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IBGS--海上固定式风机的新起点

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-03-06  浏览次数:231
2016年,美国境内第一个海上风电场Block Island投产,总装机容量30MW,五台6MW  GE Haliade风机,水深23~28m,离岸3英里,项目投资2.9亿美元,设计寿命25年。建成后将为17000户居民提供电力,满足Block Island居民90%的能源需求。

本文主要目的并不是分享关于这个项目的咨询,而是将关注的目光聚焦在这个项目的固定式基础的设计方Keystone及其IGBS概念(Inward Battered Guide Structure)。

Keystone发展历史啥的在这里不过多介绍,有兴趣的可以去官网看介绍(文尾附官网链接)。Keystone负责了Block Island项目五个风机基础的设计工作,基础形式是传统的四腿钢桩导管架形式。从官网的介绍来看,整个计算工作使用SACS+Bladed完成,使用5台24核计算机,没日没夜的拍跑了10天,完成了25个工况,2300多个Case计算,虽然对于浮体分析,这样的case数简直easy到极点,但对于结构分析,想必是非常头疼的一件事,不过还好SACS支持并行计算,即便如此也需要高性能计算机搞1个多礼拜,工作量让人叹服。

传统四腿钢桩导管架基础,一样的形式,不一样的玩法

从官网介绍来看,同样容量风机,Block Island导管架基础重量相比北海轻了15%,安装费用小了20%。这个作为广告来说说还行,但拿不一样海区的结构放在一起比显得不太厚道,各海区的环境条件迥然不同,这么比没啥意义。北海疲劳海况独步天下,东海岸岂能相提并论(玩笑话)?不过该风机基础需要抗住飓风影响,因为东海岸也时常受到飓风的影响,想必导管架基础的能力也比较强。

密密麻麻的,不考虑飓风影响也不行


相关资料显示,Keystone对于飓风条件影响下的导管架基础做了很多研究,并将其专利IGBS同传统导管架进行过比较。同样的风机、同样的OP条件,同样的500年一遇生存条件,在强度、固有频率都满足设计要求的条件下IGBS比传统导管架轻20%,安装成本低20%,相当有竞争力。

诱人不诱人?

说了这么多,到底IGBS长什么样?哝,就长下面这个图这样。

看久了腰不舒服

IGBS整体结构非常紧凑,性能应该不错,同样的条件肯定会比传统的导管架结构节省钢材。同时整个结构节点少(9个节点...),焊接工作量低,建造方便,安装也比较简单。值得注意的是,虽然是三腿的结构,但其实是四个桩,风机是与桩是相连接的,这对于整体结构性能应该有一定的帮助。

安装比较常规。三个斜桩,一个直桩。由于结构整体性能好,桩径应该也有可能有所降低

节点这么少,不省钱才怪

因为建造方便,安装简便,IGBS在工期上非常有竞争力。


 

这概念相当完美:够用、便宜。唯一的缺点就是不具备几何上的对称美。

400年一遇的卡特里娜是IGBS可靠的最好证明

IGBS已经在英国作为测风塔基础进行了建造安装,从势头上看离真正投产之日不远了。IGBS如果真的在实践中表现出设计能力,无疑将是海上风电基础形式中非常具有竞争力的一种,说是固定式风机的新起点一点都不为过。

测风塔的基础用的是Keystone在墨西哥湾设计的成熟平台设计方案

 
 
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