海上风机双船浮托整体式安装装置及其安装方法与流程

专利2022-05-09  3


本发明涉及海上风电安装技术领域,具体是关于一种海上风机双船浮托整体式安装装置及其安装方法。



背景技术:

海上风电具有风资源丰富、风机发电量高、单机装机容量大、发电潜力巨大、清洁无公害、不占用宝贵的土地资源、避免陆上风电产生的大量基础建设资本支出和长距离传输损耗问题等优势,已成为发展速度最快的可再生能源。风能发电具有可再生、无污染与高能量的特点,因此它是一种前景广阔的清洁能源。

海上风电机组安装从广义上可分为分体安装和整体安装两大类。整体安装指的是在装配基地将风电机组完全组装好后运至海上拟建风电场,再将整机安装在风机塔筒基础上。分体安装法是将风电机组的各部件由制造厂运至装配基地进行适当组装,然后再将各部件和组件运输至拟建的海上风电场。而随着在大功率机组﹑复合筒一步式安装等方面取得的突破,从“可在陆上完成的施工不留到海上”的施工便利及质量保障角度出发,同时考虑海洋中风荷载,波浪荷载以及潮汐等因素对长期暴露在近远海的船舶、人员可能造成的安全影响,整体安装将在未来海上风电安装技术中占据重要地位。

现有风机安装无论是整体式和分体式都需要用到安装船,风电安装船整体较大,无法适应浅海风机的安装,此时需要另外设计建造符合要求的安装船。无论是租借现有的安装船或者设计建造安装船,两者的经济成本都很高而且在时间周期上也比较长。对大容量风机的安装,吊重和吊高及作业水深仍是自升式安装船不易克服的限制。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明的第一目的是提供一种海上风机双船浮托整体式安装装置,只需要对普通驳船进行稍微的改造,大大节约了风机安装的时间成本和经济成本,并且不受风机高度和重量的影响。

本发明的第二目的是提供一种海上风机双船浮托整体式安装装置的安装方法。

为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:

本发明所述的海上风机双船浮托整体式安装装置,包括驳船、支撑椼架、双船连接装置以及风机组件;相邻两艘所述驳船的两端分别通过双船连接装置连接,所述双船连接装置上设置有第一液压锁紧器;所述支撑椼架为倒u形椼架,两个所述支撑椼架横跨在相邻两艘所述驳船的两端,每个所述支撑椼架的顶部设置有第二液压锁紧器;两个所述风机组件呈立姿放置在相邻两艘所述驳船之间,且所述风机组件的下部通过所述第一液压锁紧器锁紧在所述双船连接装置上,所述风机组件的上部通过所述第二液压锁紧器锁紧在所述支撑椼架上。

所述的海上风机双船浮托整体式安装装置,优选地,所述双船连接装置包括上连接板、下连接板以及支腿,所述上连接板和所述下连接板之间通过椼架连接,四个所述支腿设置在下连接板的底部的四个边角;四个所述支腿两两为一组,两组所述支腿分别固定设置在相邻两艘所述驳船上,以使两艘驳船连接为一个整体;所述双船连接装置的一侧设置有用于安放所述风机组件的缺口,所述缺口内设置所述第一液压锁紧器。

所述的海上风机双船浮托整体式安装装置,优选地,每个所述支腿内部设置一个缓冲装置。

所述的海上风机双船浮托整体式安装装置,优选地,所述缓冲装置包括充当支腿的外筒以及设置于所述外筒内的沙箱、锥形接收器,竖向钢板、水平钢板和中间框架,所述沙箱与所述外筒内腔的底面固定,所述中间框架设置于所述沙箱顶部;所述锥形接收器包括从上到下依次连接的锥体结构、柱体结构以及圆盘结构;所述圆盘结构设置于所述中间框架内,并与所述中间框架固定连接;若干个所述水平钢板分为两组,每组的所述水平钢板层叠设置,两组所述水平钢板分别设置于所述柱体结构的两侧,每两层所述水平钢板之间以及最下层的水平钢板与所述中间框架之间均设置有垂直橡胶块;所述锥体结构的两侧分别通过竖向钢板与最上层的所述水平钢板连接,所述竖向钢板与所述外筒之间设置有水平橡胶块。

所述的海上风机双船浮托整体式安装装置,优选地,所述第一液压锁紧器包括弹性c环和第一液压缸,两个所述第一液压缸分别与所述弹性c环连接,用于控制所述弹性c环的卡紧与松开。

所述的海上风机双船浮托整体式安装装置,优选地,所述第二液压锁紧器包括卡接部和第二液压缸,四个所述第二液压缸分别与所述卡接部连接,用于控制所述卡接部的卡紧与松开。

本发明所述的海上风机双船浮托整体式安装装置的安装方法,包括如下步骤:

1)将四个带有缓冲装置的支腿安装至双船连接装置的下连接板的底部的四个边角处,四个支腿两两为一组,将两组支腿分别与两艘驳船固定;

2)将支撑椼架横跨在两艘驳船上,并与驳船固定;

3)在码头预装风机组件,通过吊机将预装后的风机组件安放在双船连接装置上;通过第一液压锁紧器和第二液压锁紧器锁紧;

4)将两艘驳船通过缆绳连接到拖船上,并通过拖船运输至指定位置;

5)将风机组件与基础进行上下对齐,然后将驳船的吃水深度压低,此时风机组件和下部跟基础上部距离不断缩小直至相互对接,然后通过连接器将风机组件与基础连接;

6)将双船连接装置上的第一液压锁紧器和支撑椼架上的第二液压锁紧器解锁,最后移除驳船。

本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:

1)本发明的整体安装与传统安装相比,只需要对普通驳船进行稍微的改造,大大节约了风机安装的时间成本和经济成本;

2)本发明不受风机高度和重量的影响;

3)本发明的驳船的吃水量比较浅,因此同时适用于浅海风机安装和深水风机安装。

附图说明

图1为驳船的结构示意图;

图2为支撑椼架的结构示意图;

图3为双船连接装置的结构示意图;

图4为缓冲装置的结构示意图;

图5为本发明的整体装配结构示意图;

图6为第一液压锁紧器的原理结构示意图。

图中各附图标记为:

1-驳船;2-支撑椼架;3-双船连接装置;301-上连接板;302-下连接板;303-支腿;304-椼架;4-风机组件;5-第一液压锁紧器;6-第二液压锁紧器;7-缓冲装置;701-外筒;702-沙箱;703-锥形接收器;704-竖向钢板;705-水平钢板;706-中间框架;707-垂直橡胶块;708-水平橡胶块;8-油箱;9-第一输油管;10-电磁阀;11-第一液压缸;12-第二输油管;13-弹性c环。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明,以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是,附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制,而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

如图1至5所示,本发明提供的海上风机双船浮托整体式安装装置,包括驳船1、支撑椼架2、双船连接装置3以及风机组件4;相邻两艘驳船1的两端分别通过双船连接装置3连接,双船连接装置3上设置有第一液压锁紧器5;支撑椼架2为倒u形椼架,两个支撑椼架2横跨在相邻两艘驳船1的两端,每个支撑椼架2的顶部设置有第二液压锁紧器6;两个风机组件4呈立姿放置在相邻两艘驳船1之间,且风机组件4的下部通过第一液压锁紧器5锁紧在双船连接装置3上,风机组件4的上部通过第二液压锁紧器6锁紧在支撑椼架2上,由此使风机组件4固定在所述支撑椼架2上和双船连接装置3上。

在上述实施例中,优选地,双船连接装置3包括上连接板301、下连接板302以及支腿303,上连接板301和下连接板302之间通过椼架304连接,四个支腿303设置在下连接板302的底部的四个边角;四个支腿303两两为一组,两组支腿303分别固定设置在相邻两艘驳船1上,以使两艘驳船1连接为一个整体;双船连接装置3的一侧设置有用于安放风机组件4的缺口,缺口内设置第一液压锁紧器5。

在上述实施例中,优选地,每个支腿303内部设置一个缓冲装置7。

在上述实施例中,优选地,缓冲装置7包括充当支腿的外筒701以及设置于外筒701内的沙箱702、锥形接收器703,竖向钢板704、水平钢板705和中间框架706,沙箱702与外筒701内腔的底面固定,中间框架706设置于沙箱702顶部;所述锥形接收器703包括从上到下依次连接的锥体结构、柱体结构以及圆盘结构;圆盘结构设置于中间框架706内,并与中间框架706固定连接;若干个水平钢板705分为两组,每组的水平钢板705层叠设置,两组水平钢板705分别设置于柱体结构的两侧,每两层水平钢板705之间以及最下层的水平钢板705与中间框架706之间均设置有垂直橡胶块707;锥体结构的两侧分别通过竖向钢板704与最上层的水平钢板705连接,竖向钢板704与外筒701之间设置有水平橡胶块708。

在上述实施例中,优选地,第一液压锁紧器5包括弹性c环和第一液压缸,两个第一液压缸分别与所述弹性c环连接,用于控制弹性c环的卡紧与松开。

在上述实施例中,优选地,第二液压锁紧器6包括卡接部和第二液压缸,四个第二液压缸分别与所述卡接部连接,用于控制卡接部的卡紧与松开。

需要说明的是,如图6所示,第一液压锁紧器5的原理为:

油箱8通过第一输油管9接入电磁阀10后与第一液压缸11的下部连通,油箱8通过第二输油管12接入电磁阀10后与第一液压缸11的上部连通,当电磁阀10控制第一输油管9进油的时候,第一液压缸11活塞张开,从而压紧弹性c环13;当电磁阀10控制第二输油管12进油的时候,第一液压缸11活塞收缩,从而使弹性c环13松开。

第二液压锁紧器6的原理与第一液压锁紧器5的原理相同,只是将弹性c环替换为可以卡紧和松开的卡接部。

基于上述的海上风机双船浮托整体式安装装置,本发明还提供一种海上风机双船浮托整体式安装装置的安装方法,包括如下步骤:

1)将四个带有缓冲装置7的支腿303安装至双船连接装置3的下连接板302的底部的四个边角处,四个支腿303两两为一组,将两组支腿303分别与两艘驳船1固定;

2)将支撑椼架2横跨在两艘驳船1上,并与驳船1固定;

3)在码头预装风机组件4,通过吊机将预装后的风机组件4安放在双船连接装置3上;通过第一液压锁紧器5和第二液压锁紧器6锁紧;

4)将两艘驳船1通过缆绳连接到拖船上,并通过拖船运输至指定位置;其中指定位置是指风机基础的安装位置,固定式风机的基础海平面以下固定在泥土中,海平面以上的部分是安装位置,风机组件4坐放安装在海平面上的部分;

5)将风机组件4与基础进行上下对齐,然后将驳船1的吃水深度压低,此时风机组件4和下部跟基础上部距离不断缩小直至相互对接,风机的重量慢慢转移到固定的基础上,然后通过连接器将风机组件4与基础连接;

6)将双船连接装置3上的第一液压锁紧器5和支撑椼架2上的第二液压锁紧器6解锁,最后移除驳船1。

需要说明的是,双船连接装置3的第一液压锁紧器5的中心与支撑桁架2的第二液压锁紧器6的中心在同一条垂直线上。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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