浅水浮式风机动态电缆线型设计
2020-03-09杨婉秋丰如男俞国军陈仁栋宋幼忠张治安
海洋工程装备与技术 2020年6期
蒲 定,杨婉秋,丰如男,俞国军,杨 帆,陈仁栋,宋幼忠,张治安
(1. 中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东 518052;2. 宁波东方电缆股份有限公司,宁波 315000)
0 引 言
随着海上风电开发由浅水向深远海发展,浮式风电系统的应用已成为必然趋势。目前世界各地已部署了大量的浮式风机样机。风机主要采用三叶片形式,浮式平台的类型主要包括Spar、驳船和半潜式平台等[1]。全球主要的风机市场包括欧洲、日本和美国西海岸。预计欧洲、美国和日本的浮式风机潜在装机容量约为7 GW。Hywind Consortium指出,日本(3.5 GW)、法国(2.9 GW)、美国(2 GW)和爱尔兰/英国(1.9 GW)是一个潜在的市场,在2030年之前有大量的部署机会[2]。
动态电缆是浮式装置的关键部件之一。从浮式平台到海床,通常连接到静态海底阵列/输出电力电缆。这些电缆必须保持尽可能高的完整性,以确保不间断发电。我国海域近岸水深变化小,水深普遍不超过60 m[3],同时浮式风机所处海域通常环境非常恶劣,风机系统会在风、浪、流的加载下发生非常大的偏移。
目前有很多学者针对浅水的动态电缆/立管进行研究,但案例中偏移量大多只有水深的一半[4-5],同时国内浅水浮式风机动态电缆在工程上尚无实际应用案例,不同方案的优劣尚未得到充分研究。为此,本文将针对不同动态电缆线型进行分析,提出适用于浅水浮式风机动态电缆的一种线型方案。
1 系统参数
1.1 环境参数
南海路由区平均水深为30 m。 50年一遇有效波高为10.55 m,谱峰周期为14.1 s,一年一遇波浪有效波高为5.5 m,谱峰周期为11.2 s。……
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