1.本发明描述了浮筒平台类型的单柱半潜式平台。该平台包括能够相对于彼此轴向移动的三个模块。


背景技术：

2.风力涡轮机和其他装置经常安装在海上，并且需要可以在深水中使用的稳定的浮动平台。半潜式平台可以例如为安装在较大水深处的风力涡轮机驱动的发电机提供基础，在这种情况下，传统上安装陆基平台将是不合算的。
3.因此需要改进的半潜式平台以减少或消除已知技术的已知缺点。还需要可以节省成本高昂的海上作业而且从根本上减少平台的运动以使环境影响最小化的半潜式平台。本发明的目的是实现这一点并且提供优于现有技术的其他优点。
4.有助于理解本技术领域的文件包括ru 2221917 c2和wo 2018/058975 a1。


技术实现要素：

5.本发明的目的是缓解、减轻或消除现有技术中的以上指出的缺陷和缺点中的一者或更多者并且至少解决以上提及的问题。
6.根据第一方面，提供了一种用于在深水中进行固定锚固的单柱半潜式平台，该半潜式平台包括：
7.下部实心压载模块；
8.中部海水压载模块；
9.顶部浮力模块；
10.这三个模块在轴向方向上套叠伸缩地布置并且可以在轴向方向上相对于彼此被控制，使得半潜式平台可以在水体中竖向且稳定地浮动；
11.海水压载模块和浮力模块的吃水通过进行海水压载来提供；
12.实心压载模块相对于海水压载模块的轴向位置由泵入和泵出形成在实心压载模块与海水压载模块之间的封闭环形部的海水来控制。
13.根据本发明的实施方式，实心压载模块包括上部筒形部分，该上部筒形部分的直径大于下部筒形部分的直径。
14.根据本发明的实施方式，海水压载模块是中空筒形体，该中空筒形体具有各种直径的内筒形部分。
15.根据本发明的实施方式，浮力模块包括下部筒形部分和上部筒形部分。
16.根据本发明的实施方式，海水压载模块是中空的以用于容纳实心压载模块和浮力模块。
17.根据本发明的实施方式，实心压载模块、海水压载模块和浮力模块各自包括贯穿的轴向腔。
18.根据本发明的实施方式，浮力模块包括具有封闭的空气压力容积的一体式升沉中
和系统，该一体式升沉中和系统平衡对于当前位置的海浪和潮汐的最低海水水位下的上升罐中的液位。
19.根据本发明的实施方式，一体式升沉中和系统允许在没有竖向升沉运动的情况下进行刚性锚固并且从而允许在平台上的较低位置处以平坦角度进行二次刚性锚固，使得竖向倾斜角度减小，并且半潜式平台受到环境影响最小。
20.根据本发明的实施方式，顶部浮力模块包括用于连接至用于风力发电机的塔架的基础部。
21.根据本发明的实施方式，半潜式平台借助于锚索锚固至海床。
22.本发明将从以下给出的详细描述中变得明显。详细描述和特定示例仅通过说明的方式公开了本发明的优选实施方式。本领域技术人员从详细描述的指导中理解到，可以在本发明的范围内进行改变和修改。
23.因此，应当理解的是，本文中公开的发明不限于所描述的装置的特定组成部分或所描述的方法的步骤，因为这样的装置和方法可以变化。还应当理解的是，本文中所使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而不意在进行限制。应当指出的是，当在说明书和所附权利要求中使用时，除非上下文中另有明确规定，否则冠词“一”，“一种”和“该”意在表示存在一个或更多个元件。因此，例如，对“一单元”或“该单元”的引用可以包括若干个装置等。此外，词语“包括”、“包含”、“含有”和类似用语不排除其他元件或步骤。
附图说明
24.本发明的上述目的以及其他目的、特征和优点将通过在结合附图考虑时参照本发明的示例性实施方式的说明性且非限制性的以下描述得到更充分地理解。
25.图1示出了锚固至海底的浮动平台的侧视图。
26.图2示出了浮动平台的实心压载模块、海水压载模块和浮力模块的分解侧视图。
27.图3示出了实心压载模块的竖向横截面和水平横截面。
28.图4示出了海水压载模块的竖向横截面和水平横截面。
29.图5示出了浮力模块的竖向横截面和水平横截面。
30.图6示出了套叠伸缩在一起的实心压载模块、海水压载模块和浮力模块的侧视图和竖向横截面。
31.图7示出了相对于海水压载模块浸没的实心压载模块与松弛的锚索的侧视图。
32.图8示出了压载直至工作吃水的平台与拉紧的锚索的侧视图。
具体实施方式
33.现在将参照附图对本发明进行描述，在附图中示出了本发明的优选的示例性实施方式。然而，本发明可以以其他形式实施并且不应被解释为限于本文中所公开的实施方式。提供所公开的实施方式以向技术人员充分地传达本发明的范围。
34.图1示出了安装在海上的水深为150米处的单柱半潜式平台1。半潜式平台1借助于锚索2进行锚固，该锚索2附接至海床上的锚固附接件3。可以优选地设置有三对或更多对锚索2以用于将半潜式平台1在水平方向上进行固定。锚固附接件3可以是吸力锚或不同类型。塔架4连接至半潜式平台1的顶部，从而承载风力发电机5。
35.图2以分解图示出了半潜式平台1。半潜式平台1包括下部实心质量压载模块6、中部海水压载模块7和顶部浮力模块8。这三个模块轴向地布置并且出于说明目的而在图2中分开图示。
36.图3示出了实心质量压载模块6。模块6以中心竖向横截面和水平面示出。实心质量压载模块6的外部形状可以是阶梯状筒形体——优选地由钢制成——具有下部部分9和上部部分10。上部部分10的外直径大于下部部分9的外直径，使得上部部分10形成实心质量压载模块6的凸缘或突出部分。
37.实心质量压载模块6还可以包括内支柱隔板11，内支柱隔板11抵靠中心管13终止。中心管13是贯穿的轴向腔。实心质量压载模块6的腔12填充有高密度质量体，优选地为铁矿石。布置在上部部分10上的径向储存装置14可以由钢或其他材料制成，并且上部部分10上还可以设置有带凹痕的环形件15。上部部分10还可以设置有可充气垫圈16以用于与海水压载模块7进行严密密封。
38.图4以中心竖向横截面和水平横截面示出了海水压载模块7。海水压载模块7包括具有各种内直径的中空筒形体。下部部分19的内直径与(图3的)实心质量压载模块6的下部部分9的外直径对应或适于接触该下部部分9的外直径。中部部分18的内直径与(图3的)实心质量压载模块6的上部部分10(即垫圈16)的外直径对应或适于接触该上部部分10的外直径。上部部分20的内直径允许浮力模块8在该上部部分20中套叠伸缩。
39.在海水压载模块7的外筒形壁与内筒形壁之间布置有一排支柱隔板21。一排管22可以保证外壁17与内壁之间的海水流动。可以设置有管23以控制压载水位。必要的阀和泵装置未示出。可以设置有管24以用于泵入加压的海水或对形成在中部部分18与实心质量压载模块6的下部部分9之间的环形部46(参见图6)进行排水。
40.为了提升实心质量模块6(图3中所示)，将水泵入到该环形部中-这将参照图6进行说明。上部凸缘肩部25是浮力模块8的上部套叠伸缩限制部，并且类似的下部凸缘肩部27是下部套叠伸缩限制部。位于海水压载模块6的顶部处的类似类型的凸缘肩部26是抵靠浮力模块8的径向支承部。在下部部分19上设置有径向支撑件28以用于接触实心质量压载模块6，并且可以设置有带凹痕的垫圈29和可充气垫圈30以用于与实心质量压载模块6的下部部分9进行密封。上部部分20、中部部分18和下部部分19的内部限定了海水压载模块7的贯穿的轴向腔。
41.图5以中心竖向横截面和顶部平面示出了浮力模块8。浮力模块8为中空结构并且可以由下部筒形部分31和上部筒形部分32形成。外筒形部分可以通过锥形表面连接。在所示实施方式中，上部筒形部分32的直径小于下部筒形部分31的直径。上部筒形部分32可以包括用于连接至用于风力发电机5的塔架4的基础部33，如图1中所示。
42.上部筒形部分32可以包括内筒形表面34并且下部筒形部分31可以包括内筒形表面35。支柱隔板36可以布置在外壁与内壁之间。下部隔板37将浮力模块8下方容积中的压载海水和该浮力模块8上方容积中的空气压力分开。内筒形表面34和内筒形表面35限定了浮力模块8的贯穿的轴向腔。
43.管38可以控制浮力模块8中压载水位。管39可以控制下部隔板37上方容积中的空气压力。肩部凸缘40构造成抵接图4中的海水压载模块7的肩部凸缘25和27，并且因此限制浮力模块8在海水压载模块7内部的轴向套叠伸缩运动。
44.可以设置有开口41以用于将海水从环形形状的上升罐42中排出。在工作吃水时，上升罐42的液位必须位于该上升罐42的底部41与顶部43之间、由空气压力平衡并且取决于外壁32的外部的海浪高度。开口44允许空气流动至上升罐42并且从上升罐42流动至上部隔板45与下部隔板37之间的容积。
45.图6示出了实心质量压载模块6、海水压载模块7和浮力模块8套叠伸缩在一起以形成半潜式平台1，从而稳定地在水体中浮动。形成在实心质量压载模块6与海水压载模块7之间的环形部46具有封闭的水容积，其中，压力保持实心质量压载模块6相对于海水压载模块7漂浮。因此环形部46可以形成在实心质量压载模块6的上部部分10的下侧部的至少一部分、实心质量压载模块6的下部部分9的至少一部分、海水压载模块7的下部部分19的上侧部的至少一部分与海水压载模块7的中部部分18的至少一部分之间。
46.海水压载模块7在图6中具有平衡的压载水位47以稳定地浮动并且浮力模块8利用压载水48压载下来，使得浮力模块8的肩部凸缘40搁置抵靠海水压载模块7的肩部凸缘27(如图4和图5中所示)。
47.图7示出了相对于海水压载模块7浸没的实心质量模块6，这通过利用管24(未示出)对环形部46(未示出)进行排水来实现，如参照图4和图6所述，并且浮力模块8相对于海水压载模块7向上套叠伸缩。通过将压载水48(从图6)从浮力模块8泵出实现将浮力模块8向上套叠伸缩。半潜式平台1现在向下压载至足够低的高度，以使具有起重机53的浮动钻机52能够安装例如风力发电机的涡轮叶片54。同时，提前准确计算和测量的系泊索2——系泊索2优选为轻质材料的合成纤维绳索——可以附接至平台上的锚固装置。布置这种锚固附接件在本领域中是已知的并且可以由rov和支援船舶完成。
48.图8示出了压载直至工作吃水的半潜式平台1并且锚索2被拉紧且平台在水体中稳定地浮动。
49.本领域技术人员意识到，本发明不限于上述优选的实施方式。本领域技术人员还认识到，可以在所附权利要求的范围内进行修改和变化。另外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施方式的变型。