11-基于带缓冲结构的系泊系统的.pdf

1、1 1汇报人：朱翠芝汇报人：朱翠芝基于缓冲结构的浮式风机系泊系统整体基于缓冲结构的浮式风机系泊系统整体性能研究性能研究时间：时间：2024.08.17绿色低碳能源创新技术研究所 INSTITUTE OF GREEN-LOW CARBON ENERGY INNOVATIVE TECHNOLOGY单位单位：哈尔滨工业大学（深圳）：哈尔滨工业大学（深圳）指导老师：张明明指导老师：张明明 邓燕飞邓燕飞目录1 1、研究背景、研究背景2 2、研究方法、研究方法3 3、研究结果研究结果4 4、结论及展望结论及展望231.研究背景l 研究背景中浅水深漂浮式系泊存在难题l 研究意义技术限制我国大部分海上风场水深

2、较浅地理环境全球海上风电装机容量快速增长产业发展系泊系统为漂浮式风电机组提供了回复刚度，将其限制在一定范围内运动，确保浮式风机能在一个相对稳定的环境。悬链线系泊张力系泊锚链重量提供回复力初拉力提供回复力传统系泊方式41.研究背景研究现状l 存在问题与研究现状存在问题 引领号引领号扶摇号扶摇号设备厂家明阳智能中国海装机组选型MY155-5.5H152-6.2基础型式半潜式、钢材半潜式、钢材水深30m65m平台排水量约1.3万吨约1.5万吨用钢量5500吨3900吨总成本3.1亿3亿系泊系统占比32%24%垂悬长度段短，系泊张力急剧增大 系泊成本急剧增大，约占总成本30%浮式结构物的浅水系泊问题主

3、要按照“以柔克刚”的思路；通过弹性索结构、复合纤维缆、浮筒、配重锚链等手段解决。趋势 浮筒、配重块 减轻缆绳重量 诱导系泊载荷 影响浮子运动 合成纤维缆自重小，强度高系泊性能优异抗疲劳性能强 目录51 1、研究背景研究背景2 2、研究方法、研究方法3 3、研究结果研究结果4 4、结论及展望结论及展望62.研究方法系统组成优势：弹簧、阻尼器为标准化部件，成本质量可控 布置在浮体内部，安装方便，可靠性高 系泊张力降幅显著，大幅降低系泊成本l 创造性提出基于弹簧阻尼器的低张力系泊系统，解决中浅水深系泊张力急剧增大问题基于理想水平刚度曲线的设计方法有/无弹簧系泊水平刚度曲线水平刚度曲线浮式风机性能指标

4、72.研究方法系泊缆理论集中质量法(+)=+12 12+12 12+FAST浮式风机模块示意图平台模拟器集中质量系泊模型平台位置、速度系泊力l Openfast建模及集中质量系泊模型和质量矩阵和附加质量矩阵对角线；泊缆上每个节点的位置；i线段i轴向张力；i线段i内部阻尼力；i节点i净浮力；i节点接触海床时接触力；pi和qi施加到节点i横向阻力和切向阻力82.研究方法l 研究对象：IEA公布的15 MW半潜式浮式风机设计工况DLC风况波浪发电1.2Vhub=8m/s1=23.2Vhub=10.59m/s1=20.46Vhub=18m/s1=16.98Hs=5.2Tp=11.21.6Hs=9.7T

5、p=12.8附件一：海洋环境条件应用指南-征求意见稿（2020.02.17)IEC61400-1-2005风电机组设计要求-中英文对照版系缆成分直径长度投影长度刚度单位重量破断强度锚泊点R3无档142mm440m430m1.742 109N407.32kg/m1.468 107N-40m纯锚链系泊系统参数分段系缆成分直径长度单位重量刚度破断强度锚泊点1弹簧钢120m10m709.56kg/m3.643 106N-40m2R3无档142mm407.32m407.32kg/m1.742 109N1.468 107N弹簧-锚链系泊系统参数浮式风机尺寸示意图目录91 1、研究背景研究背景2 2、研究方

6、法、研究方法3 3、研究结果、研究结果4 4、结论及展望结论及展望103.研究结果l 仿真计算结果系泊力、发电量 相同工况下，弹簧锚链系泊系统（Chain-Spring）相比纯锚链系泊系统(Chain)可以明显降低系泊缆张力；波浪环境恶劣时(见标注A)，系泊张力最大值可以降低约60%；系泊方式对风力发电机发电力无显著影响。A113.研究结果 相同工况下，弹簧锚链系泊系统相比纯锚链系泊系统明显增大平台的纵荡位移、不影响垂荡位移。相同工况下，弹簧锚链系泊系统比纯锚链系泊系统降低平