CN102410158A - 风力发电机专用连接件及更换海上风力发电机部件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机专用连接件及更换海上风力发电机部件的方法，该风力发电机专用连接件将吊车和风力发电机机舱底座或机舱平台连接，以竖直地支撑吊车，所述专用连接件包括圆筒形主体以及分别连接在圆筒形主体上下两端的上法兰和下法兰，上法兰与所述吊车连接，下法兰与风力发电机机舱底座或机舱平台连接。根据本发明的实施例，可不使用浮吊船或自升式船而采用一般驳船、散货船或半潜船等实现海上风力发电机部件的更换，减少了对特种船的依赖，既可节省费用成本也可节省时间成本。另外，根据本发明的风力发电机专用连接件可重复使用，可进一步节省海上风力发电机组的维修成本。

Description

风力发电机专用连接件及更换海上风力发电机部件的方法
技术领域
本发明涉及一种风力发电机专用连接件以及一种利用该专用连接件更换海上风力发电机的部件的方法，利用该风力发电机专用连接件并采取该方法可方便地更换海上风力发电机的部件。
背景技术
安装在海上的大型风力发电机组主要由叶轮、发电机、机舱、塔架等构成，这些部件的重量从十几吨到几十吨不等。一旦风力发电机发生故障就需要使用大型船将整台风力发电机吊装到码头并进行大部件的更换工作，或者使用自升式安装船进行海上风电机组的大部件更换。
当使用前一种方法进行部件更换时，需使用大型浮吊船将整台风力发电机吊装到浮吊船上，以进行大部件更换。然而，使用大型浮吊将整台风力发电机吊装到浮吊船上，需要使用缓冲装置、整台风力发电机的固定装置以及平衡装置，对吊装设备和装置要求非常复杂，同时还要求浮吊船的甲板面积非常大，才能够直接在浮吊船上进行大部件的更换工作。
当使用后一种方法进行部件更换，即，使用自升式船直接进行大部件的更换工作时，利用自升式船的桩腿插入海底的持力层后，使船本身脱离海面，形成一个非常稳定的工作平台，然后利用自升船上的吊车进行风力发电机组的大部件更换工作。
然而，国内现有的浮吊船和自升式船的数量都较少，使用前的协调周期长，造成业主停机时间长，损失发电量大。另外，浮吊船和自升式船的使用费用都非常高昂，一般按天计算，每天需要几十万元到上百万元。
因此，采用这两种方法进行海上风电机组大部件更换的吊装成本均过高，而且时间不可控。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够减少海上风力发电机的维修成本并缩短停工时间的风力发电机专用连接件及一种利用该专用连接件更换海上风力发电机部件方法。
为了实现上述目的，提供一种风力发电机专用连接件，该风力发电机专用连接件将吊车和风力发电机机舱底座或机舱平台连接，以竖直地支撑吊车，所述专用连接件包括圆筒形主体以及分别连接在圆筒形主体上下两端的上法兰和下法兰，上法兰与所述吊车连接，下法兰与风力发电机机舱底座或机舱平台连接。
在上法兰和下法兰的圆周上均可形成有多个通孔，上法兰通过螺栓与吊车连接，下法兰通过螺栓与风力发电机机舱底座或机舱平台连接。
在上法兰上可形成有截圆锥形状的支撑套，以对吊车进行定位和支撑。
对于双馈式风力发电机，所述下法兰可水平地安装在平坦的机舱平台上。
对于直驱式风力发电机，所述下法兰可相对于圆筒形主体的中心轴线倾斜设置，以与倾斜的机舱底座匹配来竖直地支撑吊车。
对于直驱式风力发电机，可在所述圆筒形主体的侧壁上形成长孔，以方便施工人员进出以进行安装。支撑套的锥角可在60度至90度之间。
根据本发明的另一方面，提供一种更换海上风力发电机部件的方法，包括如下步骤：
将起重机、如上所述的风力发电机专用连接件、吊车以及待更换构件吊运至运输船上，将起重机固定至运输船上；
运输船航行到海上风力发电机下方，并利用锚固定运输船；
利用运输船上的起重机将风力发电机专用连接件吊装至风力发电机内，并将风力发电机专用连接件固定在风力发电机机舱平台或机舱底座上；
利用运输船上的起重机将吊车连接到风力发电机连接件上；
利用运输船上的起重机和连接到风力发电机专用连接件上的吊车配合工作来协助更换风力发电机的部件；
部件更换完毕后，拆除吊车和风力发电机专用连接件。
所述吊车可以是克令吊或伸缩式起重机。
所述运输船可以是驳船、散货船或半潜船。
所述起重机可以是履带吊或汽车吊。
所述吊车可包括卷扬机构、变幅机构以及控制机构。
所述控制机构可以为电动控制机构或液压控制机构。
根据本发明的实施例，可不使用浮吊船或自升式船而采用一般的驳船、散货船或半潜船等实现海上风力发电机部件的更换，减少了对特种船的依赖，既可节省费用成本也可节省时间成本。另外，根据本发明的风力发电机专用连接件可重复使用，可进一步节省海上风力发电机组的维修成本。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出了利用风力发电机专用连接件将吊车固定至机舱底座上的示意图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的用于直驱式风力发电机的专用连接件的立体图；
图3和图4分别示出了利用图2中所示的专用连接件的侧视图和主视图；
图5示出了根据本发明的另一个实施例的用于双馈式风力发电机的专用连接件的立体图；
图6示出了图5中所示的专用连接件的主视图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
总的来说，本发明通过在海上风力发电机的机舱平台或机舱底座上安装吊车，并利用该吊车与安装在海上风力发电机下方的运输船上的起重设备互相配合来实现发电机部件的更换。
下面将结合图1来详细描述根据本发明的示例性实施例的更换海上风力发电机部件的方法。
首先，将起重设备(未示出)、风力发电机专用连接件10(稍后描述)、吊车30以及待更换构件(未示出)吊运至运输船(未示出)上，并将起重设备固定至运输船上。例如，可将起重机固定焊接至运输船上。优选地，运输船可包括驳船、散货船或半潜船。其中，起重设备可包括履带吊或汽车吊等全地面起重机。
然后，运输船航行到海上风力发电机下方，并利用锚固定运输船。
再后，利用运输船上的起重机将风力发电机专用连接件10吊装至风力发电机内(优选地，可将风力发电机专用连接件10吊装至风力发电机的机舱顶部可开天窗或开口处)，并将风力发电机专用连接件10固定在风力发电机机舱平台或机舱底座20上。优选地，可利用螺栓(包括液压螺栓)将风力发电机专用连接件10与机舱平台或机舱底座20连接。
接着，利用运输船上的起重机将吊车30连接到风力发电机连接件10上。优选地，可利用螺栓(包括液压螺栓)将吊车30竖直地安装在风力发电机连接件10上，如图1所示。对于直驱式风力发电机，由于机舱内空间较小同时考虑到强度因素，优选将吊车30通过风力发电机连接件10安装在倾斜的机舱底座20上。虽然直驱式风力发电机的机舱底座20是倾斜的，但是通过风力发电机专用连接件10的形状的校正，可保证吊车30被竖直地安装。吊车30通过机舱顶部的天窗或开口可伸出到机舱的外部，以与运输船上的起重机配合操作，来吊运更换部件。其中，吊车30可以是克令吊(一种船舶上进行设备装船常用的吊车)或伸缩式起重机等小型吊车。另外，吊车30包括卷扬机构、变幅机构以及控制机构。优选地，所述控制机构可以是电动控制机构或液压控制机构。
然后，利用运输船上的起重机和连接到风力发电机专用连接件10上的吊车30配合工作来协助更换风力发电机的部件。
最后，部件更换完毕后，从风力发电机上拆除吊车30和风力发电机专用连接件10。
下面将结合图2至图6描述风力发电机专用连接件。
图2示出了根据本发明的一个实施例的用于直驱式风力发电机的专用连接件的立体图；图3和图4分别示出了利用图2中所示的专用连接件的侧视图和主视图。
根据本发明的一个实施例，用于直驱式风力发电机的专用连接件10用于连接风力发电机机舱底座20和吊车30，专用连接件10包括圆筒形主体11以及分别连接在圆筒形主体11的上下两端的上法兰12和下法兰13。上法兰12被连接至吊车30，下法兰13相对于圆筒形主体11的轴线倾斜，以被连接至倾斜的机舱底座20上，从而保证专用连接件10能够竖直地支撑吊车30。
优选地，上法兰12和下法兰13通过螺栓分别与吊车30和机舱底座20连接。即，在上法兰12和下法兰13的圆周上均形成有多个通孔121，131，用于穿过螺栓。
此外，在上法兰12上形成有截圆锥形状的支撑套14，以对吊车30进行定位和支撑。优选地，支撑套14的锥角在60度至90度之间。
由于连接件的尺寸较大，因此在专用连接件10的安装过程中，施工人员需要进入连接件10下部和机舱的内部来进行安装。一方面，施工人员可通过支撑套14的敞开的顶部进入连接件10下部和机舱的内部以将专用连接件10固定至机舱底座20，另一方面，可在圆筒形主体11的侧壁上形成长孔15，以方便施工人员进出。
图5示出了根据本发明的另一个实施例的用于双馈式风力发电机的专用连接件10′的立体图；图6示出了图5中所示的专用连接件10′的主视图。
由于双馈式风力发电机的机舱平台的面积较大，可安装吊车的区域较大，因此与用于直驱式风力发电机的专用连接件相比，用于双馈式风力发电机的专用连接件10′的不同之处主要在于下法兰13水平地安装在平坦的机舱平台上，即下法兰13垂直于圆筒形主体11的轴线设置。然而，本发明不限于此，专用连接件的形状不限于此，可根据风力发电机的类型以及机舱内机舱平台或机舱底座的形状以及承重情况进行合适的修改，而只要能保证吊车被竖直地安装即可。
通过上述描述清楚的是，根据本发明的实施例，可不使用浮吊船或自升式船而采用一般的驳船、散货船或半潜船等实现海上风力发电机部件的更换，减少了对特种船的依赖，既可节省费用成本也可节省时间成本。另外，根据本发明的风力发电机专用连接件可重复使用，可进一步节省海上风力发电机组的维修成本。
本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和修改。

Claims (13)

1.一种风力发电机专用连接件，其特征在于，该风力发电机专用连接件将吊车和风力发电机机舱底座或机舱平台连接，以竖直地支撑吊车，所述专用连接件包括圆筒形主体以及分别连接在圆筒形主体上下两端的上法兰和下法兰，上法兰与所述吊车连接，下法兰与风力发电机机舱底座或机舱平台连接。
2.如权利要求1所述的风力发电机专用连接件，其特征在于，在上法兰和下法兰的圆周上均形成有多个通孔，上法兰通过螺栓与吊车连接，下法兰通过螺栓与风力发电机机舱底座或机舱平台连接。
3.如权利要求1或2所述的风力发电机专用连接件，其特征在于，在上法兰上形成有截圆锥形状的支撑套，以对吊车进行定位和支撑。
4.如权利要求1或2所述的风力发电机专用连接件，其特征在于，对于双馈式风力发电机，所述下法兰水平地安装在平坦的机舱平台上。
5.如权利要求1或2所述的风力发电机专用连接件，其特征在于，对于直驱使风力发电机，所述下法兰相对于圆筒形主体的中心轴线倾斜设置，以与倾斜的机舱底座匹配来竖直地支撑吊车。
6.如权利要求5所述的风力发电机专用连接件，其特征在于，对于直驱式风力发电机，在所述圆筒形主体的侧壁上形成长孔，以方便施工人员进出以进行安装。
7.如权利要求1所述的风力发电机专用连接件，其特征在于，支撑套的锥角在60度至90度之间。
8.一种更换海上风力发电机部件的方法，包括如下步骤：
将起重机、如权利要求1至7中的任一项所述的风力发电机专用连接件、吊车以及待更换构件吊运至运输船上，将起重机固定至运输船上；
运输船航行到海上风力发电机下方，并利用锚固定运输船；
利用运输船上的起重机将风力发电机专用连接件吊装至风力发电机内，并将风力发电机专用连接件固定在风力发电机机舱平台或机舱底座上；
利用运输船上的起重机将吊车连接到风力发电机连接件上；
利用运输船上的起重机和连接到风力发电机专用连接件上的吊车配合工作来协助更换风力发电机的部件；
部件更换完毕后，拆除吊车和风力发电机专用连接件。
9.如权利要求8所述的更换海上风力发电机部件的方法，其中，所述吊车是克令吊或伸缩式起重机。
10.如权利要求8所述的更换海上风力发电机部件的方法，其中，所述运输船是驳船、散货船或半潜船。
11.如权利要求8所述的更换海上风力发电机部件的方法，其中，所述起重机是履带吊或汽车吊。
12.如权利要求8至11中的任一项所述的更换海上风力发电机部件的方法，其中，所述吊车包括卷扬机构、变幅机构以及控制机构。
13.如权利要求12所述的更换海上风力发电机部件的方法，其中，所述控制机构为电动控制机构或液压控制机构。
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