CN101602395A - 用于在运输船上运输风力涡轮机塔架段的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在运输船上运输风力涡轮机塔架段的系统和方法，具体而言，一种用于在运输船上运输风力涡轮机塔架段(124)的系统，运输船上具有多个锁定部件(142，242，342，442)。该系统包括可锁定到风力涡轮机塔架段上的支撑构件(132)，该支撑构件具有至少两个锁定部件。该系统包括安装构件(130)，其具有位于安装构件上的第一套锁定部件，该第一套锁定部件可释放地和运输船的锁定部件连接以便可释放地将安装部件紧固在运输船上，以及位于安装构件上的与第一套锁定部件分离的第二套锁定部件。支撑构件锁定部件能够可释放地和安装构件的第二套锁定部件连接，以便可释放地将风力涡轮塔架段紧固到安装构件上。

Description

用于在运输船上运输风力涡轮机塔架段的系统和方法

技术领域

[0001]本发明一般地涉及用于运输风力涡轮机塔架段的系统和方法，而更具体地，涉及用于在运输船上运输风力涡轮机塔架段的此类系统和方法。

背景技术

[0002]风力涡轮机越来越多地用于发电领域。风力涡轮机典型地包括安装在由堆叠和紧固在一起的多个塔架段构成的塔架顶部的转子驱动的涡轮发电机。对于风力涡轮机部件，如塔架段，常在运输船上将它们运输到目的地。

[0003]某些货运船只具有装备有常被称之为半自动扭锁机构的可接近的锁定机构的露天甲板(weather deck)，用于可释放地将常规的货柜(例如，长方形的，箱状的货柜)紧固到露天甲板上。在货柜的底角出具有对应的锁定机构，用于和甲板上的锁定机构匹配，并在其顶角处与堆叠的货柜锁定在一起。船只的锁定机构这样横跨甲板的宽度间隔排列并沿甲板纵向地间隔排列。

[0004]出于运输的目的，风力涡轮机塔架段--典型地为圆柱状或截头圆锥状--的两端均安装有支撑构件，支撑构件具有底部，该底部限定一对分开的底脚，或用于将塔架段稳定搁置在船只的甲板上以防止塔架段滚动的平直表面。在支撑构件顶部可定位附加锁定机构以允许塔架段以和货柜同样的方式进行堆叠(成并排关系)。

[0005]由于塔架段的横截面尺寸(例如直径)并不相同，船与船之间横跨甲板宽度的锁定机构的间隔不是标准的，因此塔架段末端的支撑框架经常被焊接到甲板上。除此之外，风力涡轮机塔架段典型地比货柜更大(例如，直径)，使得支撑构件的底脚很难和船只的锁定机构对齐。在装卸段的过程中，经常进行焊接。但是，焊接和拆除焊接是费时而昂贵的。

[0006]此外，用于运输风力涡轮机塔架段的某些运输船具有最大额定压力为2.5公吨每平方米的的甲板或地板。随着越来越大的风力涡轮机塔架段被使用和运输，在运输船上运输的段的重量也不断增大，而它们施加在甲板和地板上的压力也不断增加。虽然理想的是增加横跨船只露天甲板宽度可以装载的塔架段的数目，但注意甲板的承载极限也很重要。因此，存在着对允许在运输船只上运输增加数目的塔架段的运输风力涡轮机塔架段的系统和/或方法的需求。

发明内容

[0007]在一方面，用于在运输船只上运输风力涡轮机塔架段的系统具有多个锁定部件，其上通常包括可紧固在风力涡轮机塔架段上的支撑构件和伸长安装构件。支撑构件具有至少两个锁定部件。伸长安装构件具有位于安装构件上的第一套锁定部件，其可释放将安装构件紧固在运输船上，以及与第一套锁定部件分离的第二套锁定部件，其将风力涡轮机塔架段可释放地紧固到安装构件上。

[0008]在另一方面，用于在运输船上运输至少第一风力涡轮机塔架段和第二风力涡轮机塔架段的系统通常包括可紧固在第一风力涡轮机塔架段上的第一支撑构件，与第一支撑构件分离并可紧固在第二风力涡轮机塔架段上的第二支撑构件，以及可紧固到运输船上的伸长安装构件。第一支撑构件和第二支撑构件可彼此成大体并排间隔的关系紧固到安装构件上。

[0009]在一种在运输船上运输风力涡轮机塔架段的方法的一个实施例中，一对支撑构件通常在第一塔架段的相对的两端处被紧固到第一风力涡轮机塔架段上。另一对支撑构件通常在第二塔架段的相对的两端处被紧固到第二风力涡轮机塔架段上。一对伸长安装构件则以彼此间隔的关系紧固在运输船的支撑平面上。第一塔架段的其中一个支撑构件和第二塔架段的其中一个支撑构件被紧固到其中一个伸长安装构件上。第一塔架段的另一个支撑构件和第二塔架段的另一个支撑构件被紧固到另一个伸长安装构件上。

附图说明

[0010]图1为包括多个塔架段的风力涡轮机塔架的侧视示意图；

[0011]图2为风力涡轮机塔架的塔架段的透视图，其中出于运输目的支撑构件紧固到塔架段的各端上；

[0012]图3为使用用于在运输船上安装塔架段的系统的一个实施例装载在货运船只的露天甲板上的多个塔架段的侧视图，甲板之下的船只部分略去；

[0013]图4为图3的多个塔架段和安装系统的端视图，且甲板之下的船只部分略去；

[0014]图5A为图3的安装系统的伸长安装构件的一个实施例的顶部平面图；

[0015]图5B为其端视图；以及

[0016]图6所示为运输船的露天甲板的顶部平面图，在其上未装载塔架以便显示甲板上的锁定部件的布置。

[0017]贯穿所有附图，对应的标号代表对应的部件。

具体实施方式

[0018]现在参考附图尤其参考图1，风力涡轮机塔架一般地标示为100。在该示范性实施例中，风力涡轮机塔架100包括水平轴线114的风力涡轮机。备选地，风力涡轮机塔架100可包括垂直轴线的风力涡轮机。风力涡轮机塔架100通常包括在合适的基础上(如混凝土板，地表或其它适当的基础--未示出)垂直竖立的塔架102，以及一般地标示为105的风力涡轮发电机。风力涡轮发电机105通常包括安装在塔架102上的机舱106，和联接到机舱106上的转子108。转子108具有可旋转的叶毂(hub)110和联接到叶毂110上的多个转子叶片112。图示的转子108适当地包括三个转子叶片112。备选地，转子108可具有多于或少于三个转子叶片112。叶片112绕叶毂110定位，以便于转子叶片108将来自风的动能转化为可用的机械能，并随后转化为电能。通过将叶片根部102在多个负载传递区域122处联接到叶毂110上，叶片112配合到叶毂110上。负载传递区域122具有叶毂负载传递区域和叶片负载传递区域(两者均未在图1中示出)。通过负载传递区域122，在叶片112中引起的负载被传递给叶毂110。

[0019]塔架102为适合的管状，而在所示实施例中呈环状--具有在塔架102内从基础104纵向延伸直至机舱106的内腔(未示出)。塔架102通常包括多个单独的塔架段124，它们可以以堆叠的、端对端的关系彼此连接以形成塔架102。塔架段124可各具有通常固定的横截面尺寸(如在其中塔架段124各为大致环形的所示实施例中，固定的直径)，或者一个或多个塔架段124可为截头圆锥形，和/或一个或多个塔架段124的横截面尺寸可以不变但是与一个或多个其它塔架段不同--如呈阶梯状结构，其中每个塔架段124的横截面尺寸随着段向塔架102的顶端堆叠而减小。

[0020]参见图3，风力涡轮机塔架段，如图1中所示实施例的风力涡轮机100的塔架段124，图示为正通过安装系统130的一个实施例被装载到货运船只V的露天甲板D上(在此在各个附图中仅示出甲板D)。安装系统130将塔架段124安装在用来运输的运输船V上。应懂得，在不背离本发明的范围的情况下，安装系统130可用来运输图1实施例的风力涡轮机100的那些塔架段之外的塔架段124。

[0021]如图2中的最佳地所见，在一个适当的实施例中的安装系统130包括被紧固到一个塔架段124的相应末端134上的一对支撑构件132。所示支撑构件132各通常成形为具有顶部144、底部136和横向相对侧边140的矩型框架。备选地，一个或两个支撑构件132可为大致H形，大致为A形，且可能有或没有一个或多个贯穿其中的开口(如，它可能有着实心板(solid plate)的常见外形)而不背离本发明的范围。支持框架132用诸如钢材或其它合适的材料合适的构造，以在运输过程中支撑塔架段124的重量。在一个具体的适当实施例中，支撑框架132如通过带螺纹的紧固件(未示出)或其它适当的紧固装置被可释放地紧固到塔架段124的末端134上。

[0022]各支撑构件132的底部136包括一对底脚138，在本文被用来指沿支撑构件132的底部136的一对间隔分开的部分，该底脚接触并搁置在，更适当地说是紧固到运输船V的甲板D上。在所示实施例中，底脚138通常布置在底部136和侧边140相交的横向间隔的角落处。底脚138在甲板D上为支撑构件132提供稳定的基础以禁止塔架段124滚动或相对于甲板D的其它运动。所示的支撑构件132沿底部136在底脚138之间的整个距离延伸，以致底部136是支撑构件132的连续的、通常为直的构件。尽管如此，应懂得，支撑构件132的底部136可构造成使得底部136整体地或部分地在底脚138之间横向是非连续的，使得支撑构件132被构造成大致H形，或大致A形。

[0023]在一个适当的实施例中，支撑构件132还包括至少一个锁紧部件142，该锁紧部件位于支撑构件132的各底脚138处。锁紧部件142尤其是合适的锁定机构的其中一个部件，且锁定部件142能够与此类锁定机构的对应部件锁定接合。例如，合适的锁定机构(具有针对锁定接合而构造的两个部件)通常指的是半自动的扭锁锁定机构，其结构和操作对本领域技术人员是已知的，并因此在本文中除了阐述本实施例必需的程度之外不做进一步的描述。应懂得，可使用除半自动扭锁锁定机构外的任何合适的锁定机构并保持在本发明的范围之内。在支撑构件132的顶部144处，支撑构件132还具有第二对锁紧部件142，该锁定部件142各自纵向地与支撑构件132的底部136处的锁紧部件142对齐，以使得塔架段124在甲板D上的堆叠变得容易。

[0024]图6为适用于运输塔架段124的运输船V的露天甲板D，但是在甲板上没有装载任何塔架段124，因此甲板D是可见的。锁定部件242紧固在露天甲板D上，横跨甲板D的宽度和纵向地沿甲板D按图形排列在间隔的位置处。例如，露天甲板D上锁定部件242的横跨甲板的间隔和纵向间隔可典型地对应所需的货柜(未示出)的装载布置。在图6所示的实施例中，横跨甲板D的宽度间隔布置八个此类的锁定部件242，但并不是均匀地布置。尤其是，一个锁定部件242被定位在甲板D的各相对的侧，并且更适宜地从甲板D的各相对侧稍稍朝外伸出。附加的锁定部件242从甲板D两侧横向朝里以大致相等的间距横向向内地定位，除了两个最里侧的锁定部件242，和其它锁定部件242相比，这两个锁定部件242彼此间隔较近。

[0025]应懂得，甲板D锁定部件242的布置对其它运输船V可能变化而并不背离本发明的范围。亦可预期，塔架段124(更具体来说是紧固到此类塔架段124上的支撑构件132)可附加地，或备选地安装到其它的运输船V结构上，例如货舱的地板上。

[0026]现在具体参考图4，支撑构件132的底脚138上的锁定部件142之间的间隔大致对应于露天甲板D的除了最内部的锁定部件242之外的锁定部件242的横跨甲板的间隔(如图6所示)。根据在运输船V上安装塔架段124的方法的一个实施例，通过将支撑构件132的锁定部件142与邻近甲板D的一侧的最外侧的一对锁定部件242接合，将一个塔架段124安装在甲板D上。通过将支撑构件132的锁定部件142与邻近甲板D的相对一例的最外侧的一对锁定部件242接合，将第二塔架段124安装到甲板D上。

[0027]由于塔架段124的尺寸(例如，直径)，根据锁定机构242在甲板D上的位置，仅有一个附加的塔架段124能够沿跨甲板的方向直接安装在甲板D上。尽管如此，在最外侧安装的塔架段124之间仍有足够的跨甲板方向的空间来安装两个额外的塔架段124--但是被紧固到塔架段124上的相应的支撑构件132的锁定部件142不能正确地和甲板D的其它锁定部件242对齐。

[0028]因此，在一个实施例中的安装系统130还包括伸长安装构件150，该安装构件构造成允许在甲板D上在最外侧安装的塔架段124之间以并排的关系安装附加的两个塔架段124。在所示的实施例中，安装构件150具有如图5b中所示的诸如工字梁构造的通常的梁构造。但是应该懂得，安装构件150可为其它梁型构造、管状条、实心条或其它适合的构造，只要其能够承受塔架段124的重量。

[0029]如图5A中最好的所见，第一套锁定部件342以彼此间隔的关系紧固到安装构件150上。在一个尤其适合的实施例中，安装构件150的锁定部件342之间的间距对应于如图4所示的露天甲板D的四个最内部的(例如，剩下的)锁定部件242之间的间距，以允许安装构件150可释放地紧固到甲板D上。设想除了通过锁定部件342之外，还可通过其它装置将安装构件150可释放地紧固到甲板D上，例如通过另一个合适的锁定系统，或者其可更永久地紧固到甲板D上。

[0030]第二套锁定部件442与第一套锁定部件342相对地紧固到安装构件150上。特别是，朝向安装构件150的一端，这些锁定部件442中的第一对锁定部件具有对应于支撑构件132的锁定部件142之间的间距的锁定部件间距。朝向安装构件150的相对端，这些锁定部件442的第二对锁定部件也具有对应于支撑构件132的锁定部件142之间的间距的锁定部件间距。第一对和第二对锁定部件442之间的间距不需要对应于支撑构件132的锁定部件142之间的间距，但相反通常被确定为要安装在安装构件150上的塔架段124的横截面尺寸(例如直径)的函数。

[0031]在所示的实施例中，伸长安装构件150具有的长度小于甲板D的宽度，但另外在其两端足以延伸至少直至甲板D的四个最内部的锁定部件242的最外面的锁定部件，且更适当地稍稍伸出(横跨甲板方向)最外面的锁定部件。但是设想安装构件150可具有横跨甲板D的更大宽度延伸的长度，并且在一个实施例中其可横跨甲板D的整个宽度延伸。在这种实施例(未示出)中安装构件150可通过安装构件150的第一套八个锁定部件242(甲板D的每个横跨甲板锁定部件一个)紧固在甲板D上，而全部四个塔架段124(而更具体地因而支撑构件132)可紧固到安装构件150的第二套八个锁定部件242上。

[0032]如图3中所示，通过将多个塔架段124沿甲板D纵向地布置，可以在运输船V的甲板D上运输多个塔架段。例如，在图3中，在甲板D上装载了具有不同尺寸的四套塔架段124。为了以这种方式装载甲板D，使用了类似安装构件150的八个伸长安装构件。

[0033]又参考图4，由于紧固到各个塔架段124的端部上的支撑构件132在支撑构件132的顶部144和底部136处都包括锁定部件142，可以将塔架段124堆叠，且上面塔架段124的支撑构件132的底部136处的锁定部件142可释放地连接到下面塔架段124(即紧固到露天甲板D上的塔架段124)的支撑构件132的顶部144处的锁定部件142上。

[0034]通过使用伸长安装构件150来可释放地将塔架段124紧固到运输船上，消除了将支撑构件焊接到船只V上的需要。安装构件150沿甲板基于安装构件150的间距分配塔架段124的负载，从而将负载分配在运输船V的更大的范围上。

[0035]在所示的实施例中，塔架段124图示为装载在运输船的露天甲板D上。设想附加地或者备选地，塔架段124可装载在运输船V的货舱的地板上，或者运输船V的其它合适的支撑面上。

[0036]当介绍本发明或其优选实施例的要件时，用词“一”，“一个”，“该”以及“所述”意在指具有一个或多个要件。用词“包括”，“包含”以及“具有”意在为包含性的，并意味着可具有所列要件之外的附加要件。

由于可在不背离本发明的范围的情况下对以上构造和方法做出各种更改，因此其意为所有包含在以上描述以及在附图中显示的内容都应被示为说明性的，而不是限制性的意义。

Claims (10)

1.一种用于在运输船上运输风力涡轮机塔架段(124)的系统，该运输船上具有多个锁定部件(142，242，342，442)，该系统包括：

支撑构件(132)，其能够紧固到风力涡轮机塔架段上，该支撑构件具有至少两个锁定部件；以及

安装构件(130)，其具有定位在该安装构件上的第一套锁定部件和定位在该安装构件上的第二套锁定部件，该第一套锁定部件可释放地与该运输船的锁定部件连接，以可释放地将该安装构件紧固在该运输船上，而该第二套锁定部件与该第一套锁定部件分离，支撑构件锁定部件能够与该安装构件的所述第二套锁定部件可释放地连接，以可释放地将该风力涡轮机塔架段紧固到该安装构件上。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该支撑构件(132)是在所述段的一端(134)处或邻近该端(134)能够紧固到该风力涡轮机塔架段(124)上的第一支撑构件，该系统还包括在所述段的相对端处或邻近该相对端能够紧固到该风力涡轮机塔架段上的第二支撑构件，该第二支撑构件具有至少两个锁定部件(142，242，342，442)。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该安装构件(130)构造成可释放地连接在至少两个风力涡轮机塔架段(124)上。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该支撑构件(132)上的锁定部件(142)、该安装构件(130)上的第一套锁定部件(342)和该安装构件上的第二套锁定部件(442)中的至少一个是半自动的扭锁锁定部件。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该伸长安装构件(130)通常具有梁构造。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，伸长安装构件(130)通常具有工字梁构造。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该伸长安装构件(130)具有长度，该第一套锁定部件(342)沿该安装构件的长度根据该安装构件上锁定部件的第一排列定位，该第二套锁定部件(442)沿该安装构件的长度根据该安装构件上锁定部件的第二排列定位，所述第二排列不同于该第一排列。

8.如权利要求2所述的系统，其特征在于，该伸长安装构件(130)为第一伸长安装构件，该第一支撑构件锁定部件(342)能够与该安装构件的第二套锁定部件(442)可释放地连接，该系统还包括第二伸长安装构件，该第二伸长安装构件具有定位在该第二安装构件上的第一套锁定部件，用来与该运输船的锁定部件可释放地连接，以在与该第一安装构件隔开的位置处可释放地将该第二安装构件紧固在该运输船上。

9.一种用来在运输船上运输至少第一风力涡轮机塔架段(124)和第二风力涡轮机塔架段的系统，该系统包括：

能够紧固到该第一风力涡轮机塔架段上的第一支撑构件(132)，

与该第一支撑构件隔开并能够紧固到该第二风力涡轮机塔架段上的第二支撑构件；以及

能够紧固到该运输船上的伸长安装构件(130)，该第一支撑构件和该第二支撑构件能够以彼此大致并排隔开的关系紧固到该安装构件上。

10.一种用来将至少第一风力涡轮机塔架段(124)和第二风力涡轮机塔架段紧固在运输船上的接合器，所述接合器包括：

构造成与甲板安装件互锁的伸长部分；以及

适于将第一风力涡轮机塔架段和第二风力涡轮机塔架段连接到所述伸长部分上的多个锁定部件(142，242，342，442)。

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