软弱浅覆盖层深远海域海上风机吸力式导管架基础技术
admin
2022-09-16
软弱浅覆盖层深远海域海上风机吸力式导管架基础技术
技术编号
FJ-017
提供单位
福建省水利水电勘测设计研究院
技术大类
资源能源利用技术
联系人
陈新龙
技术类型
能源利用技术
电话
18950256685
邮箱
52016228@qq.com
适用范围
海上风电,电力,海洋工程。
推荐单位
福建省科技厅
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技术简要说明吸力式导管架基础通过基础底部的吸力筒与表层软土相互作用,形成抗倾覆结构,无需通过桩土间的侧摩阻力抵抗风机和波浪等外部荷载,入土较短,无需嵌岩,可避免嵌岩施工带来的一系列问题,大幅提高施工工效、降低施工风险。该技术可实现陆上批量预制、海上基础本体整体安装,无需其他海上施工作业,大幅节省海上作业时间、降低生产、运输和安装成本。该技术可通过加压顶升的方式进行拆除,相较于常规基础对环境更加友好。
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Technical Brief Description
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技术提供方本技术为福建省水利水电勘测设计研究院与天津大学联合开发。
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技术主要指标信息该技术主要包括对于软弱浅覆盖层深远海域风电场工程项目技术咨询、方案编制、市场招投标咨询与建议、施工图编制、工代服务等。
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商业应用情况0
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希望在技术转移过程中得到的帮助/支持
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商业应用单位联系人/电话/邮箱
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设备投资该项内容属于技术服务类,投资按照国家相关定额计算。
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年运行维护费用该项内容属于技术服务类,无年运行维护费用。
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投资回收期该项内容属于技术服务类,无投资回收期。
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附加效益0
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综合效益本技术“软弱浅覆盖层深远海域海上风机吸力式导管架基础技术”成果成功应用于长乐外海海上风电场A区项目中的风机基础设计。本技术与常规固定桩式基础对比如下表所示。通过对比可知吸力式导管架基础在钢材用量、施工周期、基础投资上均有一定优势。此外,长乐外海海上风电场A区项目设计年上网发电量101499.47万kW·h,按火力发电厂标煤耗量350g/kW·h计算,相比同样发电量规模的火电厂,每年可减少标煤耗量35.51万t。以煤含硫量2%、含灰份25%计算,相应每年可减少污染物排放量:SO2 11982t、CO81.34t、CnHm 34.86t、CO2 87.98万t、NOx(以NO2计)3147.36t、粉尘5217.38t、灰渣9.96万t。相比燃煤电厂,长乐外海海上风电场A区项目可大大减少对区域大气环境容量的压力,工程的节能和减排效益显著。
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障碍对技术转移影响等级0
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提交日期2020/12/31
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技术成熟度吸力式导管架基础本质上属于吸力筒基础。吸力筒基础利用基础自重、筒内土体自重及筒侧土压力抵抗风机传来的荷载和各种环境荷载作用,从而维持基础的稳定。该类型基础在国际上已由试验阶段走向小批量规模应用阶段。目前吸力筒基础在海上风电行业工程实际应用案例主要集中于国外,2018年3月英国Abderdeen Bay风电场成功2台8.8 MW和9台8.48 MW风机多桩吸力筒基础。国内对于海上风机吸力筒基础的应用还在起步阶段,还未形成成熟的计算体系、设计规范和施工装备配置。目前国内仅江苏地区在一定范围应用过单筒多舱型复合筒型基础,2020年,广东和辽宁仅有个别试验性吸力筒基础的应用,以上应用海域的海洋环境和地质环境相对良好,吸力筒基础设计挑战较低,同时对于加工、施工设备能力要求不高,整体应用难度较小。但是,对于深远海域,吸力式导管架基础面临的环境荷载量级陡然增加,环境较为恶劣,对吸力式导管架基础的设计带来极大挑战。同时,尺寸的增加也对基础的加工制造、运输安装等环节的设备能力提出极高要求,目前国内还未形成完善的配套产业设备。
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技术适用性与使用条件本技术主要适用于水深30m以上、表层软土10m以上、覆盖层厚度20m以上海域。根据已实施项目情况,本技术应用主要涉及海洋导管架结构设计、筒型基础设计、高精度海洋地质勘探、海洋工程装备制造、海上施工等领域技术。现阶段针对海洋导管架结构和筒型基础设计体系及规范还不成熟,需要参考其他行业规范体系,高精度的海洋地勘设备及队伍能力无法满足基础设计要求,对于海洋工程装备制造、海上施工的要求与行业现有建造、施工
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技术稳定性本技术结构设计使用年限为25年,防腐蚀设计寿命为30年,工程运行过程比较稳定,对海洋环境的敏感性较低,但对土体参数敏感性较高,主要是由于本技术以表层土承载为主,不同场区表层土体差异性较大,对于吸力式导管家基础下部吸力筒的尺寸影响较大,进而影响其设计、加工、运输及安装等环节。
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技术安全性本技术相较于常规的桩式基础,施工工序主要位于陆上,海上施工工序简单清晰,施工难度大幅降低,可有效提高施工安全性和工效,在深远海域海上风场优势明显。同时,在风场运行周期结束拆除阶段,本技术可实现零污染拆除,基本不会对周边海域环境造成影响。因其各项技术优势,目前国内对吸力式导管架基础在深远海应用接受度较高,有大范围应用趋势。不存在上游资源限制、配套设施不完善、市场接受度不高等系统风险。
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技术转移推广障碍0
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知识产权转让(一)本技术为福建省水利水电勘测设计研究院与天津大学联合开发。 (二)已获得国家专利技术: 1、一种配重式负压筒型海上风机基础 专利号:ZL 201820716295.6 2、一种吸力筒导管架风机基础 专利号:ZL 201920958824.8 3、采用灌浆连接的多筒导管架基础 专利号:ZL 2019220290486 4、一种适用于深远海的分体式吸力桩导管架基础 专利号:ZL 2019221039870