CN101169108A - 海上风力发电塔结构及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
一种海上风力发电风塔结构为风塔基础与风力发电塔架及发电机组为一体的设计,海上安装施工为风力发电塔整体一次安装。本发明的海上风力发电塔底部为单筒吸力锚基础(1)或多筒吸力锚基础(M),吸力锚顶部为压载仓(2),压载仓(2)内充填钢砂用来对整个海上风力发电塔的重心调整,使整个风塔中心控制在吸力锚基础(1)上以便在安装施工中能够在重力作用下使风塔由水平放置,容易翻转成竖直状态便于沉放,重心降低同时提高了风力发电塔安装过程中的稳定性。吸力锚内设计有三个隔板,将吸力锚分成三个独立仓室(18),分别设置独立的三个泵接口,以便在风力发电塔吸力式基础沉放安装过程中进行调平。
Description
技术领域
本发明属于海上风力发电塔的结构及其安装方法的创新。
背景技术
目前海上风力发电塔的结构通常包括风塔基础部分和风力发电塔架及发电机组部分的分体结构。风塔基础部一般为水下单钢管桩或多钢管桩基础支撑风力发电塔架及发电机组。单钢管桩基础由入泥的基础段、位于水中及水面以上的立管段和位于立管段顶部的甲板组成。钢管桩采用大型打桩船将大直径钢管桩入泥基础段打入海底泥面以下,钢管桩上部露出水面。基础施工完成后,风力发电塔架及发电机组部分由大型驳船运输到风塔安装点钢管桩基础旁,使用大型浮吊将风力发电塔架整体吊装直立后插入露出海面的钢管桩上,法兰连接固定。整个施工工期长,需要有大型打桩船、驳船和浮吊,施工费用高,风险大。
发明内容
为了解决海上风力发电塔钢管桩海上打桩、风力发电塔架及发电机组部分的整体吊装分两次施工周期长,需要用大型打桩船和浮吊的限制,本发明提供了一种风塔基础与风力发电塔架及发电机组为一体的海上风力发电风塔结构设计,海上风力发电风塔安装施工为整体一次安装,不需要大型打桩船和浮吊支持,仅按本发明设计改建的专用施工驳船施工。海上风力发电风塔建造、安装施工简单,容易保证对海上风力发电风塔安装施工的设计规范要求。
本发明所采用的技术方案是:海上风力发电塔结构为风塔基础与风力发电塔架为一体的设计,海上风力发电塔上部为带螺旋桨的发电机组仓室与塔筒连接,塔筒下部与单筒吸力锚基础、三筒或多筒吸力锚基础连接成整体结构,单筒吸力桩基础用于15M以下水深,三或多筒吸力锚基础用于15M以上水深。风力发电塔与吸力锚基础可以整体吊装,因此海上安装施工为风力发电塔整体一次安装。海上风力发电塔底部为单筒吸力锚基础,吸力锚顶部为压载仓,压载仓内充填钢砂用来对整个海上风力发电塔的重心调整,使整个风塔中心控制在吸力锚基础上以便在安装施工中能够在重力作用下使风塔由水平放置,容易翻转成竖直状态便于沉放,重心降低同时提高了风力发电塔安装过程中的稳定性。吸力锚内设计有三个隔板,将吸力锚分成三个独立仓室,分别设置独立的三个泵接口,以便在风力发电塔吸力式基础沉放安装过程中进行调平。
本发明的技术方案还包括风力发电塔的海上安装施工专用驳船的设计。在驳船尾部设计安装有风力发电塔海上运输、安装施工用主支架和尾架。主支架上设计有风塔支撑旋转轴,支撑旋转轴由液动油缸控制可以卡固风力发电塔的塔筒,使风力发电塔驳运时水平放置在专用驳船的主支架和尾架上。在海上安装施工时能在重力作用下旋转成直立状态。主支架上固定有两个长行程油缸,油缸活塞杆支撑旋转轴上升或下降,便于在风力发电塔安装施工时使风塔吸力锚基础顺利初始入泥形成密封,吸力锚能抽水吸力贯入泥面以下。驳船上的尾架是风力发电塔驳运时作为配合主支架的第二个支撑点,同时尾架上安装有液动绞车,液动绞车上的钢绳牵拉风力发电塔塔筒上部,施工时液动绞车放松钢绳使风塔在重力作用下旋转成直立状态。
附图说明
本发明的海上风力发电塔结构、驳船的改造设计和施工步骤由图示进一步说明。
图1是风力发电塔结构示意图。
(1)单筒吸力锚基础 (2)压载仓 (3)塔筒 (4)塔筒上部吊耳 (5)发电机组(6)螺旋桨 (7)旋转轴卡固塔筒油缸(16)泥面 (17)水面 (18)仓室
图2、图3是风力发电塔安装施工专用驳船结构示意图。
(8)驳船 (9)主支撑架 (14)尾架 (11)液压绞车 (12)升降长行程油缸(13)支撑旋转轴滑道 (14)风塔支撑旋转轴 (15)塔筒夹紧油缸 (16)泥面 (17)水面
图4、图5、图6、图7是风力发电塔海上安装施工步骤示意图。
图4为风力发电塔整体吊装,水平放置在专用驳船的主支架和尾架上驳运到施工现场。
图5为海上风力发电塔整体安装施工,在重力作用下由水平旋转成直立状态过程。
图6为海上风力发电塔在直立状态下,长油缸活塞杆推动下降初始入泥形成密封。
图7为启动潜水泵排出锚筒内海水使吸力贯入泥面以下,完成海上风力发电塔安装施工。
具体施工步骤
风力发电塔整体水平吊装放置在安装施工专用驳船(8)的主支撑架(9)和尾架(10)上,主支撑架(9)上两个长行程油缸(12)的活塞杆全部缩进油缸内。支撑旋转轴的液动夹紧油缸(15)伸出卡固风力发电塔的塔筒(3),使风力发电塔驳运时水平放置在专用驳船(8)的主支撑架(9和尾架(10)图4所示。安装施工专用驳船拖航到施工现场。安装施工时启动尾架(10)上安装的液动绞车(11),液动绞车上的钢绳牵拉风力发电塔塔筒上部吊耳(4),液动绞车放松钢绳使海上风力发电塔整体在重力作用下旋转成直立状态,如图4、图5所示。启动主支撑架上(9)的两个固定长行程油缸(12),油缸活塞杆伸出,推动旋转轴下降,使风力发电塔向下移动,风力发电塔的吸力锚基础底部插入海底泥面(16),使吸力锚初始入泥形成密封,如图6所示。支撑旋转轴的液动夹紧油缸(15)活塞杆退回松开卡固的风力发电塔的塔筒(3),启动潜水泵排出锚筒内海水使吸力贯入泥面以下,如图7所示。完成风力发电塔整体安装,安装施工专用驳船脱离开现场。
Claims (3)
1.一种海上风力发电塔,其结构为风力发电塔架与风塔吸力锚基础为一体的设计,且采用专用施工驳船整体一次完成海上安装施工,其特征是:海上风力发电塔下部与单筒吸力锚基础或多筒吸力锚基础连接成整体结构。风力发电塔与吸力锚基础可以整体吊装,采用海上安装施工为风力发电塔整体一次安装。
2.根据权利要求1所述的海上风力发电塔,其特征是:海上风力发电塔上部为带螺旋桨的发电机组仓室与塔筒连接,塔筒下部与单筒吸力锚基础或多筒吸力锚基础连接成整体结构,吸力锚顶部为压载仓,吸力锚内设计有三个隔板,将吸力锚分成三个独立仓室,分别设置独立的三个泵接口,以便在风力发电塔吸力式基础沉放安装过程中进行调平。
3.根据权利要求1所述的海上风力发电塔安装专用施工驳船,其特征是:在驳船尾部设计安装有风力发电塔海上运输、安装施工用主支架和尾架。主支架上设计有风塔支撑旋转轴,支撑旋转轴由液动油缸控制可以卡固风力发电塔的塔筒,使风力发电塔驳运时水平放置在专用驳船的主支架和尾架上。在海上安装施工时能在重力作用下旋转成直立状态。主支架上固定有两个长行程油缸,油缸活塞杆支撑旋转轴上升或下降,便于在风力发电塔安装施工时使风塔吸力锚基础顺利初始入泥形成密封,吸力锚能抽水吸力贯入泥面以下。驳船上的尾架是风力发电塔驳运时作为配合主支架的第二个支撑点,同时尾架上安装有液动绞车,液动绞车上的钢绳牵拉风力发电塔塔筒上部,施工时液动绞车放松钢绳使风塔在重力作用下旋转成直立状态。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |