CN102278291B - 风力发电机海上运输安装的施工方法及其专用运输安装船 - Google Patents

风力发电机海上运输安装的施工方法及其专用运输安装船 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种风力发电机海上运输安装的施工方法及其专用运输安装船，该施工方法采用的专用运输安装船包括船体，船体的艏部设置有安装***和船体艏部搭靠装置，安装***包括安装平台、设置在安装平台上的封固支架、以及顶升及微调位装置，封固支架用于在运输和安装过程中固定风力发电机，顶升及微调位装置用于对风力发电机进行定位安装。本发明采用运输安装船进行安装，集海上风力发电机整体运输和安装兼用，可以直接进行海上风力发电机的整体运输和安装，不受风浪影响，不需要利用专门运输船将风力发电机运输到安装现场，且不需要采用海上平台或专用起重船上的大型起重机械进行安装，建造和使用成本低。

Description

风力发电机海上运输安装的施工方法及其专用运输安装船
技术领域
本发明涉及一种风力发电机海上运输安装的方法，具体地说，涉及一种采用专用运输安装船整体运输安装海上风力发电机的施工方法及专用运输安装船。
背景技术
目前，海上风力发电机的安装方法有两种，一种是分体安装，一种是整体安装，其中，分体安装是指在海上风力发电机的基座上，由下至上依次将风力发电机的各个部件安装到一起；整体安装是指将在岸上组装好的风力发电机整体运输到海上的安装地点，然后再安装到海上风力发电机的基座上。这两种安装方法均需要利用专门运输船将风力发电机运输到安装现场，采用海上平台或专用起重船上的大型起重机械进行安装。由于海上平台或起重船的船体庞大、且大型起重机械的造价昂贵，造成风力发电机安装作业的船舶、安装机械的使用成本较高，而且采用此种安装工艺，庞大的船体无法适用浅水区作业。另外由于海上风电机安装精度要求较高，当起重船受到风浪影响时，船体纵横摇摆幅度较大，不能满足安装精度要求，且安装难度大，施工周期长。
发明内容
本发明针对现有海上风力发电机在海上安装时存在的上述问题，提供了一种风力发电机海上运输安装的施工方法及专用安装船，该专用安装船集风力发电机整体运输和安装兼用、不受风浪影响、深水或浅水区均适用、且建造和使用成本低。
本发明的技术方案是：一种风力发电机海上运输安装的施工方法，采用专用运输安装船进行风力发电机的海上整体运输安装，包括以下步骤：
(1)将安装好的风力发电机整体通过锁固装置封固于安装船的封固支架上，安装船携待安装的风力发电机整体行驶至海上风力发电机的安装现场；
(2)安装船乘潮靠近风力发电机导管架座，根据现场海流、风向，确定安装船搭靠方位，抛锚粗定船位；
(3)用安装船上锚绞车，将安装船缓慢拉靠风力发电机导管架座，并同时使用顶升油缸将风力发电机顶升0.5m，安装船艏部上的“V”型定位结构卡住风力发电机导管架座，收紧锚缆并制动锚绞车；
(4)启动压载***，向安装船的压载仓内进行灌水，使安装船压载下沉，安装船艏部支腿落于风力发电机导管架座的二个支撑桩上，当艏部支腿的预压力达到100±2t时停止灌水；
(5)降下艉部支腿，使船体保持水平浮态，再向压载舱内灌水，使艏部每侧搭靠点预压均达到设定值，艉部支腿与泥面压力达到预设值，停止灌水，锁固艉部支腿；
(6)打开风力发电机封固支架上端、下端的刚性锁固点；
(7)通过顶升及微调位装置微调风力发电机位置，使其成对导向滑块对正，用顶升油缸将风力发电机缓慢落于风力发电机导管架座上，靠导向滑块对正螺栓孔位，预紧风力发电机与风力发电机导管架座内法兰的连接螺栓；
(8)按照设计扭矩，依次紧固风力发电机与风力发电机导管架座内法兰的全部连接螺栓；
(9)打开固定风力发电机下端的锁固装置；
(10)关闭各压载舱进水阀门，开启压载泵向外排艏部和艉部压载水，使艏端搭靠点和艉支腿压力均减为50t；
(11)然后再对称缓慢排出压载舱水，使运输安装船平稳上浮0.3m，此时运输安装船离开搭靠点；
(12)利用前后锚绞车收放锚缆，将运输安装船船体缓慢拖离风力发电机导管架座50m后，继续排水使运输安装船上浮至吃水2.5m，起升艏艉支腿并锁固，然后起锚返航；
(13)用拖轮将本船拖航回码头，进入下一个工作循环。
一种如上所述风力发电机海上运输安装的专用运输安装船，该安装船包括船体，船体的艏部设置有安装***和船体艏部搭靠装置，所述的安装***包括安装平台、设置在安装平台上的封固支架、以及顶升及微调位装置，其中，封固支架用于在运输和安装过程中固定风力发电机，顶升及微调位装置用于对风力发电机进行定位安装；
优选的是，所述的风力发电机封固支架的上部和底部分别设置有一个锁固装置，风力发电机通过锁固装置固定在风力发电机封固支架上；
优选的是，所述的船体艏部搭靠装置包括艏部支腿和支腿搭靠底座，艏部支腿用于与风力发电机导管架座连接固定船体，支腿搭靠底座用于将船体艏部与风力发电机导管架座搭靠；
优选的是，船体艏部的底部设置为倒“V”型，用于搭靠船体艏部与风力发电机导管架座；
优选的是，所述的顶升及微调位装置包括顶升油缸、平移油缸和法兰导向块，风力发电机的底部分别与顶升油缸和平移油缸连接；
优选的是，所述的船体的艉部设置有艉部支腿和支腿升降装置，艉部支腿支撑于海底泥面，用于保持船体纵向平稳；
优选的是，所述的船体的艏部还设置有电站及压载***和锚泊设备，压载***用于调整船体吃水并保持船体在整体安装风机时不会受到风浪影响而摇摆颠簸。
本发明的有益效果是：本发明采用运输安装船进行安装，该运输安装船集海上风力发电机整体运输和安装兼用，海上风力发电机在码头水面专用平台上整体组装后，通过本船的安装平台和锁固装置将组装后的风力发电机整体接收并搁置到运输安装船的封固支架上，并通过运输安装船运输到安装位置，在海上风力发电机整体运输到安装位置时，可以直接进行海上风力发电机的整体安装，不需要利用专门运输船将风力发电机运输到安装现场，且不需要采用海上平台或专用起重船上的大型起重机械进行安装，建造和使用成本低。本发明运输安装船船体艏部的底部设置为倒“V”型结构，与艏部支腿一起与风力发电机导管架座对接，方便准确定位安装船，并与艉部支腿共同作用，用于保持船体纵向平稳，且安装时，通过压载水***先将安装船进行压载，压载后，艉部支腿支撑安装船，当出现高潮时，使船体处于半潜状态，不受风浪影响。本发明运输安装船还设置有顶升及微调位装置，微调风力发电机位置，确保风力发电机的安装精度。
附图说明
附图1至4为本发明具体实施例的海上运输安装过程示意图；
附图5为本发明具体实施例专用运输安装船的结构图。
具体实施方式
本发明的具体实施方式：如图5所示，一种用于风力发电机海上运输安装的专用运输安装船，该安装船包括船体1，船体1的艏部2设置有安装***和船体艏部搭靠装置，所述的安装***包括安装平台3、设置在安装平台3上的封固支架4、以及顶升及微调位装置5，其中，封固支架4用于在运输和安装过程中固定风力发电机，顶升及微调位装置5用于对风力发电机进行定位安装；风力发电机封固支架4的上部和底部分别设置有一个锁固装置6，风力发电机通过锁固装置6固定在风力发电机封固支架4上；船体艏部搭靠装置包括艏部支腿7和支腿搭靠底座8，艏部支腿7用于与风力发电机导管架座连接固定船体1，支腿搭靠底座8用于将船体艏部2与风力发电机导管架座搭靠；船体艏部2的底部设置为倒“V”型，用于搭靠船体艏部2与风力发电机导管架座；顶升及微调位装置5包括顶升油缸、平移油缸和法兰导向块，风力发电机的底部分别与顶升油缸和平移油缸连接；船体的艉部9设置有艉部支腿10和支腿升降装置，艉部支腿10支撑于海底泥面，用于保持船体纵向平稳；船体的艏部2还设置有电站及压载***和锚泊设备，压载***用于调整船体1吃水并保持船体在整体安装风机时不会受到风浪影响而摇摆颠簸。
如图1至4所示，风力发电机海上运输安装的施工过程如下：
(1)将安装好的风力发电机整体通过锁固装置封固于安装船的封固支架上，安装船携待安装的风力发电机整体行驶至海上风力发电机的安装现场；
(2)安装船乘潮靠近风力发电机导管架座，根据现场海流、风向，确定安装船搭靠方位，抛锚粗定船位；
(3)用安装船上锚绞车，将安装船缓慢拉靠风力发电机导管架座，并同时使用顶升油缸将风力发电机顶升0.5m，安装船艏部上的“V”型定位结构卡住风力发电机导管架座，收紧锚缆并制动锚绞车；
(4)启动压载***，向安装船的压载仓内进行灌水，使安装船压载下沉，安装船艏部支腿落于风力发电机导管架座的二个支撑桩上，当艏部支腿的预压力达到100±2t时停止灌水；
(5)降下艉部支腿，使船体保持水平浮态，再向压载舱内灌水，使艏部每侧搭靠点预压力均达到设定值，艉部支腿与泥面压力达到预设值，停止灌水，锁固艉部支腿，船体处于半潜状态；此时若处于涨潮阶段，要根据安装船的浮态情况，适当打开N个压载舱进水阀，使其与外部海水相通，随潮位涨落自由进水，始终保持安装船重力大于浮力。
(6)打开风力发电机封固支架上端、下端的刚性锁固点。
(7)通过顶升及微调位装置微调风力发电机位置，使其成对导向滑块对正，用顶升油缸将风力发电机缓慢落于风力发电机导管架座上，靠导向滑块对正螺栓孔位，预紧风力发电机与风力发电机导管架座内法兰的连接螺栓。
(8)按照设计扭矩，依次紧固风力发电机与风力发电机导管架座内法兰的全部连接螺栓。
(9)打开固定风力发电机下端的锁固装置。
(10)关闭各压载舱进水阀门，开启压载泵向外排艏部和艉部压载水，使艏端搭靠点和艉支腿压力均减为50t。
(11)然后再对称缓慢排出压载舱水，使运输安装船平稳上浮0.3m，此时运输安装船离开搭靠点。
(12)利用前后锚绞车收放锚缆，将运输安装船船体缓慢拖离风力发电机导管架座50m后，继续排水使运输安装船上浮至吃水2.5m，起升艏艉支腿并锁固，然后起锚返航。
(13)用拖轮将本船拖航回码头，进入下一个工作循环。
以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种风力发电机海上运输安装的施工方法，其特征在于：采用专用运输安装船进行风力发电机的海上整体运输安装，包括以下步骤：
(1)将安装好的风力发电机整体通过锁固装置封固于安装船的封固支架上，安装船携待安装的风力发电机整体行驶至海上风力发电机的安装现场；
(2)安装船乘潮靠近风力发电机导管架座，根据现场海流、风向，确定安装船搭靠方位，抛锚粗定船位；
(3)用安装船上锚绞车，将安装船缓慢拉靠风力发电机导管架座，并同时使用顶升油缸将风力发电机顶升0.5m，安装船艏部上的“V”型定位结构卡住风力发电机导管架座，收紧锚缆并制动锚绞车；
(4)启动压载***，向安装船的压载仓内进行灌水，使安装船压载下沉，安装船艏部支腿落于风力发电机导管架座的二个支撑桩上，当艏部支腿的预压力达到100±2t时停止灌水；
(5)降下艉部支腿，使船体保持水平浮态，再向压载舱内灌水，使艏部每侧搭靠点预压力均达到设定值，艉部支腿与泥面压力达到预设值，停止灌水，锁固艉部支腿；
(6)打开风力发电机封固支架上端、下端的刚性锁固点；
(7)通过顶升及微调位装置微调风力发电机位置，使其成对导向滑块对正，用顶升油缸将风力发电机缓慢落于风力发电机导管架座上，靠导向滑块对正螺栓孔位，预紧风力发电机与风力发电机导管架座内法兰的连接螺栓；
(8)按照设计扭矩，依次紧固风力发电机与风力发电机导管架座内法兰的全部连接螺栓；
(9)打开固定风力发电机下端的锁固装置；
(10)关闭各压载舱进水阀门，开启压载泵向外排艏部和艉部压载水，使艏端搭靠点和艉支腿压力均减为50t；
(11)然后再对称缓慢排出压载舱水，使运输安装船平稳上浮0.3m，此时运输安装船离开搭靠点；
(12)利用前后锚绞车收放锚缆，将运输安装船船体缓慢拖离风力发电机导管架座50m后，继续排水使运输安装船上浮至吃水2.5m，起升艏艉支腿并锁固，然后起锚返航；
(13)用拖轮将本船拖航回码头，进入下一个工作循环。
2.如权利要求1所述的风力发电机海上运输安装的施工方法，其特征在于：所述的专用运输安装船包括船体，船体的艏部设置有安装***和船体艏部搭靠装置，所述的安装***包括安装平台、设置在安装平台上的封固支架、以及顶升及微调位装置，其中，封固支架用于在运输和安装过程中固定风力发电机，顶升及微调位装置用于对风力发电机进行定位安装。
3.如权利要求2所述的风力发电机海上运输安装的施工方法，其特征在于：所述的风力发电机封固支架的上部和底部分别设置有一个锁固装置，风力发电机通过锁固装置固定在风力发电机封固支架上。
4.如权利要求2所述的风力发电机海上运输安装的施工方法，其特征在于：所述的船体艏部搭靠装置包括艏部支腿和支腿搭靠底座，艏部支腿用于与风力发电机导管架座连接固定船体，支腿搭靠底座用于将船体艏部与风力发电机导管架座搭靠。
5.如权利要求2所述的风力发电机海上运输安装的施工方法，其特征在于：船体艏部的底部设置为倒“V”型，用于搭靠船体艏部与风力发电机导管架座。
6.如权利要求2所述的风力发电机海上运输安装的施工方法，其特征在于：所述的顶升及微调位装置包括顶升油缸、平移油缸和法兰导向块，风力发电机的底部分别与顶升油缸和平移油缸连接。
7.如权利要求2所述的风力发电机海上运输安装的施工方法，其特征在于：所述的船体的艉部设置有艉部支腿和支腿升降装置，艉部支腿支撑于海底泥面，用于保持船体纵向平稳。
8.如权利要求2所述的风力发电机海上运输安装的施工方法，其特征在于：所述的船体的艏部还设置有电站及压载***和锚泊设备，压载***用于调整船体吃水并保持船体在整体安装风机时不会受到风浪影响而摇摆颠簸。
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