本发明涉及深远海海上风电，尤其涉及一种tlp(tension leg platform，张力腿平台)张力腱支撑装置及张力腿平台。
背景技术：
1、目前随着近海风电资源的大幅减少，海上风电项目逐渐向深远海方向发展，海上风机基础的结构形式随着水深加深而不断变化，固定式单桩或者导管架基础结构形式可以用于近海至60米水深左右的海域，60米水深以上海域需要采用漂浮式基础结构形式，张力腿式风机基础因其运动响应小、稳性好、发电效率高、浮体钢结构简单重量低等优势逐渐开始被采用在60米水深以上海域。张力腿风机平台一般由风机系统、浮体结构、张力腱和系泊锚固系统组成。张力腿平台通过自身排水体积远大于浮力，将多余部分作为系泊链(缆)的预张力并作用在张力腱，保证张力腱处于张紧状态，始终保持风机平台与海底锚固基础连接以保持张力腿风机平台的稳定性。由此可见，张力腱作为风机平台系泊锚固定位中的关键环节关系到整个风机系统的稳定性和安全性，张力腱的设计尤为重要。
2、传统的张力腱设计安装在风机平台的浮体结构(浮体基础)上，并对张力腱安装位置的结构处设计局部加强以保证结构强度安全，并通过浮体结构自身提供压载和浮力。这样的设计形式已广泛应用在油气领域并引入深远海浮式风电领域，但这种类型的设计也带来一些问题，如：张力腱安装在浮体结构上，对浮体结构的设计和总体强度都会有较大的影响，需要根据张力腱的工况和载荷对安装位置的浮体结构进行局部设计和加强，特别是疲劳强度的计算评估，而如果张力腱设计一旦发生更改，会对相关设计周期、建造周期等有一系列的连锁影响；张力腿平台浮力与张力腱、系泊张力等均由张力腿平台浮体结构自身的构型、压载调整，浮体结构的主尺度要根据不同水深及载荷来设计，一般会较大，导致浮体结构的钢结构重量偏大；张力腱系统的采购周期和安装与浮体结构的建造周期要合理计划，做好衔接以保证浮体结构建造计划和后期下水拖航计划；在极端意外载荷作用时若发生张力腱及周围结构损坏时，可能会影响浮体结构安全，甚至会发生浮体局部破坏而需要拖回浮体结构整修，提高运维施工成本等。
3、因此，亟需开发一种新型的tlp张力腱支撑装置，以解决上述存在的问题。
技术实现思路
1、本发明所要解决的问题是：针对张力腿风机平台的张力腱直接安装在浮体结构上的不足，提供一种tlp张力腱支撑装置及张力腿平台，其不仅能够作为独立的设计模块，独立设计，独立建造，对风机平台的浮体结构的设计、强度、建造等基本没有影响；还能辅助扩大浮体结构的排水，降低浮体结构的主尺度和钢结构重量，便于浮体结构的建造、下水拖航和安装运维，有效降低设计和施工运维成本，为张力腿平台提供一个切实可行高效的装配连接系泊方案。
2、为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
3、一种tlp张力腱支撑装置，其包括从上至下依次连接的装配锁紧机构、分体结构和系泊锚固机构，其中：
4、所述装配锁紧机构包括连接管机构和连接管锁紧装配机构，所述连接管机构上安装所述连接管锁紧装配机构；
5、所述分体结构包括顶甲板、外舱壁、第一隔舱壁、底甲板、中心管，所述顶甲板与所述底甲板上下相对设置，所述中心管的上端连接所述连接管机构的下端，且所述中心管居中设置在所述顶甲板及所述底甲板的中部，所述外舱壁竖直布置在所述顶甲板与所述底甲板的外围，多个所述第一隔舱壁沿所述中心管的径向分布在所述外舱壁与所述中心管之间，所述第一隔舱壁、所述中心管和所述外舱壁围设形成多个压载舱；
6、所述系泊锚固机构包括从上至下依次连接的顶部万向节卸扣、顶部锚链段、系泊缆绳、底部锚链段、底部卸扣和海底锚桩，所述顶部万向节卸扣铰接安装在所述中心管的下端，所述海底锚桩用于与海底面连接完成整个张力腿系泊系统的定位固定。
7、本发明使用时，只需在上部作为浮体基础的浮体结构上设置与装配锁紧机构配合的连接机构，就可实现与浮体基础的连接固定，在本发明的设计建造阶段，本发明可作为独立的设计模块，独立设计，独立建造，对风机平台的浮体结构的设计、强度、建造等基本没有影响，且本发明的分体结构能辅助扩大浮体结构的排水，降低浮体结构的主尺度和钢结构重量，便于浮体结构的建造、下水拖航和安装运维，有效降低浮体结构的设计和施工运维成本，为张力腿平台提供一个切实可行高效的装配连接系泊方案。
8、优选地，所述连接管机构为螺纹管，所述连接管锁紧装配机构为与所述螺纹管匹配的螺母。
9、优选地，所述外舱壁全部焊接到所有第一隔舱壁的趾端，且所述第一隔舱壁的趾端超过所述外舱壁的距离不小于10mm，所述顶甲板和底甲板分别凸出所述外舱壁的距离不小于10mm。
10、优选地，所述中心管底部与所述底甲板之间平均分布多个柔性肘板，所述肘板的高度为0.8m-1.5m，且所述肘板的底面设置为圆弧状，所述圆弧的半径与所述肘板的高度一致，以消除局部结构应力集中。
11、优选地，相邻的所述第一隔舱壁之间设置第二隔舱壁，所述第一隔舱壁、所述第二隔舱壁和所述中心管围设形成多个压载舱和作为操作间的空舱。
12、优选地，所述第一隔舱壁上开设水密人孔。
13、优选地，所述顶部锚链段和底部锚链段的长度为4m-6m，所述系泊缆绳采用高强轻质复合材料制成。
14、优选地，所述分体结构的所有舱壁上布置加强筋和水平环形框架梁，以抵抗水压和波浪载荷的作用。顶甲板上面主要以中心管为中心，平行于外舱壁方向均匀布置加强筋，并对外围区域加强筋跨度过长部分，中间设计大梁以降低加强筋的跨距，进而减小加强筋的尺度。
15、基于同一发明构思，本发明还提供了一种张力腿平台，其包括浮体基础，所述浮体基础上设置连接机构，所述张力腱支撑装置的装配锁紧机构的上端与所述连接机构连接成一体。
16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17、(1)本发明tlp张力腱支撑装置的张力腱设计安装到作为独立模块的分体结构上，便于独立设计张力腱基础结构和加强，避免张力腱系统直接安装到浮体基础上，减少浮体基础结构设计难度，使张力腱支撑装置与浮体基础可分开独立建造，风机浮体基础的设计、建造不受张力腱供货周期和设计更改的影响；
18、(2)本发明tlp张力腱支撑装置，作为独立设计模块，与浮体基础固定装配形成一体模型，可增大浮体排水量，降低浮体尺度，一方面增大浮体垂荡阻尼，降低风机平台垂荡运动响应，提高风机发电效率，另一方面可根据风机容量大小调整支撑装置的分体结构大小和浮体基础的尺度，设计灵活，便于浮体基础的建造、下水、拖航等的施工，降低建造施工安装成本；
19、(3)本发明tlp张力腱支撑装置，内设压载舱，便于张力腱安装，同时，在极端意外载荷作用时若发生张力腱及周围结构损坏时，可单独拆卸张力腱支撑装置返厂维修建造，可地面作业更换张力腱及维修附属结构，避免水下作业更换浮体基础上的张力腱甚至避免浮体基础整体拖回，节省了风机系统运行后的运维施工成本；
20、(4)本发明tlp张力腱支撑装置的张力腱与系泊锚固系统连接结构简单，更易调整控制风机浮体的水平偏移量，可广泛应用到中国南海、东海等深海海域浮式风电场，尽快实现我国深远海漂浮式大容量风电项目的商业化。
1.一种tlp张力腱支撑装置，其特征在于包括从上至下依次连接的装配锁紧机构、分体结构和系泊锚固机构，其中：
2.根据权利要求1所述的tlp张力腱支撑装置，其特征在于，所述连接管机构为螺纹管，所述连接管锁紧装配机构为与所述螺纹管匹配的螺母。
3.根据权利要求1所述的tlp张力腱支撑装置，其特征在于，所述外舱壁全部焊接到所有第一隔舱壁的趾端，且所述第一隔舱壁的趾端超过所述外舱壁的距离不小于10mm，所述顶甲板和底甲板分别凸出所述外舱壁的距离不小于10mm。
4.根据权利要求1所述的tlp张力腱支撑装置，其特征在于，所述中心管底部与所述底甲板之间平均分布多个柔性肘板，所述肘板的高度为0.8m-1.5m，且所述肘板的底面设置为圆弧状，所述圆弧的半径与所述肘板的高度一致。
5.根据权利要求1所述的tlp张力腱支撑装置，其特征在于，相邻的所述第一隔舱壁之间设置第二隔舱壁，所述第一隔舱壁、所述第二隔舱壁和所述中心管围设形成多个压载舱和作为操作间的空舱。
6.根据权利要求1所述的tlp张力腱支撑装置，其特征在于，所述第一隔舱壁上开设水密人孔。
7.根据权利要求1所述的tlp张力腱支撑装置，其特征在于，所述顶部锚链段和底部锚链段的长度为4m-6m，所述系泊缆绳采用高强轻质复合材料制成。
8.根据权利要求1所述的tlp张力腱支撑装置，其特征在于，所述分体结构的所有舱壁上布置加强筋和水平环形框架梁，所述顶甲板上面以中心管为中心，平行于所述外舱壁均布加强筋，并在外围区域的加强筋之间设置大梁。
9.一种张力腿平台，包括浮体基础，其特征在于，所述浮体基础上设置连接机构，权利要求1－8中任一项所述张力腱支撑装置的装配锁紧机构的上端与所述连接机构连接成一体。
