PDF《1.4 海上风机基础结构设计及施工关键技术研究 ¾ 简要信息》

26 中国水科院科学技术奖

2011 年度获奖成果汇编 1.

4 海上风机基础结构设计及施工关键技术研究 ? 简要信息 【获奖类型】应用特等奖 【任务来源】中华人民共和国科学技术部 中国水利水电科学研究院 【课题编号】技0121022008 技0203042008 技集

0828 技集

1103 技集 ZD0707 NY-2010-JS-007 NY-2010-JS-009 NY-2010-JS-010 【课题起止时间】2006 年12 月~2010 年11 月 【完成单位】中国水利水电科学研究院 北京中水科水电科技开发有限公司 【主要完成人】张金接、高季章、杨晓东、符平、赵卫全、杨锋、 邢占清、胡晓、曾迪、黄立维、莫为泽、王春、 冯宾春、赵宇、陈宛平 ? 立项背景 与传统能源相比,风能是一种清洁的可再生能源,没有燃料风险,发电成本 稳定,没有碳排放等环境成本,既可并网运行,也可离网独立运行.风电逐渐成 为许多国家可持续发展战略的重要组成部分,发展迅速.发达国家从上世纪

90 年代开始发展海上风电,建设运行了多座海上风电场,在海上风电场的建造、安装、成本和生产等方面积累了大量有价值的经验,推动了国外在近海海上风电技 术的发展.海上风电场的建设运行虽然在

2008 年遭受金融危机的打击,但随着 全球化石能源的枯竭和对碳排放的限制,欧洲海上风电仍加速发展,目前已进入 规模化发展阶段. 我国风能资源十分丰富.据国家气象局初步估计,我国陆上离地面 50m 高 度达到

3 级以上风能资源的开发量约 23.8 亿kW,海上 5m 至25m 水深线以内 近海区域、海平面以上 50m 高度技术可开发装机容量约

2 亿kW.受土地利用、 噪声污染、鸟类保护、电磁波干扰、电网规模等条件的限制,陆上风电实际可开 发量将逐步减少,风电的大规模开发潜力在海上,特别是水深小于 15m 的浅海, 更是今后几十年风电发展的方向.但我国海上风电开发利用起步较晚,且与国外

27 特等奖成果 海上风电开发利用存在较大差异: (1)我国海床条件特殊,东部沿海的海底多是淤泥(深度>

10m) ,大大增加了 基础结构成本和施工安装难度,且不能照搬欧洲支撑腿海上安装船的相关技术;

(2)我国东南部沿海每年均会出现多次台风,海上风况复杂,风机机组及 整体支撑结构均需考虑台风的影响,大大增加了海上风电场的建设成本. 基于我国海上风电开发利用现状和以上情况,国家科学技术部

2006 年组织 了 '

十一五'

国家科技支撑计划项目―大功率风电机组研制与示范 项目,对 海上风电开发利用的各种关键技术进行研究, 标志着我国海上风电开发利用进入 起步研究阶段. 本课题正是基于 十一五 科技支撑项目的 近海风电场选址及风电机组运 行、 维护技术开发 课题中由中国水利水电科学研究院独立完成的相关研究成果, 结合中国水科院科研专项《新能源相关技术研究》 、 《海上风电水下基础设计关键 技术及施工工艺》 、 《海上风机桩基础与结构的连接技术》和中国水电建设集团科 研专项《潮间带风机基础结构设计与施工关键技术研究》等开展海上风机基础结 构设计及施工关键技术研究. ? 详细科学技术内容 本课题完成的详细研究内容如下: (1)海上风机基础结构研究 结合国内外与海上风机类似的海上采油平台的结构型式,总结分析目前海上风 电可采用的基础型式的优缺点,根据我国较厚淤泥层地层的特点,有针对性地研究 桩基础结构型式(主要包括单桩、三桩、四桩和八桩基础) ,考虑我国海上施工设备 的施工能力,提出支撑桩和辅助桩结合的组合桩导管架基础结构,并对组合桩结构 进行了初步研究和设计. 单根钢管桩基础 组合桩导管架基础