CN102398860A - 一种海上风电设备的安装装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种海上风电设备的安装装置及方法，其方法步骤如下：⑴先将施工后预留的钢管桩按指定高度切割，装上风电塔架第一节；⑵再将2～3个钳形装置安装在塔吊下部的标准节上，锁紧钳形装置，将塔吊与风电塔架第一节紧紧固连在一起；⑶松开塔吊下部的调整节并和移动底盘一起移开，使塔吊下部与工程船分离，此时塔吊就是一台以风电塔架第一节为基础的固定式塔吊，可以完成风电机组的所有安装工作。其优点是：能够做到吨位较小、结构简单、操作容易、使用方便、造价低廉、节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及的是风电安装技术领域，特别是一种海上风电设备的安装装置及方法。
背景技术
人类在积极寻找能源，满足生存发展的需求。海上采油平台是向海底要石油、海上风力发电是向大自然要能源的好方法。近几年来海上采油平台、海上风力发电得到飞速发展，其中桩基础施工和设备安装是其重要的工作之一。施工中使用了各种不同的打桩船、安装船。随着海上采油平台、海上风力发电的规模越来越大，这些工程船也越来越大、越来越复杂、造价越来越高。
宁波海力801海上打桩船，其船体80×30×6米，吃水2.8米，吨位8000T，桩架高度95米，桩锤IHC S—280型（荷兰产），锤重29 T，总造价1.5亿元人民币。据报道我国还在制造更大的打桩船，其船体78×36×6.2米，吃水3.2米，吨位9500T，桩架高度135米，造价更高（中国船舶报/2010年11月19日/第002版）。
中国振华重工制造的海上风电设备安装船，其船体76.8×42×6米，吃水2.7米，4条自动升降桩腿，桩腿长67米，吨位8000T，（振华重工产品样本）。
中国南通船厂为国外船东MPI offshore公司建造两条“MPI Adventure ＆ MPIDiscovery”号海上风电安装船，每台造价17.5亿人民币，其船体138.55×40.8×10米，吃水3.5米，6条自动升降桩腿，桩腿长72米，船舶自重14739T，能满足5～7MW风电机组的安装要求。
以上工程船都是巨无霸。
现有技术的海上打桩船，都是沿用传统的以桩架为依托的打桩工艺，所以桩有多长，桩架就需有多高。海上钢管桩都是大直径超长钢管桩，海上采油平台工程用钢管桩直径1～2.5米、风电工程用钢管桩直径3～6米，因此，海上打桩船也就做成了巨无霸。海上风电安装船为了满足稳定安装的要求，不得不将超长的桩腿伸到海底，将船体托出海面，以免海浪影响安装，因此，海上风电安装船也形成巨无霸。
用这些结构复杂、造价昂贵的巨无霸工作船进行基础施工和设备安装，其费用非常高昂，社会资源占用的非常多。
采用传统的以桩架为依托的打桩工艺，常常会出现土塞效应拒锤和停锤时间长拒锤的现象，给施工造成极大的困难。
发明内容
本发明的目的是提出一种操作方便、工作稳定安全、大大减小打桩船的设备载荷的海上风电设备的安装装置及方法。
本发明海上风电设备的安装方法，其步骤如下：
⑴先将施工后预留的钢管桩按指定高度切割，装上风电塔架第一节；
⑵再将2～3个钳形装置安装在塔吊下部的标准节上，锁紧钳形装置，将塔吊与风电塔架第一节紧紧固连在一起；
⑶松开塔吊下部的调整节并和移动底盘一起移开，使塔吊下部与工程船分离，此时塔吊就是一台以风电塔架第一节为基础的固定式塔吊，可以完成风电机组的所有安装工作。
安装工作完成后，按相反的步骤自降式撤除塔吊即可。
本发明海上风电设备的安装装置，包括：和风电塔架相连的锁紧钳形装置，和锁紧钳形装置相连的自升塔吊。
所述的钳形装置，包括：固定座、收钳油缸、活动钳口、锁紧油缸、销轴。固定座成对安装在塔吊标准节上，活动钳口的一端通过销轴与固定座连接起来，活动钳口的另一端通过锁紧油缸锁紧或松开。
所述的自升塔吊下部设置有移动底盘，其上设置一节可以在0.5～1米范围升降的调整节，再在调整节上安装若干标准节和回转塔身、起重臂、平衡臂等部件；在下部标准节上设置有两至三个能将塔吊固定在风电塔架上的钳形装置，在上部标准节上根据需要设置有若干个能将塔吊与风电塔架固定连接的拉杆装置。
本发明具有明显的优点。
1、因压桩、打桩不依赖传统笨重的桩架，工程船可以做小、做轻。压桩、打桩及钢管桩放送都是利用带万向底座的双梁压桩夹持器进行的，它不受海水深度的限制，可以放送几百米的钢管桩。采用本发明方法夹持牢靠，桩位定位准确，调节角度方便，可以不必象传统桩架打桩那样按照API规范的有关规定进行钢管桩的自由站立稳定性分析和调整。
打桩时，夹持器内孔是作导套使用的，有利于完成打桩工作。接桩时双梁压桩夹持器是一个精度非常非常高的接桩夹具，对接桩工作非常有利。双梁压桩夹持器是陆地上静力压桩使用多年成熟的专利技术，没有技术风险。
2、因本发明方法采用带万向底座的双梁压桩夹持器进行工作，不需对钢管桩的长度限定，不像传统桩架打桩那样要求第一节钢管桩必须达到几十米至上百米，给钢管桩的生产、运输、吊装造成困难。用本发明方法施工，钢管桩的长度按方便生产、运输、吊装最经济最优化的长度进行即可，例如30～50米，无需特大型设备，使生产、运输、吊装过程中的设备资源能按最优化配置，具有很高的经济效益和社会效益。
3、本发明方法设置的塔吊比传统的桅杆式吊车重量轻、稳定性好、操作方便，工作高度高，当与风电塔架固定在一起后是一台性能优越的海上起重机。它充分利用了风电基础这一宝贵资源。
4、使用本发明方法可以将海上打桩、压桩、设备安装一条龙完成。
综上所述采用本发明方法能够做到吨位较小、结构简单、操作容易、使用方便、造价低廉、节约能源。
附图说明
图1为塔吊与风电塔架固定在一起施工示意图。
图2为钳形装置结构示意图。
图中符号表示：1--船舶甲板，5--移动底盘，6--调整节，7--顶升油缸，8--塔吊标准节，24—风电塔架，25--钳形装置,26--固定座，27--收钳油缸，28--活动钳口，29--锁紧油缸，30--销轴。
具体实施方式
根据图1、图2所示，海上风电设备的安装装置，包括：和风电塔架相连的锁紧钳形装置，和锁紧钳形装置相连的自升塔吊。
所述的钳形装置，包括：固定座、收钳油缸、活动钳口、锁紧油缸、销轴。固定座成对安装在塔吊标准节上，活动钳口的一端通过销轴与固定座连接起来，活动钳口的另一端通过锁紧油缸锁紧或松开。
所述的自升塔吊下部设置有移动底盘，其上设置一节可以在0.5～1米范围升降的调整节，再在调整节上安装若干标准节和回转塔身、起重臂、平衡臂等部件；在下部标准节上设置有两至三个能将塔吊固定在风电塔架上的钳形装置，在上部标准节上根据需要设置有若干个能将塔吊与风电塔架固定连接的拉杆装置。
一种海上风电设备的安装方法，其步骤如下：
⑴先将施工后预留的钢管桩按指定高度切割，装上风电塔架第一节；
⑵再将2～3个钳形装置安装在塔吊下部的标准节上，锁紧钳形装置，将塔吊与风电塔架第一节紧紧固连在一起；
⑶松开塔吊下部的调整节并和移动底盘一起移开，使塔吊下部与工程船分离，此时塔吊就是一台以风电塔架第一节为基础的固定式塔吊，可以完成风电机组的所有安装工作。
安装工作完成后，按相反的步骤自降式撤除塔吊即可。
Claims (4)
1.一种海上风电设备的安装方法，其特征在于：其步骤如下：
⑴先将施工后预留的钢管桩按指定高度切割，装上风电塔架第一节；
⑵再将2～3个钳形装置安装在塔吊下部的标准节上，锁紧钳形装置，将塔吊与风电塔架第一节紧紧固连在一起；
⑶松开塔吊下部的调整节并和移动底盘一起移开，使塔吊下部与工程船分离，此时塔吊就是一台以风电塔架第一节为基础的固定式塔吊，可以完成风电机组的所有安装工作。
2.根据权利要求1所述的海上风电设备的安装方法的安装装置，其特征在于：包括：和风电塔架（24）相连的锁紧钳形装置（25），和锁紧钳形装置（25）相连的自升塔吊。
3. 根据所述的权利要求2所述的海上风电设备的安装装置，其特征在于：所述的自升塔吊下部设置有移动底盘（5），其上设置一节可以在0.5～1米范围升降的调整节（6），再在调整节（6）上安装若干标准节（8）和回转塔身、起重臂、平衡臂等部件；在下部标准节（8）上设置有两至三个能将塔吊固定在风电塔架（24）上的钳形装置（25），在上部标准节（8）上根据需要设置有若干个能将塔吊与风电塔架（24）固定连接的拉杆装置。
4. 根据所述的权利要求2或3所述的海上风电设备的安装装置，其特征在于：所述钳形装置（25），包括：固定座（26）、收钳油缸（27）、活动钳口（28）、锁紧油缸（29）、销轴（30）；固定座（26）成对安装在塔吊标准节（8）上，活动钳口（28）的一端通过销轴（30）与固定座（26）连接起来，活动钳口（28）的另一端通过锁紧油缸（29）锁紧或松开。
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