CN114050527A - 一种j型电缆管和漂浮式风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种J型电缆管和漂浮式风力发电机组。该J型电缆管包括J型内管，J型内管包括第一内部分管、内部连接管和第二内部分管，内部连接管连接第一内部分管和第二内部分管，第一内部分管、内部连接管和第二内部分管依次焊接后形成能够使海缆通过且呈J型的海缆通道；至少一个设置于J型内管的外侧的J型外管，J型外管沿海缆通道的轨迹自第一内部分管逐渐向第二内部分管自然延伸，J型内管与J型外管之间和相邻的J型外管之间通过加强件焊接在一起。该J型电缆管通过设置J型外管成为多层化结构，并通过加强件将各层管焊接在一起，提高了结构强度和对载荷变化的抵御能力，减少了J型电缆管的损坏频次，提高了漂浮式风电机组的可靠性。

Description

一种J型电缆管和漂浮式风力发电机组

技术领域

本发明涉及J型电缆管技术领域，尤其涉及一种J型电缆管和漂浮式风力发电机组。

背景技术

J型电缆管作为海缆从塔架基础中穿出至海中必经的结构之一，受到了来自塔架基础、浪流载荷和管中海缆等多种载荷的共同作用，需要较高的结构强度。

由于漂浮式风电机组通常面临可变且较为极端的载荷，因此，漂浮式风电机组上的J型电缆管所受到的载荷冲击更大，而现有的J型电缆管由于结构强度较低，对载荷变化的抵御能力较低，使得J型电缆管经常出现损坏，对海缆的保护作用不足，降低了漂浮式风电机组的可靠性。

因此，如何通过合理的结构设计保护海缆，提高漂浮式风电机组的可靠性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种J型电缆管，以提高漂浮式风电机组的可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种J型电缆管，包括：

J型内管，所述J型内管包括第一内部分管、内部连接管和第二内部分管，所述内部连接管连接所述第一内部分管和所述第二内部分管，所述第一内部分管、所述内部连接管和所述第二内部分管依次焊接后形成能够使海缆通过且呈J型的海缆通道；

至少一个设置于所述J型内管的外侧的J型外管，所述J型外管沿所述海缆通道的轨迹自所述第一内部分管逐渐向所述第二内部分管自然延伸，所述J型内管与所述J型外管之间和相邻的所述J型外管之间通过加强件焊接在一起。

优选地，在上述J型电缆管中，所述J型外管包括设置于所述第一内部分管的外侧的第一外部分管、设置于所述内部连接管的外侧的外部连接管和设置于所述第二内部分管的外侧的第二外部分管，所述外部连接管的一端与所述第一外部分管焊接，另一端与所述第二外部分管焊接，并且所述第二外部分管与所述第二内部分管为一体成型件。

优选地，在上述J型电缆管中，所述第一外部分管包括能够与塔架贴合的第一外壁和与所述第一外壁焊接在一起的第二外壁，所述第一外壁和所述第二外壁焊接后形成能够容纳所述第一内部分管的第一腔体，并且所述第二外壁在垂直于所述第一外部分管的长度方向上的平面内的截面为流线型。

优选地，在上述J型电缆管中，所述流线型由一个半圆和两个1/4圆相切形成，或者所述流线型为从-90°到270°一个周期内的正弦曲线的形状。

优选地，在上述J型电缆管中，所述外部连接管内设有能够容纳所述内部连接管的第二腔体，所述外部连接管沿所述海缆通道的轨迹由所述第一外部分管靠近所述外部连接管的一端自然延伸至所述第二外部分管靠近所述外部连接管的一端，并在所述第二外部分管与所述外部连接管的连接处收缩为与所述第二外部分管等径且同心的圆管。

优选地，在上述J型电缆管中，还包括填充于所述第一内部分管与所述第一外部分管之间和所述内部连接管与所述外部连接管之间的发泡耐腐蚀材料。

优选地，在上述J型电缆管中，所述海缆通道的通长的直径为固定值，并且所述海缆通道内填充有防腐防水油脂。

优选地，在上述J型电缆管中，所述J型外管的外壁设置有扰流结构。

优选地，在上述J型电缆管中，所述扰流结构为圆弧形或者螺旋形的扰流板，或者所述扰流结构为三角形或者长方形的扰流贴片。

优选地，在上述J型电缆管中，还包括能够夹持所述海缆的夹持装置，所述夹持装置设置于所述第二内部分管远离所述内部连接管的一端。

使用本发明所提供的J型电缆管时，将海缆安装在由第一内部分管、内部连接管和第二内部分管依次焊接后形成的呈J型的海缆通道内；由于至少有一个J型外管设置于J型内管的外侧，J型外管沿海缆通道的轨迹自第一内部分管逐渐向第二内部分管自然延伸，因此该J型电缆管为至少包括两层管的多层管结构；由于J型内管与J型外管之间和相邻的J型外管之间通过加强件焊接在一起，因此，加强件能够将J型内管和各层J型外管焊接为一体，提高该J型电缆管的整体结构强度。由此可见，本发明所提供的J型电缆管通过设置J型外管，使该J型电缆管成为多层化结构，并通过加强件将各层管焊接在一起，提高了J型电缆管的结构强度和对载荷变化的抵御能力，减少了J型电缆管的损坏频次，加强了对海缆的保护作用，提高了漂浮式风电机组的可靠性。

此外，本发明还公开了一种漂浮式风力发电机组，包括如上任意一项所述的J型电缆管，因此兼具了上述J型电缆管的所有技术效果，本文在此不再一一赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种J型电缆管的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种第一外部分管与第一内部分管连接的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的另一种第一外部分管与第一内部分管连接的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种扰流结构的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的一种扰流结构在第一外部分管上的分步结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的一种夹持装置在J型电缆管上的安装结构示意图。

其中，100为J型内管，101为第一内部分管，102为内部连接管，103为第二内部分管，200为J型外管，201为第一外部分管，2011为第一外壁，2012为第二外壁，2013为第一腔体，202为外部连接管，2021为第二腔体，203为第二外部分管，204为扰流结构，300为加强件，400为夹持装置，500为海缆。

具体实施方式

有鉴于此，本发明的核心在于提供一种J型电缆管，以提高漂浮式风电机组的可靠性。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图6所示，本发明实施例公开了一种J型电缆管，包括J型内管100和设置于J型内管100外侧的J型外管200。

其中，J型内管100包括第一内部分管101、内部连接管102和第二内部分管103，内部连接管102连接第一内部分管101和第二内部分管103，第一内部分管101、内部连接管102和第二内部分管103依次焊接后形成能够使海缆500通过且呈J型的海缆通道；J型外管200的数量至少为一个，J型外管200沿海缆通道的轨迹自第一内部分管101逐渐向第二内部分管103自然延伸，J型内管100与J型外管200之间和相邻的J型外管200之间通过加强件300焊接在一起。

使用本发明所提供的J型电缆管时，将海缆500安装在由第一内部分管101、内部连接管102和第二内部分管103依次焊接后形成的呈J型的海缆通道内；由于至少有一个J型外管200设置于J型内管100的外侧，J型外管200沿海缆通道的轨迹自第一内部分管101逐渐向第二内部分管103自然延伸，因此该J型电缆管为至少包括两层管的多层管结构；由于J型内管100与J型外管200之间和相邻的J型外管200之间通过加强件300焊接在一起，因此，该J型电缆管具有较高的整体结构强度。由此可见，本发明所提供的J型电缆管通过设置J型外管200，使该J型电缆管成为多层化结构，并通过加强件300将各层管焊接在一起，提高了J型电缆管的结构强度和对载荷变化的抵御能力，减少了J型电缆管的损坏频次，加强了对海缆500的保护作用，提高了漂浮式风电机组的可靠性。

应当理解，本发明对上述J型内管100和J型外管200的管径、长度等参数不作具体限定，只要是能够满足使用要求的参数均属于本发明保护范围内。

上述J型外管200的数量可以是一个或者多个，只要是能够满足使用要求的数量均属于本发明保护范围内；当J型外管200的数量为一个时，J型内管100与J型外管200之间通过加强件300焊接在一起，以便于将J型内管100与J型外管200连接在一起，形成双层J型电缆管；当J型外管200的数量为多个时，J型内管100与J型外管200之间通过加强件300焊接在一起，并且相邻的J型外管200之间通过加强件300焊接在一起，以便于将J型内管100和多个J型外管200连接在一起，形成多层结构的J型电缆管；可选地，本发明实施例所提供的J型外管200的数量为一个，即J型电缆管为双层结构。

并且，上述加强件300可以是肋板、支架或者蜂窝状加强板等类型，只要是能够满足J型电缆管的力学性能要求的类型均属于本发明保护范围内；可选地，本发明实施例所提供的加强件300为肋板。

如图2和图3所示，肋板的数量可以是一个、两个或者三个等，本发明对肋板的数量不作具体限定，只要是能够满足使用要求的数量均属于本发明保护范围内；另外，当肋板的数量为多个时，肋板可以沿J型内管100的外圆周均匀分布、随机分布或者在J型内管100与下文所述的第一外壁2011之间阵列分布，只要是能够满足使用要求的分布形式均属于本发明保护范围内；可选地，本发明所提供的一个具体实施例中，肋板的数量为一个，肋板的一端焊接于J型内管100，另一端焊接于J型外管200的第一外壁2011，并与第一外壁2011形成“T”字型；本发明所提供的另一具体实施例中，肋板的数量为两个，两个肋板的一端均焊接于J型内管100，另一端均焊接于J型外管200的第一外壁2011，并与第一外壁2011形成“π”字型。

如图1所示，J型外管200包括设置于第一内部分管101的外侧的第一外部分管201、设置于内部连接管102的外侧的外部连接管202和设置于第二内部分管103的外侧的第二外部分管203，外部连接管202的一端与第一外部分管201焊接，另一端与第二外部分管203焊接，以便于通过外部连接管202将第一外部分管201和第二外部分管203连接为一个整体。

需要说明的是，上述第二外部分管203与第二内部分管103可以是一体成型件，即第二外部分管203和第二内部分管103为同一个零件，外部连接管202沿海缆通道的轨迹由第一外部分管201靠近外部连接管202的一端自然延伸至第二外部分管203(亦即第二内部分管103)靠近外部连接管202的一端后，直接将外部连接管202焊接在第二外部分管203(亦即第二内部分管103)上；或者第二外部分管203为套接在第二内部分管103外圆周的圆管，通过另外设置的连接件将第二外部分管203和第二内部分管103连接在一起；优选地，本发明实施例将第二外部分管203与第二内部分管103为一体成型件，亦即第二外部分管203和第二内部分管103为同一个零件，以便于减少零部件的数量，降低成本。

具体地，第一外部分管201包括能够与塔架贴合的第一外壁2011和与第一外壁2011焊接在一起的第二外壁2012，第一外壁2011和第二外壁2012焊接后形成能够容纳第一内部分管101的第一腔体2013，以便于将第一内部分管101设置于第一腔体2013中；并且第二外壁2012在垂直于第一外部分管201的长度方向上的平面内的截面为流线型，以便于通过流线型结构，降低该J型电缆管所受到的水动力载荷。

上述流线型是由一个半圆和两个1/4圆相切形成的形状，或者流线型为从-90°到270°一个周期内的正弦曲线的形状，只要是能够满足使用要求的流线型形状均属于本发明保护范围内。

进一步地，外部连接管202内设有能够容纳内部连接管102的第二腔体2021，外部连接管202沿海缆通道的轨迹由第一外部分管201靠近外部连接管202的一端自然延伸至第二外部分管203靠近外部连接管202的一端，以便于形成能够容纳内部连接管102的第二腔体2021，同时通过自然延伸的弯管连接第一外部分管201和第二外部分管203；并且外部连接管202在第二外部分管203与外部连接管202的连接处收缩为与第二外部分管203等径且同心的圆管，以便于通过焊接方式将外部连接管202与第二外部分管203连接在一起。

本发明所提供的J型电缆管还包括填充于第一内部分管101与第一外部分管201之间和内部连接管102与外部连接管202之间的发泡耐腐蚀材料，亦即在第一腔体2013和第二腔体2021中填充发泡耐腐蚀材料，以便于通过发泡耐腐蚀材料提供一定的支撑强度，提高该J型电缆管的稳定性。

应当理解，上述发泡耐腐蚀材料可以是泡沫塑料、泡沫橡胶或者树脂等类型材料，只要是能够满足使用要求的材料均属于本发明保护范围内。

另外，本发明所提供的海缆通道可以是变直径的通道，也可以通长直径为固定值，只要是能够满足使用要求的海缆通道均属于本发明保护范围内；可选地，本发明实施例所提供的海缆通道通长直径为固定值，亦即第一内部分管101、内部连接管102和第二内部分管103的直径均相等。

并且，上述海缆通道内填充有防腐防水油脂，以便于对海缆500起到保护作用。

更进一步地，J型外管200的外壁设置有扰流结构204，以便于通过扰流结构204破坏J型电缆管附近的旋涡，减少涡激振动对J型电缆管的损坏，延长该J型电缆管的使用寿命。

上述扰流结构204可以是扰流板或者扰流贴片等类型，只要是能够满足使用要求的类型均属于本发明保护范围内；当扰流结构204为扰流板时，该扰流板可以是圆弧形或者螺旋形等形状，当扰流结构204为扰流贴片时，该扰流贴片可以是三角形或者长方形等形状，只要是能够满足使用要求的类型均属于本发明保护范围内；可选地，如图4所示，本发明实施例所提供的扰流结构204为圆弧形的扰流板。

应当理解，上述圆弧形的扰流板在J型外管200的外壁上的分布形式可以是随机分布、阵列分布或者沿某一方向均匀分布，只要是能够满足使用要求的分布形式均属于本发明保护范围内，实际应用中，可以根据流体仿真模拟结果适应性调整扰流板的安装位置和分布形式，以及扰流板的形状、宽度和厚度等参数。

另外，如图6所示，本发明所提供的J型电缆管还包括能够夹持海缆500的夹持装置400，夹持装置400设置于第二内部分管103远离内部连接管102的一端，以便于通过夹持装置400夹持海缆500，使海缆500与第二内部分管103对中，同时对海缆500起到密封作用。

此外，本发明还公开了一种漂浮式风力发电机组，包括如上任意一项所述的J型电缆管，因此兼具了上述J型电缆管的所有技术效果，本文在此不再一一赘述。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种J型电缆管，其特征在于，包括：

J型内管，所述J型内管包括第一内部分管、内部连接管和第二内部分管，所述内部连接管连接所述第一内部分管和所述第二内部分管，所述第一内部分管、所述内部连接管和所述第二内部分管依次焊接后形成能够使海缆通过且呈J型的海缆通道；

至少一个设置于所述J型内管的外侧的J型外管，所述J型外管沿所述海缆通道的轨迹自所述第一内部分管逐渐向所述第二内部分管自然延伸，所述J型内管与所述J型外管之间和相邻的所述J型外管之间通过加强件焊接在一起。

2.根据权利要求1所述的J型电缆管，其特征在于，所述J型外管包括设置于所述第一内部分管的外侧的第一外部分管、设置于所述内部连接管的外侧的外部连接管和设置于所述第二内部分管的外侧的第二外部分管，所述外部连接管的一端与所述第一外部分管焊接，另一端与所述第二外部分管焊接，并且所述第二外部分管与所述第二内部分管为一体成型件。

3.根据权利要求2所述的J型电缆管，其特征在于，所述第一外部分管包括能够与塔架贴合的第一外壁和与所述第一外壁焊接在一起的第二外壁，所述第一外壁和所述第二外壁焊接后形成能够容纳所述第一内部分管的第一腔体，并且所述第二外壁在垂直于所述第一外部分管的长度方向上的平面内的截面为流线型。

4.根据权利要求3所述的J型电缆管，其特征在于，所述流线型由一个半圆和两个1/4圆相切形成，或者所述流线型为从-90°到270°一个周期内的正弦曲线的形状。

5.根据权利要求2所述的J型电缆管，其特征在于，所述外部连接管内设有能够容纳所述内部连接管的第二腔体，所述外部连接管沿所述海缆通道的轨迹由所述第一外部分管靠近所述外部连接管的一端自然延伸至所述第二外部分管靠近所述外部连接管的一端，并在所述第二外部分管与所述外部连接管的连接处收缩为与所述第二外部分管等径且同心的圆管。

6.根据权利要求2所述的J型电缆管，其特征在于，还包括填充于所述第一内部分管与所述第一外部分管之间和所述内部连接管与所述外部连接管之间的发泡耐腐蚀材料。

7.根据权利要求1所述的J型电缆管，其特征在于，所述海缆通道的通长的直径为固定值，并且所述海缆通道内填充有防腐防水油脂。

8.根据权利要求1所述的J型电缆管，其特征在于，所述J型外管的外壁设置有扰流结构。

9.根据权利要求8所述的J型电缆管，其特征在于，所述扰流结构为圆弧形或者螺旋形的扰流板，或者所述扰流结构为三角形或者长方形的扰流贴片。

10.根据权利要求1所述的J型电缆管，其特征在于，还包括能够夹持所述海缆的夹持装置，所述夹持装置设置于所述第二内部分管远离所述内部连接管的一端。

11.一种漂浮式风力发电机组，其特征在于，包括如权利要求1至10任意一项所述的J型电缆管。

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