CN215486378U - 一种风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置，包括上层缓冲机构和下层缓冲机构；上层缓冲机构包括平衡梁、铰接连接在平衡梁顶面上的梁上钢丝绳组、铰接连接在平衡梁底面上的梁下钢丝绳组、两个变张力油缸和两根变张力油缸钢丝绳；两个变张力油缸以其活塞杆竖直朝上的方式对称设置在平衡梁顶面两侧并通过缸筒铰接连接在平衡梁上，二者的活塞杆分别通过两根变张力油缸钢丝绳连接在起重机吊钩上；下层缓冲机构包括若干个沿周向均布设置在桩顶基座上的缓冲油缸，其均以其活塞杆竖直朝上的方式设置；该装置能够在风机整体与塔筒底座的对接过程中提供足够的支撑力并有效避免波浪起伏带来的安全风险，避免磕碰，实现平稳对接。

Description

一种风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置

技术领域

本实用新型涉及海上风力发电机组的安装设备技术领域，特别涉及一种风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置。

背景技术

海洋施工作业易受到较多不利因素的影响，尤其是海洋风机塔筒底座与桩顶基座对接环节，需要1～2个小时的稳定操作窗口期才能顺利完成对接工作。其主要影响因素是浪涌作用造成的起重船上下起伏，重达千吨的海洋风机与塔筒在起重船受到浪涌作用下会产生较为明显的上下起伏，无法采用人力平稳对接。而采用吊装机构对海洋风机与塔筒进行对接施工时，其施工成功的关键点在于：克服对接环节浪涌作用造成的起重船上下起伏，实现风机塔筒底座与桩顶基座平稳对接。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种克服对接环节浪涌作用造成的起重船上下起伏，实现风机塔筒底座与桩顶基座平稳对接的风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置。

为此，本实用新型技术方案如下：

一种风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置，包括上层缓冲机构和下层缓冲机构；其中，

上层缓冲机构包括平衡梁、梁上钢丝绳组、梁下钢丝绳组、两个变张力油缸和两根变张力油缸钢丝绳；梁上钢丝绳组铰接连接在平衡梁顶面上，以平稳吊装平衡梁于起重机吊钩上；梁下钢丝绳组铰接连接在平衡梁底面上，以平稳吊装塔筒底座于平衡梁下方；两个变张力油缸以其活塞杆竖直朝上的方式对称设置在平衡梁顶面两侧，二者的缸筒底端铰接连接在平衡梁上；两根变张力油缸钢丝绳分别一端铰接连接在两个变张力油缸的活塞杆杆端、另一端连接在起重机吊钩上；

下层缓冲机构包括若干个沿圆周方向设置在桩顶基座顶面上的缓冲油缸；各缓冲油缸均以其活塞杆竖直朝上的方式设置，其缸筒底端固定在桩顶基座上。

进一步地，在每个变张力油缸上均设置有一个监测缸筒内油压变化的压力传感器和一个监测活塞杆伸长幅度位移传感器。

进一步地，梁上钢丝绳组由四根钢丝绳构成，在平衡梁的顶面上且靠近四个顶角处各设置有一个梁上滑轮，四根钢丝绳一一对应地设置在各梁上滑轮处，使四根钢丝绳的一端分别连接在四个梁上滑轮上、另一端连接在起重机吊钩上。

进一步地，梁下钢丝绳组由八根钢丝绳构成，且在平衡梁的底面上且靠近四个顶角处各设置有两个梁下滑轮，八根钢丝绳一一对应地设置在各梁下滑轮处，使八根钢丝绳的一端分别连接在八个梁下滑轮上、另一端垂直下落并分别连接在塔筒底座上的八个吊耳处。

进一步地，两个变张力油缸的缸筒底端分别通过设置在平衡梁顶面上的两个梁上滑轮铰接连接在平衡梁上。其中，每个用于连接两个变张力油缸缸筒的梁上滑轮优选固定在位于同侧的两个用于连接梁上钢丝绳组的两个梁上滑轮的连线中点处。

进一步地，下层缓冲机构还包括与缓冲油缸数量一致的若干个油缸承力盘；若干个油缸承力盘沿圆周方向均布设置在塔筒底座的底面上，且位置与设置在桩顶基座顶面上的若干个缓冲油缸的位置一一对应。

进一步地，下层缓冲机构还包括一个粗定位装置，其设置在桩顶基座顶面上，以实现风机底塔筒在与桩顶基座对接过程同时进行对中。

与现有技术相比，该风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置能够在风机与塔筒的对接过程中对塔筒底座提供足够的支撑力，并在永久固定连接的过程中由变张力油缸补偿波浪起伏带来的影响，避免了风机塔筒与桩顶的磕碰，实现风机塔筒底座与桩顶基座平稳对接。

附图说明

图1为本实用新型的风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置的正立面结构示意图；

图2为本实用型的风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置使的侧立面结构示意图；

图3为本实用新型的风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置的上层缓冲机构的结构示意图；

图4为采用本实用新型的风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置吊装的风机整体与桩顶底座对接过程的示意图；

图5为采用本实用新型的风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置完成风机整体与桩顶底座对接的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。

如图1所示，该风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置包括上层缓冲机构和下层缓冲机构；其中，

如图2和图3所示，上层缓冲机构包括平衡梁3、梁上钢丝绳组7、梁下钢丝绳组10、两个变张力油缸8、两根变张力油缸钢丝绳9和传感器组；

梁上底钢丝绳组7铰接连接在平衡梁3顶面上，以平稳吊装平衡梁3于起重机吊钩上；具体地，梁上钢丝绳组7由四根钢丝绳构成，在平衡梁3的顶面上且靠近四个顶角处各设置有一个梁上滑轮12，四根钢丝绳一一对应地设置在各梁上滑轮12处，使四根钢丝绳的一端分别连接在四个梁上滑轮12上、另一端连接在起重机吊钩上；

梁下钢丝绳组10铰接连接在平衡梁3底面上，以平稳吊装塔筒底座4于平衡梁3下方；具体地，梁下钢丝绳组10由八根钢丝绳构成，且在平衡梁3的底面上且靠近四个顶角处各设置有两个梁下滑轮13，八根钢丝绳一一对应地设置在各梁下滑轮13处，使八根钢丝绳的一端分别连接在八个梁下滑轮13上、另一端垂直下落并分别连接在塔筒底座4上的八个吊耳14处；

两个变张力油缸8以其活塞杆竖直朝上的方式对称设置在平衡梁3顶面两侧，二者的缸筒底端铰接连接在平衡梁3上；两根变张力油缸钢丝绳9分别一端铰接连接在两个变张力油缸8的活塞杆杆端、另一端连接在起重机吊钩上；

传感器组包括在每个变张力油缸8上均设置有的一个压力传感器和一个位移传感器；其中，压力传感器用于监测缸筒内油压变化，位移传感器用于监测活塞杆伸长幅度；

如图4和图5所示，下层缓冲机构包括八个沿圆周方向设置在桩顶基座5顶面上的缓冲油缸16、八个油缸承力盘、以及一个加速度传感器；

八个缓冲油缸16均以其活塞杆竖直朝上的方式设置，其缸筒底端固定在桩顶基座5上；八个油缸承力盘沿圆周方向均布设置在塔筒底座4的底面上，且位置与设置在桩顶基座5顶面上的若干个缓冲油缸16的位置一一对应；

加速度传感器设置在风机底塔筒2上，具体地，加速度传感器背侧固定由一块磁铁板，使其能够以磁吸的方式可拆卸固定在风机底塔筒2的外壁上。

作为本实施例的一个优选技术方案，下层缓冲机构还包括有一个粗定位装置，该粗定位装置设置在桩顶基座5顶面上，以实现风机底塔筒2在与桩顶基座5对接过程同时进行对中。

采用该风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置实现吊装整体风机至桩顶基座并与其完成对接的具体施工步骤如下：

S1、将该风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置与已经连接好的风机整体进行连接，完成起吊准备，具体地，将梁下钢丝绳组10分别铰接连接在平衡梁3底面的梁下滑轮13及风机整体结构中的塔筒底座4的吊耳14上，将梁上钢丝绳组7分别铰接连接在平衡梁3顶面的梁上滑轮12及上方吊机勾头上，以实现平稳吊装平衡梁3于起重机吊钩上的同时平稳吊装塔筒底座4于平衡梁3下方；接着，将两个变张力油缸8的缸筒对称设置并铰接安装在平衡梁3顶面的另外两个梁上滑轮12上，将两个变张力油缸8的活塞杆11的杆端分别与两根变张力钢丝绳9的一端连接，两根变张力钢丝绳9的另一端与上方吊机勾头连接；

S2、起重机勾头缓缓上升对整体风机，在该过程初始时利用每个变张力油缸8上的位移传感器监测两个变张力油缸8的活塞杆11的伸出长度满足：变张力油缸8和同侧变张力钢丝绳9的总长度略大于梁上钢丝绳组7的长度，以保持起吊过程中始终处于拉紧状态，即完全由变张力钢丝绳9受力，而梁上钢丝绳组7始终处于松弛状态，不受力；该状态的保持可以实时通过设置在每个变张力油缸8上的压力传感器以监测有缸内油压变化的方式间接监测变张力油缸8的拉力变化，进而进一步将拉力传至塔筒底座4与运输船的固定装置上，保证塔筒底座向上的拉力均衡且维持在一个稳定数值范围内；

S3、解除塔筒底座4与运输船固定装置的连接，吊机继续控制器吊钩缓缓抬升移动，以将整体风机1吊至桩顶基座5的正上方；

S4、吊机控制其吊钩缓慢下放整体风机1，并在粗定位装置15的作用下逐渐靠近桩顶基座5，并实现风机底塔筒2与桩顶基座5的对中；

S5、启动设置在桩顶基座5上的八个缓冲油缸16的活塞杆向上顶升，直至其顶端顶升至固定在塔筒底座4的油缸承力盘上；

S6、吊机勾头继续缓慢下降，同时变张力油缸8的活塞杆11缩短至梁上钢丝绳组7完全处于拉紧状态，而变张力油缸钢丝绳9处于松弛状态；在该过程中，基于海上风浪的情况，当任意一个变张力油缸8上的压力传感器感应到压力瞬时增大时，则通过其变张力油缸8上的位移传感器控制变张力油缸8的活塞杆11适量伸长，以补偿波浪引起的吊钩的起伏变化，保证整体风机1在安装过程中始终保持位置稳定；

S7、在步骤S6中，吊机勾头缓缓下降的同时，八个缓冲油缸16的活塞杆同步回缩或根据风浪情况采用非同步的方式回缩，直至将整体风机平稳安放在桩顶基座上；

S8、通过桩顶基座的精定位装置，对准基础桩6与风机底塔筒2之间的螺栓孔，并拧入螺栓固定。

S9、移除平衡梁3、风机底塔筒2、桩顶基座5等辅助工装，完成风机整体安装。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置，其特征在于，包括上层缓冲机构和下层缓冲机构；其中，

上层缓冲机构包括平衡梁(3)、梁上钢丝绳组(7)、梁下钢丝绳组(10)、两个变张力油缸(8)和两根变张力油缸钢丝绳(9)；梁上钢丝绳组(7)铰接连接在平衡梁(3)顶面上，以平稳吊装平衡梁(3)于起重机吊钩上；梁下钢丝绳组(10)铰接连接在平衡梁(3)底面上，以平稳吊装塔筒底座(4)于平衡梁(3)下方；两个变张力油缸(8)以其活塞杆竖直朝上的方式对称设置在平衡梁(3)顶面两侧，二者的缸筒底端铰接连接在平衡梁(3)上；两根变张力油缸钢丝绳(9)分别一端铰接连接在两个变张力油缸(8)的活塞杆杆端、另一端连接在起重机吊钩上；

下层缓冲机构包括若干个沿圆周方向设置在桩顶基座(5)顶面上的缓冲油缸(16)；各缓冲油缸(16)均以其活塞杆竖直朝上的方式设置，其缸筒底端固定在桩顶基座(5)上。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置，其特征在于，在每个变张力油缸(8)上均设置有一个监测缸筒内油压变化的压力传感器和一个监测活塞杆伸长幅度位移传感器。

3.根据权利要求1所述的风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置，其特征在于，梁上钢丝绳组(7)由四根钢丝绳构成，在平衡梁(3)的顶面上且靠近四个顶角处各设置有一个梁上滑轮(12)，四根钢丝绳一一对应地设置在各梁上滑轮(12)处，使四根钢丝绳的一端分别连接在四个梁上滑轮(12)上、另一端连接在起重机吊钩上。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置，其特征在于，梁下钢丝绳组(10)由八根钢丝绳构成，且在平衡梁(3)的底面上且靠近四个顶角处各设置有两个梁下滑轮(13)，八根钢丝绳一一对应地设置在各梁下滑轮(13)处，使八根钢丝绳的一端分别连接在八个梁下滑轮(13)上、另一端垂直下落并分别连接在塔筒底座(4)上的八个吊耳处。

5.根据权利要求1所述的风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置，其特征在于，两个变张力油缸(8)的缸筒底端分别通过设置在平衡梁(3)顶面上的两个梁上滑轮(12)铰接连接在平衡梁(3)上。

6.根据权利要求5所述的风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置，其特征在于，每个用于连接两个变张力油缸缸筒的梁上滑轮(12)固定在位于同侧的两个用于连接梁上钢丝绳组(7)的两个梁上滑轮(12)的连线中点处。

7.根据权利要求1所述的风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置，其特征在于，下层缓冲机构还包括与缓冲油缸(16)数量一致的若干个油缸承力盘；若干个油缸承力盘沿圆周方向均布设置在塔筒底座(4)的底面上，且位置与设置在桩顶基座(5)顶面上的若干个缓冲油缸(16)的位置一一对应。

8.根据权利要求1所述的风力发电机组海上整体安装用双层缓冲及对接装置，其特征在于，下层缓冲机构还包括一个粗定位装置，其设置在桩顶基座(5)顶面上，以实现风机底塔筒(2)在与桩顶基座(5)对接过程同时进行对中。

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