jié)相鄰的臂架21之間還設(shè)有鉸接架24和連桿25，鉸接架24上設(shè)有一個固定鉸接點和兩個活動鉸接點，鉸接架24通過固定鉸接點鉸接安裝在臂架21上，且一個活動鉸接點通過折疊驅(qū)動油缸23和兩節(jié)相鄰的臂架21的一節(jié)臂架21鉸接，另一個活動鉸接點通過連桿25和兩節(jié)相鄰的臂架21的另一節(jié)臂架21鉸接。
[0046]拖航狀態(tài)下，測風(fēng)塔架2的各節(jié)臂架收攏至最低位置，使測風(fēng)平臺整體運輸時重心降低，大幅提高了拖航穩(wěn)定性。當(dāng)拖航到指定的安裝海域后，需要展開測風(fēng)塔架時，驅(qū)動折疊驅(qū)動油缸23的活塞桿伸出(圖5中的虛線所示位置)展開臂架21即可實現(xiàn)測風(fēng)塔架2的展開。需要收回測風(fēng)塔架2時，驅(qū)動折疊驅(qū)動油缸23的活塞桿縮回，將臂架21收攏折疊，即可實現(xiàn)測風(fēng)塔架2的收回。<