800吨绕桩式自升式风电安装平台结构总强度研究

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随着风电能源技术的日益开发,国内外不断研发自升式风电安装平台,本平台为国内自主研发设计的800吨自升式风电安装平台,配备绕桩式主起重机,具有以往风电安装平台所不具备的吊幅与工作载荷,这种设计理念在国内属于领先。本文针对平台的作业特点,对平台漂浮及站立状态所包括的调遣、风暴自存、作业及预压载4个工况下主船体及桩腿结构强度进行了研究,本平台漂浮及站立状态结构强度的计算方法及思路差异较大,所以本文针对这两种状态进行分析、说明,对日后类似型式平台的研发在技术上提供一定的参考。本文不仅建立了供强度计算所使用的结构模型,同时还建立了供波浪载荷预报使用的水动力模型,对不同工况所受载荷理论进行简要说明,在结构计算之前进行了载荷预报及计算,确保环境载荷正确无误,随后将载荷施加在结构模型上进行结构有限元计算,随后通过船级社规范对本平台结构的屈服及屈曲强度进行校核及评估。本文的主要研究工作和成果有:1)介绍了风电市场,论证了自升式风电安装平台的可行性,并对平台上主要设备及构件进行介绍。2)详细讨论了风电平台的作业流程,所受载荷,列举并总结了平台使用中需要考虑的主要工况。3)预报了平台在调遣工况下所受到的水动力载荷,并提出相对应的设计波供结构有限元计算,根据规范对主船体计算结果进行校核;对桩腿进行规范校核,结果表明符合规范要求。4)预报了平台在风暴自存、作业及预压载工况下所受到的惯性载荷及P-△载荷,进行有限元计算,按照规范,对桩腿及主船体结构进行屈服及屈曲校核,结果表明符合规范要求。本文的研究成果是对于自升式风电安装平台强度计算进行总结,梳理了计算思路,为我国日后开发及设计新型自升式风电安装平台提供一定的参考。
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