海上風(fēng)電場(chǎng)集電海纜出I/J型管后的保護(hù)方法及結(jié)構(gòu)技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種海上風(fēng)電場(chǎng)集電海纜出基礎(chǔ)I/J型管的保護(hù)方法及結(jié)構(gòu)，該保護(hù)方法包括如下步驟：S100、根據(jù)海纜懸空情況，分析確定需要設(shè)置的混凝土密封膜袋的大小、層數(shù)及安裝位置；S200、根據(jù)確定的需要設(shè)置的混凝土密封膜袋的信息，在海纜底部設(shè)置混凝土密封膜袋；S300、向混凝土密封膜袋中灌漿，實(shí)現(xiàn)對(duì)懸空段海纜的固定和支撐。解決了海纜懸空無(wú)防護(hù)的問題，同時(shí)還解決了傳統(tǒng)技術(shù)中采用深埋法施工不便以及二次掏刷問題，沙袋壓載固定不牢固以及二次掏刷問題，柔性保護(hù)管方案價(jià)格昂貴問題。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及海洋工程領(lǐng)域，尤其涉及近海、潮間帶海上風(fēng)電場(chǎng)集電海纜出Ι/J型管后的保護(hù)方法及結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
海上風(fēng)電是一種重要的清潔能源，由于其具有風(fēng)速較高、風(fēng)頻穩(wěn)定、切變小、資源豐富、不占土地、適宜大規(guī)模開發(fā)等特點(diǎn)，且海上風(fēng)電靠近經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，距離電力負(fù)荷中心近，電力消納能力強(qiáng)，不存在接入和限電問題等優(yōu)點(diǎn)，近年來不斷的規(guī)模化發(fā)展。海底海纜是海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)與風(fēng)機(jī)之間聯(lián)網(wǎng)送電以及風(fēng)場(chǎng)向大陸電網(wǎng)輸電的重要設(shè)備。風(fēng)場(chǎng)內(nèi)集電海纜出Ι/J型管后，通過沖埋方式埋入海床面以下，在J型管出口與埋入海床下這一段海纜往往是懸空的，并且隨著海水長(zhǎng)期的沖刷作用，海纜懸空段會(huì)越來越長(zhǎng)，在洋流、涌、浪作用下懸空段的海纜長(zhǎng)期處于擺動(dòng)狀態(tài)。除了風(fēng)場(chǎng)內(nèi)集電海纜出Ι/J型管處海纜懸空問題外，風(fēng)電場(chǎng)中的主海纜或者集電海纜由于路徑地質(zhì)原因、局部水流原因、拖錨原因以及其他原因，也會(huì)導(dǎo)致海纜在長(zhǎng)期運(yùn)行后發(fā)生局部段的懸空造成海纜長(zhǎng)期處于擺動(dòng)問題。懸空段的海纜長(zhǎng)期處于擺動(dòng)狀態(tài)會(huì)對(duì)海底海纜的使用壽命會(huì)產(chǎn)生很大的影響，嚴(yán)重的會(huì)造成J型管固定端連接點(diǎn)疲勞斷裂，海纜與J型管出口處鋼結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期摩擦也造成海纜磨損最終導(dǎo)致海纜斷裂。目前在國(guó)內(nèi)外海上風(fēng)電場(chǎng)工程故障70 %與海纜破壞有著直接或間接的關(guān)系。傳統(tǒng)技術(shù)中，主要提出了三種解決以上問題的方案:(1)將Ι/J型管出口位置設(shè)置于海床面以下一定深度(埋深根據(jù)具體條件計(jì)算分析確定)，使海纜不漏出原始海床面，即提前考慮了海床的沖刷預(yù)留深度，但是采用這種深埋法施工十分不便；(2)或者在海纜出Ι/J形管后，采用拋水泥沙袋或者拋石的方案進(jìn)行防沖刷，但此方案由于環(huán)保要求往往很難實(shí)施；(3)或者采用專用的柔性多節(jié)保護(hù)管裝置對(duì)海纜進(jìn)行保護(hù)，但此套裝置成本非常高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
基于此，針對(duì)上述的問題，本專利技術(shù)提出一種海上風(fēng)電場(chǎng)集電海纜出基礎(chǔ)Ι/J型管的保護(hù)方法及結(jié)構(gòu)，解決了海纜懸空無(wú)防護(hù)的問題，同時(shí)還解決了傳統(tǒng)技術(shù)中采用深埋法施工不便以及二次掏刷問題，沙袋壓載固定不牢固以及二次掏刷問題，柔性保護(hù)管方案價(jià)格昂貴冋題。其技術(shù)方案如下:一種海上風(fēng)電場(chǎng)集電海纜出Ι/J型管后的保護(hù)方法，包括如下步驟:S100、根據(jù)海纜懸空情況，分析確定需要設(shè)置的混凝土密封膜袋的大小、層數(shù)及安裝位置；S200、根據(jù)確定的需要設(shè)置的混凝土密封膜袋的信息，在海纜底部設(shè)置混凝土密封膜袋；S300、向混凝土密封膜袋中灌漿，實(shí)現(xiàn)對(duì)懸空段海纜的固定和支撐。下面對(duì)其進(jìn)一步技術(shù)方案進(jìn)行說明:進(jìn)一步地，其中步驟S300還包括如下步驟:S310、在懸空段海纜底部設(shè)置混凝土密封膜袋后，通過水上灌漿管接入混凝土密封膜袋的灌漿孔，向混凝土密封膜袋中灌注入預(yù)定量的混凝土漿料；S320、拆除灌漿管，安裝封堵塞密封混凝土密封膜袋的灌漿孔，完成對(duì)懸空段海纜的固定及支撐。進(jìn)一步地，對(duì)于新建海上風(fēng)電場(chǎng)工程，其中步驟SlOO還包括如下步驟:S110、收集場(chǎng)址資料、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)資料及海纜鋪設(shè)圖紙資料，通過對(duì)沉降預(yù)分析、后期沖刷預(yù)分析以及壓載分析，確定需要設(shè)置的混凝土密封膜袋的大小；S120、通過預(yù)估后期二次沖刷的可能性以及工程所在區(qū)域的海流大小，確定需要設(shè)置的混凝土密封膜袋的層數(shù)；S130、通過沖刷坑模擬分析，確定混凝土密封膜袋的安裝位置。進(jìn)一步地，其中步驟S200還包括如下步驟:根據(jù)確定的需要設(shè)置的混凝土密封膜袋的安裝位置，在海纜鋪設(shè)前事先在海纜底部安置需要大小的單層或多層混凝土密封膜袋。進(jìn)一步地，對(duì)于已建海上風(fēng)電場(chǎng)工程，其中步驟SlOO還包括如下步驟:收集場(chǎng)址資料、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)資料、海纜鋪設(shè)圖紙資料以及目前的沖刷情況，通過對(duì)沉降預(yù)分析、后期沖刷預(yù)分析以及壓載分析，確定需要設(shè)置的混凝土密封膜袋的大小。進(jìn)一步地，其中步驟S200還包括如下步驟:根據(jù)確定的需要設(shè)置的混凝土密封膜袋的大小，將混凝土密封膜袋水下設(shè)置于懸空段海纜底部，并將懸空段海纜固定于混凝土密封膜袋上，該混凝土密封膜袋設(shè)置于沖刷坑中心位置處。此外，本專利技術(shù)還提供一種海上風(fēng)電場(chǎng)集電海纜出Ι/J型管后的保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置于懸空段海纜下方的混凝土密封膜袋，所述混凝土密封膜袋中灌注混凝土；設(shè)置于所述混凝土密封膜袋側(cè)面的灌漿孔，以及多個(gè)并排設(shè)置于所述混凝土密封膜袋頂部的海纜固定扣。通過將混凝土密封膜袋設(shè)置在懸空段海纜下方，并在混凝土密封膜袋側(cè)面設(shè)置灌漿孔，可通過該灌漿孔往混凝土密封膜袋中灌設(shè)混凝土漿料，將懸空段海纜支撐起來，使懸空段海纜不再懸空。另外，通過在混凝土密封膜袋上設(shè)置海纜固定扣，可將海纜固定于混凝土密封膜袋上。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)懸空段海纜的支撐和固定，避免海纜懸空而發(fā)生擺動(dòng)。進(jìn)一步地，所述混凝土密封膜袋設(shè)置為單層或多層，且所述混凝土密封膜袋采用致密耐磨有彈性的材質(zhì)制作。根據(jù)需要，可在懸空段海纜下設(shè)置單層或多次的混凝土密封膜袋，可更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)懸空段海纜的支撐和固定。另外，選用采用致密耐磨有彈性的材質(zhì)制作混凝土密封膜袋，可使混凝土密封膜袋防水性能擴(kuò)張性能好，而且耐磨不易破損，使灌漿順利可靠。進(jìn)一步地，所述灌漿孔設(shè)置于所述混凝土密封膜袋側(cè)面中心位置處，且所述灌漿孔具有自密封性。將灌漿孔設(shè)置在中心位置，可使?jié){料在混凝土密封膜袋中均勻流動(dòng)成型。另外，灌漿孔具有自密封性，需要一段灌漿壓力才能灌注，不會(huì)使海水進(jìn)入，影響混凝土灌漿成型過程。進(jìn)一步地，所述海纜固定扣設(shè)置為環(huán)形扣狀，且所述海纜固定扣采用高強(qiáng)度尼龍帶制作。將海纜固定扣設(shè)置為環(huán)形扣狀，可將海纜穿設(shè)在環(huán)形海纜固定扣中心，能在兩個(gè)方向上對(duì)海纜進(jìn)行約束，使海纜固定可靠。本專利技術(shù)具有如下突出的優(yōu)點(diǎn):1、可以實(shí)現(xiàn)懸空段海纜的保護(hù)和受力傳遞作用，從根本上解決了該段海纜懸空無(wú)防護(hù)的問題，同時(shí)還解決了傳統(tǒng)技術(shù)中采用深埋法施工不便以及二次掏刷問題，沙袋壓載固定不牢固以及二次掏刷問題，以及柔性保護(hù)管方案價(jià)格昂貴問題。2、另外，還從根本上解決了海底電纜與J形管喇叭口邊緣磨損問題以及后續(xù)二次沖刷再修復(fù)問題，使海纜的使用壽命得到了很大的提升，確保了海上風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的可靠性與安全性。【附圖說明】圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例中所述海上風(fēng)電場(chǎng)集電海纜出基礎(chǔ)Ι/J型管處的海纜沖刷懸空的示意圖；圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例中對(duì)所述海上風(fēng)電場(chǎng)集電海纜出基礎(chǔ)Ι/J型管處懸空段海纜進(jìn)行支撐固定的示意圖；圖3是本專利技術(shù)實(shí)施例中所述海上風(fēng)電場(chǎng)集電海纜受沖刷后懸空的示意圖；圖4是本專利技術(shù)實(shí)施例中對(duì)所述海上風(fēng)電場(chǎng)集電海纜的懸空段海纜進(jìn)行支撐固定的不意圖；圖5是本專利技術(shù)實(shí)施例中所述混凝土密封膜袋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本專利技術(shù)實(shí)施例中所述混凝土密封膜袋固定懸空段海纜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本專利技術(shù)實(shí)施例中所述海上風(fēng)電場(chǎng)集電海纜出Ι/J型管后的保護(hù)方法的步驟示意框體。附圖標(biāo)記說明:10-基礎(chǔ)粧基，20-1/J型管，22-1/J型管管口，30-沖刷坑，100-混凝土密封膜袋，110-灌漿孔，120-海纜固定扣，130-混凝土，200-海纜，210-懸空段海纜。【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示，對(duì)于正在建設(shè)的海上風(fēng)電場(chǎng)新工程或者已經(jīng)建好的海上風(fēng)電場(chǎng)工程，設(shè)置在基礎(chǔ)粧基10上的海纜200穿設(shè)在Ι/J型管20中，海纜200從Ι/J型管管口 22引出并埋入到海床中，在靠近基礎(chǔ)粧基10處因?yàn)楹Ａ鳑_刷形成沖刷坑30，會(huì)導(dǎo)致從Ι/J型管管口 22到埋入海床之間的一段海本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種海上風(fēng)電場(chǎng)集電海纜出I/J型管后的保護(hù)方法，其特征在于，包括如下步驟：S100、根據(jù)海纜懸空情況，分析確定需要設(shè)置的混凝土密封膜袋的大小、層數(shù)及安裝位置；S200、根據(jù)確定的需要設(shè)置的混凝土密封膜袋的信息，在海纜底部設(shè)置混凝土密封膜袋；S300、向混凝土密封膜袋中灌漿，實(shí)現(xiàn)對(duì)懸空段海纜的固定和支撐。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉晉超，張力，畢明君，楊敏冬，元國(guó)凱，何小華，馬兆榮，李聰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44