CN102616339B - 一种风电机组的运输安装船及风电机组的船运和安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风电机组的运输安装船及风电机组的船运和安装方法。该运输安装船包括：有纵向中轴线的船体；固定于纵向中轴线两侧的船体上，底部平行于纵向中轴线的两支架；位于两个支架中部内侧的等高处，可支撑平衡梁的两平台；位于两平台以上，与起重设备和上部吊架分别相连，可锁定风电机组塔筒的平衡梁；与风电机组底部相连，以托住风电机组的上部吊架；分别固定于两个支架的顶平面上，且均平行于纵向中轴线的两个导轨；带动平衡梁上下移动，沿两个导轨移动以带动平衡梁沿平行于纵向中轴线的方向移动的起重设备；固定于两个支架内侧的船体上，与风电机组建立连接的船上基础。本发明能提高风电机组的海上安装效率，且受海况影响小。

Description

一种风电机组的运输安装船及风电机组的船运和安装方法

技术领域

本发明涉及风力发电领域，特别是涉及一种风电机组的运输安装船及风电机组的船运和安装方法。

背景技术

随着风力发电行业的快速发展，陆上风场的开发日趋饱和，海上风场以其风速高、湍流度低、风切变小等优点，成为迫切需要开发的风力发电领域。另外，随着风电机组的单机容量逐渐增大，机组各部件的体积和重量也不断增大，例如，一台风电机组整机的质量约为800吨，这造成在海上运输风电机组进而将其安装到海上基础的难度非常大。

现有的在海上运输风电机组的技术，是利用运输船将风电机组的各部件，例如塔筒、机舱、叶片等，运输至海上基础附近，用另一艘驶至该海上基础附近的船上的吊架，或用该海上基础附近的海上浮吊，将风电机组的各部件按顺序进行吊装，在将该风电机组整体安装到海上基础上之后，再进行整机的静态测试和并网调试。

由此可见，利用现有技术在海上运输风电机组，由于各部件是相互分离地运输至海上基础附近的，因而需要在条件恶劣且多变的海上环境进行风电机组的安装，在安装完成之后还要在海上环境进行整机的静态测试和并网调试，而且由于现有技术需要运输船与另一艘装有吊架的船，或与海上基础附近的海上浮吊进行紧密配合，才能最终完成风电机组的安装，因此，现有技术造成在海上安装风电机组的效率低下，并且受海况的影响严重，在海况允许的情况下，完成一台风电机组的安装约需2-3天时间，测试和调试的时间更长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种风电机组的运输安装船及风电机组的船运和安装方法，能提高风电机组的海上安装效率，且受海况影响小。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种风电机组的运输安装船，该运输安装船包括：船体、两个支架、两个平台、平衡梁、上部吊架、两个导轨、起重设备、船上基础，其中，

所述船体具有纵向中轴线；

所述两个支架，分别固定于所述纵向中轴线两侧的船体上，且底部均平行于所述纵向中轴线；

所述两个平台，分别位于所述两个支架中部内侧的相同高度处，用于支撑所述平衡梁；

所述平衡梁，位于所述两个平台以上的位置，与所述起重设备和上部吊架分别相连，用于将所述风电机组的塔筒与自身锁定在一起；

所述上部吊架用于，与所述风电机组的底部相连，以托住所述风电机组；

所述两个导轨，分别固定于所述两个支架的顶平面上，且均平行于所述纵向中轴线；

所述起重设备用于，带动所述平衡梁上下移动；沿所述两个导轨移动，以带动所述平衡梁沿平行于所述纵向中轴线的方向移动；

所述船上基础固定于所述两个支架内侧的船体上，用于与风电机组建立连接。

本发明的有益效果是：本发明中，两个支架分别固定于纵向中轴线两侧的船体上，且底部均平行于纵向中轴线，因而该运输安装船的结构是稳定而平衡的；平衡梁位于两个平台以上的位置，与起重设备和上部吊架分别相连，该连接关系使得起重设备在带动平衡梁上下移动时，可间接带动平衡梁所连接的上部吊架、以及上部吊架所托住的风电机组上下移动，这样就实现了风电机组的提升与下降；平衡梁还与风电机组中部的塔筒相锁定，这使得起重设备沿两个导轨移动时，可带动平衡梁一起在平行于纵向中轴线的方向移动，进而带动上部吊架、以及上部吊架所托住的风电机组沿平行于纵向中轴线的方向移动，并且由于风电机组的底部被上部吊架所托住，中部的塔筒被平衡梁锁定而保持稳固，因而移动过程中该风电机组是稳定且平衡的；当起重设备带动风电机组到达船上基础的上方时，可带动其下降从而与海上基础对接，进而使风电机组的底部固定到船体上，而中部的塔筒则继续被平衡梁锁定，平衡梁则受到两个平台的支撑，从而保证了风电机组在运输安装船上始终稳定平衡。由此可见，利用本发明提供的运输安装船，可在码头上完成风电机组的整机调试，然后将其整体移动到该运输安装船上，在运输至海上基础之后再整机安装到海上基础上，这样，只需在海上进行简单的线路检查和调试即可进行并网发电，相对于现有技术的海上分体安装与调试，本发明大大节省了安装和调试的时间，从而大大提高了风电机组的海上安装效率，在该过程中受海况的影响也很小。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，该运输安装船进一步包括位于所述船体侧面的水舱，所述水舱用于装水或将自身内部所装的水排出。

进一步，该运输安装船进一步包括连接在上部吊架上的缓冲定位装置；所述缓冲定位装置用于，对所述风电机组与海上基础的连接进行缓冲和定位。

进一步，该运输安装船进一步包括连接在海上基础上的缓冲定位装置；所述缓冲定位装置用于，对所述风电机组与海上基础的连接进行缓冲。

进一步，所述起重设备为两个起重设备；所述两个起重设备均与所述平衡梁相连，且对所述平衡梁施加的合力方向竖直向上；所述两个起重设备同步沿所述两个导轨移动，以带动所述平衡梁沿平行于所述纵向中轴线的方向移动。

进一步，所述起重设备包括：驱动机构、行走小车、外侧支撑轮、内侧支撑轮、起重支架、卷扬设备、定滑轮组；其中，所述驱动机构、外侧支撑轮、内侧支撑轮均安装在所述行走小车上；所述卷扬设备安装于所述定滑轮组上；所述定滑轮组安装于所述起重支架上；所述行走小车和起重支架连接在一起；

所述驱动机构用于，驱动所述行走小车沿所述两个导轨在平行于所述纵向中轴线的方向上移动；

所述外侧支撑轮与所述支架的外侧相连，且可沿所述支架的外侧在平行于所述纵向中轴线的方向上移动；

所述内侧支撑轮与所述支架的内侧相连，且可沿所述支架的内侧在平行于所述纵向中轴线的方向上移动；

所述卷扬设备，与所述平衡梁相连，利用所述定滑轮组带动所述平衡梁上下移动。

进一步，所述两个支架均为桁架结构。

进一步，所述两个支架的底部到所述纵向中轴线的距离相等。

本发明还提供了一种风电机组的船运和安装方法，该船的船体具有纵向中轴线；两个支架分别固定于所述纵向中轴线两侧的船体上，且底部均平行于所述纵向中轴线；两个平台分别位于所述两个支架中部内侧的相同高度处以支撑平衡梁；两个导轨分别固定于所述两个支架的顶平面上，且均平行于所述纵向中轴线；船上基础固定于所述两个支架内侧的船体上；该方法包括：

在码头上利用码头电网完成风电机组的静态测试和整机并网调试；

所述船运行至所述风电机组的码头船位；将上部吊架与所述风电机组的底部相连，以托住所述风电机组；将平衡梁与起重设备、上部吊架分别相连；将所述风电机组的塔筒与平衡梁锁定在一起；解除所述风电机组的底部与码头基础的连接；起重设备带动所述平衡梁向上移动，使所述风电机组的底部完全脱离所述码头基础；起重设备沿所述两个导轨移动，带动所述平衡梁沿平行于所述纵向中轴线的方向移动，使所述风电机组的底部位于所述船上基础的正上方；起重设备带动所述平衡梁向下移动，使所述风电机组的底部与所述船上基础对准；将所述船上基础与所述风电机组的底部建立连接；

所述船运行至所述风电机组的海上基础船位；解除所述船上基础与所述风电机组的底部的连接关系；起重设备带动所述平衡梁向上移动，使所述风电机组的底部完全脱离所述船上基础，并高于海上基础的顶平面；起重设备沿所述两个导轨移动，带动所述平衡梁沿平行于所述纵向中轴线的方向移动，使所述风电机组的底部位于所述海上基础的正上方；起重设备带动所述平衡梁向下移动，使所述风电机组的底部与所述海上基础对准；将所述船上基础与所述风电机组的底部建立连接；解除平衡梁与起重设备的连接关系以及平衡梁与上部吊架的连接关系，解除上部吊架与风电机组底部的连接关系，解除所述风电机组的塔筒与平衡梁的锁定关系，用所述平台支撑所述平衡梁。

进一步，在码头上利用码头电网完成风电机组的静态测试和整机并网调试之前，该方法进一步包括：在码头上完成风电机组的组装。

进一步，所述船运行至所述风电机组的海上基础船位之后，该方法进一步包括：将缓冲定位装置连接到上部吊架上；

则起重设备带动所述平衡梁向下移动，使所述风电机组的底部与所述海上基础对准的方法为：起重设备带动所述平衡梁向下移动，用缓冲定位装置对所述风电机组与海上基础进行缓冲，并用缓冲定位装置对所述风电机组的底部与海上基础的对准进行定位，从而使所述风电机组的底部与海上基础准确对准；

将所述船上基础与所述风电机组的底部建立连接之后，该方法进一步包括：解除所述缓冲定位装置与所述上部吊架的连接。

进一步，所述船运行至所述风电机组的海上基础船位之后，该方法进一步包括：将缓冲定位装置连接到海上基础上；

则起重设备带动所述平衡梁向下移动，使所述风电机组的底部与所述海上基础对准的方法为：起重设备带动所述平衡梁向下移动，用缓冲定位装置对所述风电机组与海上基础进行缓冲，从而使所述风电机组的底部与海上基础对准；

将所述船上基础与所述风电机组的底部建立连接之后，该方法进一步包括：解除所述缓冲定位装置与所述海上基础的连接。

附图说明

图1为本发明提供的风电机组的运输安装船的结构图；

图2为本发明提供的运输安装船在运输风电机组时的横向结构图；

图3为本发明提供的运输安装船在码头吊装风电机组的示意图；

图4为本发明提供的运输安装船在码头吊装风电机组的俯视图；

图5为本发明提供的起重设备的结构图；

图6为本发明提供的运输安装船将风电机组安装到海上基础上的示意图；

图7为本发明提供的风电机组的船运和安装方法的流程图。

附图标记如下：

1：船体；2：上部吊架；3：平衡梁；4：支架；5：风电机组；6：起重设备；7：平台；8：海上基础法兰；9：缓冲定位装置；10：海上基础；11：船上基础；12：导轨；13：行走小车；14：外侧支撑轮；15：驱动机构；16：内侧支撑轮；17：起重支架；18：定滑轮组；19：卷扬设备；20：码头基础；21：码头。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

图1为本发明提供的风电机组的运输安装船的结构图。如图1所示，该运输安装船包括：船体1、两个支架4、两个平台7、平衡梁3、上部吊架2、两个导轨12、起重设备6、船上基础11，其中，

船体1具有纵向中轴线；

两个支架4，分别固定于纵向中轴线两侧的船体上，且底部均平行于纵向中轴线；

两个平台7，分别位于两个支架中部内侧的相同高度处，用于支撑平衡梁；

平衡梁3，位于两个平台以上的位置，与起重设备和上部吊架分别相连，用于将风电机组的塔筒与自身锁定在一起；

上部吊架2用于，与风电机组5的底部相连，以托住风电机组；

两个导轨12，分别固定于两个支架的顶平面上，且均平行于纵向中轴线；

起重设备6用于，带动平衡梁上下移动；沿两个导轨移动，以带动平衡梁沿平行于纵向中轴线的方向移动；

船上基础11固定于两个支架内侧的船体上，用于与风电机组建立连接。

这里，船体的纵向为船头到船尾的直线所在的方向，船体的纵向中轴线即为船体在纵向上的中轴线。

该运输安装船中，两个支架作为其他部件的支撑部件，其结构的稳固非常重要，因此，将两个支架分别固定于纵向中轴线两侧的船体上，且底部均平行于纵向中轴线，可使船体的结构稳固、平衡，不会发生侧翻等事故，保证运输安全。

两个平台分别位于两个支架中部内侧的相同高度处，这样，这两个平台就处于一个平面上，可以用于共同支撑平衡梁，即平衡梁在不受到起重设备向上的拉力时，可支撑于这两个平台上，从而保证自身所锁定的风电机组中部的稳固。

平衡梁位于两个平台以上的位置，意味着平衡梁在受到起重设备向上的拉力时，其位置会高于两个平台，平衡梁在不受到起重设备向上的拉力时，其支撑于两个平台上，仍然位于两个平台以上的位置。

平衡梁与起重设备和上部吊架分别相连，这使得平衡梁成为利用起重设备移动风电机组的中间媒介以及对起重设备起稳定平衡作用的一部分，即：由于平衡梁与上部吊架相连，而上部吊架与风电机组的底部相连，从而托住了风电机组，因此，平衡梁与上部吊架、风电机组的移动是同步的，而且平衡梁进一步锁定了风电机组中部的塔筒，因而三者在移动过程中是稳定而且平衡的，不会发生风电机组歪斜倒掉的事故；由于平衡梁与起重设备相连，因而起重设备可以带动平衡梁上下移动或沿平行于纵向中轴线的方向移动，从而间接带动风电机组平稳地上下移动或沿平行于纵向中轴线的方向移动。平衡梁将风电机组的塔筒与自身锁定在一起，还可以使风电机组的底部在与船上基础连接后，保证其中部的平衡，从而保证风电机组在运输过程中的平稳。

平衡梁与起重设备和上部吊架的连接，可以利用钢丝绳连接，也可以采用其他牢固的连接方式。平衡梁可以采用对开的结构，这样就可以与风电机组的塔筒严密套牢，实现与其锁定在一起的目的，当然，平衡梁也可以采用其他可与风电机组的塔筒严密锁定的结构形式。

上部吊架可以采用对开的结构来实现与风电机组的底部相连，该连接关系使得上部吊架与风电机组的相对位置不变，从而使上部吊架可带动风电机组的底部移动。

两个导轨是起重设备的移动导轨，其分别固定于两个支架的顶平面上，可使起重设备在支架的顶平面上移动，该位置保证了起重设备的位置总是高于平衡梁的位置，从而保证了风电机组的提升高度最大化。两个导轨均平行于纵向中轴线，使得起重设备沿导轨的移动也为平行于纵向中轴线的方向。

船上基础是风电机组在运输安装船上的固定点。船上基础被固定于两个支架内侧的船体上，一个最佳位置为船体的纵向中轴线上。船上基础与风电机组建立连接之后，风电机组的底部就完全固定于运输安装船上了，再利用平衡梁锁定其中部的塔筒，即可实现风电机组在船上的稳定和平衡。船上基础与风电机组的连接可以为法兰盘连接方式。

由此可见，本发明中，两个支架分别固定于纵向中轴线两侧的船体上，且底部均平行于纵向中轴线，因而该运输安装船的结构是稳定而平衡的；平衡梁位于两个平台以上的位置，与起重设备和上部吊架分别相连，该连接关系使得起重设备在带动平衡梁上下移动时，可间接带动平衡梁所连接的上部吊架、以及上部吊架所托住的风电机组上下移动，这样就实现了风电机组的提升与下降；平衡梁还与风电机组中部的塔筒相锁定，这使得起重设备沿两个导轨移动时，可带动平衡梁一起在平行于纵向中轴线的方向移动，进而带动上部吊架、以及上部吊架所托住的风电机组沿平行于纵向中轴线的方向移动，并且由于风电机组的底部被上部吊架所托住，中部的塔筒被平衡梁锁定而保持稳固，因而移动过程中该风电机组是稳定且平衡的；当起重设备带动风电机组到达船上基础的上方时，可带动其下降从而与海上基础对接，进而使风电机组的底部固定到船体上，而中部的塔筒则继续被平衡梁锁定，平衡梁则受到两个平台的支撑，从而保证了风电机组在运输安装船上始终稳定平衡。由此可见，利用本发明提供的运输安装船，可在码头上完成风电机组的整机调试，然后将其整体移动到该运输安装船上，在运输至海上基础之后再整机安装到海上基础上，这样，只需在海上进行简单的线路检查和调试即可进行并网发电，相对于现有技术的海上分体安装与调试，本发明大大节省了安装和调试的时间，从而大大提高了风电机组的海上安装效率，在该过程中受海况的影响也很小。

该运输安装船进一步包括位于船体侧面的水舱，该水舱用于装水或将自身内部所装的水排出。

这里，水舱可以位于船体前面、后面、左面和右面中的任一侧面。当水舱中装水时，可以增加该运输安装船的吃水深度，从而提高运输安装船航行的平稳性。另外，当运输安装船出现重心偏移，即船体一侧的重量比另一侧大从而导致船体一侧的吃水深度比另一侧大时，如果不进行补正，该运输安装船在海中航行时可能会发生侧翻而沉没，造成巨大的损失，因此，可在吃水深度小的一侧的水舱中装入适量的水，或从吃水深度大的一侧的水舱中排出适量的水，从而使船体两侧的吃水深度相同，船体的重心恢复。

如图1所示，本发明提供的运输安装船可同时运输多台风电机组，因而可连续进行多台风电机组的海上安装，这大大节省了运输安装船往返运输的时间，进一步提高了风电机组的海上安装效率。同时，这也使得该运输安装船不仅适用于近海运输，还适用于远洋运输。

本发明中，起重设备的数量还可以超过一个，例如为两个起重设备，这两个起重设备相互搭配工作，它们均与平衡梁相连，且对平衡梁施加的合力方向竖直向上；这两个起重设备同步沿两个导轨移动，以带动平衡梁沿平行于纵向中轴线的方向移动。这样就保证了两个起重设备合作，带动风电机组向上或向下移动，以及带动风电机组在平行于纵向中轴线的方向移动，而不致发生风电机组歪斜倒掉的事故，保证风电机组的平稳移动。这样的两个起重设备可以称为一个起重设备组。

当然，起重设备的数量还可以超过两个，如图1所示，在一个支架上即设置了两个起重设备，则按对称原则推理，图1所示的运输安装船上共设置了四个起重设备。这四个起重设备中，分别位于两个支架且都靠近船尾一侧的两个起重设备组成了船尾起重设备组，分别位于两个支架且都靠近船头一侧的两个起重设备组成了船头起重设备组。这两个起重设备组搭配工作，保证风电机组的平稳移动。

起重设备的数量还可以更多，只要能保证风电机组在运输安装船上的移动以及从码头移动到运输安装船上、从运输安装船安装到海上基础上的所有移动过程均为平稳的，都在本发明的保护范围之内。

图2为本发明提供的运输安装船在运输风电机组时的横向结构图。如图2所示，风电机组底部与运输安装船上的船上基础连接之后，并不拆除其底部所连接的上部吊架。起重设备可以与平衡梁解除连接，图2所示的即为这种情形，当然，也可以不解除起重设备与平衡梁的连接关系。不管解除还是不解除起重设备与平衡梁之间的连接关系，平衡梁被稳定地支撑于支架上的平台上，从而保证了风电机组中部的稳定，进而与保证风电机组底部稳定的船上基础搭配，保证了风电机组在运输过程中的平稳。

如图2所示，两个支架的底部到纵向中轴线的距离相等，即纵向中轴线为两个支架底部所在直线的中线，这使得船体的重量分布是完全均匀的，从而保证了运输安装船航行的平稳和安全。

如图1和图2所示，两个支架可均为桁架结构，这减小了运输安装船在航行过程中的迎风面积，从而减小了船体的阻力，降低了船体的重量，从而保证了运输安装船航行过程中的安全、快速、平稳。

当然，两个支架也可以为其他稳定、坚固、能保证运输安装船安全平稳航行的钢结构。

图3为本发明提供的运输安装船在码头吊装风电机组的示意图。图4为本发明提供的运输安装船在码头吊装风电机组的俯视图。如图3和图4所示，船头起重设备组和船尾起重设备组搭配工作，共同提升安装于码头21的码头基础20上的风电机组，并共同带动该风电机组沿平行于纵向中轴线的移动。在提升风电机组之前，平衡梁已锁定该风电机组中部的塔筒，从而保证了该风电机组移动过程中的平稳。在运输安装船上已装载了一台风电机组，该风电机组底部与该运输安装船的船上基础通过法兰相连接，并由平衡梁实现对其中部的锁定。

图5为本发明提供的起重设备的结构图。如图5所示，起重设备包括：驱动机构15、行走小车13、外侧支撑轮14、内侧支撑轮16、起重支架17、卷扬设备19、定滑轮组18；其中，驱动机构15、外侧支撑轮14、内侧支撑轮16均安装在行走小车13上；卷扬设备19安装于定滑轮组18上；定滑轮组18安装于起重支架17上；行走小车13和起重支架17连接在一起；

驱动机构15用于，驱动行走小车13沿两个导轨在平行于纵向中轴线的方向上移动；

外侧支撑轮14与支架的外侧相连，且可沿支架的外侧在平行于纵向中轴线的方向上移动；

内侧支撑轮16与支架的内侧相连，且可沿支架的内侧在平行于纵向中轴线的方向上移动；

卷扬设备19，与平衡梁相连，利用定滑轮组18带动平衡梁上下移动。

这里，行走小车是驱动机构、外侧支撑轮和内侧支撑轮的载体，起重支架是定滑轮组的载体，卷扬设备安装于定滑轮组上，这样，行走小车与起重支架连接在一起之后，可实现由行走小车沿导轨的移动带动起重设备中所有其他设备沿平行于纵向中轴线方向的移动，即实现整个起重设备沿导轨的移动。

行走小车是在驱动机构的驱动下沿导轨移动的，行走小车的移动方向也可以由驱动机构来控制。驱动机构可以为利用齿轮和齿条进行传动从而控制行走小车移动的机构，也可以为利用其他方式来控制行走小车移动的机构。

外侧支撑轮与支架的外侧相连，保证了该起重设备不会发生向支架内侧的侧翻，从而保证了起重设备的平衡。同样，内侧支撑轮与支架的内侧相连，也保证了该起重设备不会发生向支架外侧的侧翻，从而保证了起重设备的平衡。

卷扬设备可以为钢丝绳，也可以为其他坚固的器材。卷扬设备与平衡梁相连接，利用卷扬设备在定滑轮组上的卷扬转动，可实现平衡梁向上或向下移动，从而带动风电机组向上或向下移动。

图6为本发明提供的运输安装船将风电机组安装到海上基础上的示意图。如图6所示，该运输安装船进一步包括连接在海上基础10上的缓冲定位装置9；该缓冲定位装置9用于，对风电机组与海上基础10的连接进行缓冲。

图6中，缓冲定位装置在向海上基础上安装风电机组之前被连接到海上基础上，这样，当起重设备带动风电机组到达海上基础正上方以及带动风电机组向下移动以与海上基础对准时，该缓冲定位装置都可以起到缓冲作用，以防止800吨重的风电机组与海上基础发生碰撞而造成任何安全事故。

另外，该缓冲定位装置还可以连接在上部吊架上，此时，该缓冲定位装置用于，对风电机组与海上基础的连接进行缓冲和定位，即该缓冲定位装置除了对风电机组与海上基础的连接提供缓冲作用，还可以起到定位的作用，从而使风电机组与海上基础准确连接。这是由于风电机组与海上基础的连接不是任意的，而是有一定的规则的，例如，风电机组的底部有一供人进出的小门，在海上基础上有与该门对应的位置，因此，可以风电机组的小门与海上基础上与其对应的位置作为基准，用连接在上部吊架上的缓冲定位装置进行辅助定位，从而实现风电机组与海上基础的对准，进而对二者进行连接。这里的定位也可以分为粗定位阶段和精定位阶段，即首先进行粗定位，以基本将二者对准，然后进行精定位，使二者准确对准，进而提高安装效率。

风电机组与海上基础的连接，可以采用法兰连接的方式，如图6所示，海上基础上具有海上基础法兰8，用于与风电机组底部的机组法兰建立连接。

图7为本发明提供的风电机组的船运和安装方法的流程图，该船的船体具有纵向中轴线；两个支架分别固定于纵向中轴线两侧的船体上，且底部均平行于纵向中轴线；两个平台分别位于两个支架中部内侧的相同高度处以支撑平衡梁；两个导轨分别固定于两个支架的顶平面上，且均平行于纵向中轴线；船上基础固定于两个支架内侧的船体上；该方法包括：

步骤701：在码头上利用码头电网完成风电机组的静态测试和整机并网调试。

这里，可在码头上对风电机组进行静态测试与整机的并网调试，从而完成风电机组的调试工作，相对于现有技术在海上进行调试工作，本发明大大缩短了风电机组的调试时间，提高了风电机组的安装效率，也减小了运输安装船在海上受到海况影响的时间，因而运输安装船在海上，尤其是安装风电机组的过程中所受到的海况影响大大少于现有技术。

步骤702：船运行至风电机组的码头船位；将上部吊架与风电机组的底部相连，以托住风电机组；将平衡梁与起重设备、上部吊架分别相连；将风电机组的塔筒与平衡梁锁定在一起；解除风电机组的底部与码头基础的连接；起重设备带动平衡梁向上移动，使风电机组的底部完全脱离码头基础；起重设备沿两个导轨移动，带动平衡梁沿平行于纵向中轴线的方向移动，使风电机组的底部位于船上基础的正上方；起重设备带动平衡梁向下移动，使风电机组的底部与船上基础对准；将船上基础与风电机组的底部建立连接。

这里，船所运输的是风电机组的整机，而无需在海上基础上安装风电机组，因而本发明大大减少了风电机组的安装时间，提高了风电机组的安装效率，同时，也减少了运输安装船在海上受到海况影响的时间，因而运输安装船在海上，尤其是安装风电机组的过程中所受到的海况影响大大少于现有技术。

步骤701中，风电机组是安装在码头的码头基础上进行调试的，因而将风电机组移动到船上时，船需要运行至一个特定的位置，该特定的位置即为移动该风电机组所需要停靠的码头船位。

对开结构的上部吊架可以与风电机组的底部建立连接，连接之后，二者的相对位置就不会发生变化，从而可以通过将上部吊架与平衡梁建立连接，由平衡梁带动上部吊架移动来间接带动风电机组的底部的移动。

平衡梁还与起重设备连接在一起，从而可以由起重设备带动平衡梁上下或沿平行于船体纵向中轴线的方向移动，进而带动风电机组的底部上下或沿平行于船体纵向中轴线的方向移动。

将风电机组的塔筒与平衡梁锁定在一起，可使风电机组的中部受到平衡梁的限制而保持稳定不倾斜，而且风电机组的中部也可以随着平衡梁的移动而上下或沿平行于船体纵向中轴线的方向移动，因此，本发明可以确保风电机组在上下方向或平行于船体纵向中轴线方向上平稳移动，不会歪倒。

由于风电机组是安装在码头的码头基础上进行调试的，因而在将风电机组移动到船上时，需要接触风电机组的底部与码头基础的连接。

起重设备带动平衡梁向上移动，使风电机组的底部完全脱离码头基础，这样，起重设备就可以沿平行于纵向中轴线的方向移动，将风电机组移动到船上的船上基础上方，进而带动风电机组向下移动至与船上基础对准，然后将船上基础与风电机组底部建立稳固连接即可。连接完成后，平衡梁可被支撑于支架上的平台上，仍锁定着风电机组中部的塔筒，保持风电机组中部的稳定。

本步骤中，船上基础与风电机组底部建立连接之后，该船即可驶离该码头，或者驶向下一个安装了风电机组的码头，从而将下一个风电机组吊装到船上，或者驶向海上基础，将船上的风电机组安装到海上基础上。

步骤703：船运行至风电机组的海上基础船位；解除船上基础与风电机组的底部的连接关系；起重设备带动平衡梁向上移动，使风电机组的底部完全脱离船上基础，并高于海上基础的顶平面；起重设备沿两个导轨移动，带动平衡梁沿平行于纵向中轴线的方向移动，使风电机组的底部位于海上基础的正上方；起重设备带动平衡梁向下移动，使风电机组的底部与海上基础对准；将船上基础与风电机组的底部建立连接；解除平衡梁与起重设备的连接关系以及平衡梁与上部吊架的连接关系，解除上部吊架与风电机组底部的连接关系，解除风电机组的塔筒与平衡梁的锁定关系，用平台支撑平衡梁。

这里，风电机组是安装到海上的海上基础上的，因此，船需要运行到该海上基础附近的一个专门的称为海上基础船位的船位。

在进行安装之前，需要解除船上基础与风电机组底部之间的连接关系，这样，起重设备就可以带动平衡梁向上移动，从而带动风电机组向上移动，直至风电机组的底部完全脱离船上基础，并高于海上基础的顶平面，然后起重设备再沿两个导轨移动，将风电机组移动至海上基础的正上方，进而带动风电机组向下移动，使风电机组的底部与海上基础对准并建立连接。

船上基础与风电机组的底部建立的连接可以采用法兰连接的方式。在二者连接完成之后，即可将平衡梁与起重设备的连接关系、平衡梁与上部吊架的连接关系、以及上部吊架与风电机组底部的连接关系解除，将风电机组的塔筒与平衡梁的锁定关系解除，将上部吊架收回，用平台支撑平衡梁，以便下次再利用。

本发明中，在步骤701中，在码头上利用码头电网完成风电机组的静态测试和整机并网调试之前，该方法进一步包括：在码头上完成风电机组的组装。

这里，在码头上完成风电机组的组装，相对于现有技术在海上完成风电机组的组装，大大减少了组装时间，提高了风电机组的安装效率，同时也缩短了运输安装船在海上受到海况影响的时间。

本发明中，在步骤703中，船运行至风电机组的海上基础船位之后，该方法进一步包括：将缓冲定位装置连接到上部吊架上；

则起重设备带动平衡梁向下移动，使风电机组的底部与海上基础对准的方法为：起重设备带动平衡梁向下移动，用缓冲定位装置对风电机组与海上基础进行缓冲，并用缓冲定位装置对风电机组的底部与海上基础的对准进行定位，从而使风电机组的底部与海上基础准确对准；

将船上基础与风电机组的底部建立连接之后，该方法进一步包括：解除缓冲定位装置与上部吊架的连接。

这里，可以利用连接到上部吊架上的缓冲定位装置实现对风电机组与海上基础连接的缓冲与定位功能，从而防止海上基础与风电机组连接过程中发生碰撞，并使二者准确对准再连接，因此，缓冲定位装置可以起到使风电机组与海上基础准确、安全连接的作用。

另外，缓冲定位装置还可以连接在海上基础上，这时，该缓冲定位装置只对风电机组与海上基础的连接起缓冲作用，而不具备定位功能，即：船运行至风电机组的海上基础船位之后，该方法进一步包括：将缓冲定位装置连接到海上基础上；

则起重设备带动平衡梁向下移动，使风电机组的底部与海上基础对准的方法为：起重设备带动平衡梁向下移动，用缓冲定位装置对风电机组与海上基础进行缓冲，从而使风电机组的底部与海上基础对准；

将船上基础与风电机组的底部建立连接之后，该方法进一步包括：解除缓冲定位装置与海上基础的连接。

由此可见，本发明具有以下优点：

(1)本发明中，两个支架分别固定于纵向中轴线两侧的船体上，且底部均平行于纵向中轴线，因而该运输安装船的结构是稳定而平衡的；平衡梁位于两个平台以上的位置，与起重设备和上部吊架分别相连，该连接关系使得起重设备在带动平衡梁上下移动时，可间接带动平衡梁所连接的上部吊架、以及上部吊架所托住的风电机组上下移动，这样就实现了风电机组的提升与下降；平衡梁还与风电机组中部的塔筒相锁定，这使得起重设备沿两个导轨移动时，可带动平衡梁一起在平行于纵向中轴线的方向移动，进而带动上部吊架、以及上部吊架所托住的风电机组沿平行于纵向中轴线的方向移动，并且由于风电机组的底部被上部吊架所托住，中部的塔筒被平衡梁锁定而保持稳固，因而移动过程中该风电机组是稳定且平衡的；当起重设备带动风电机组到达船上基础的上方时，可带动其下降从而与海上基础对接，进而使风电机组的底部固定到船体上，而中部的塔筒则继续被平衡梁锁定，平衡梁则受到两个平台的支撑，从而保证了风电机组在运输安装船上始终稳定平衡。由此可见，利用本发明提供的运输安装船，可在码头上完成风电机组的整机调试，然后将其整体移动到该运输安装船上，在运输至海上基础之后再整机安装到海上基础上，这样，只需在海上进行简单的线路检查和调试即可进行并网发电，相对于现有技术的海上分体安装与调试，本发明大大节省了安装和调试的时间，从而大大提高了风电机组的海上安装效率，在该过程中受海况的影响也很小。

(2)本发明中，两个支架分别固定于纵向中轴线两侧的船体上，且底部均平行于纵向中轴线，可使船体的结构稳固、平衡，不会发生侧翻等事故，保证运输安全。

(3)本发明中，在船体侧面设置了可装水和排水的水舱，可以提供运输安装船航行的平稳性。

(4)本发明提供的运输安装船可同时运输多台风电机组，因而可连续进行多台风电机组的海上安装，这大大节省了运输安装船往返运输的时间，进一步提高了风电机组的海上安装效率。同时，这也使得该运输安装船不仅适用于近海运输，还适用于远洋运输。

(5)本发明中，两个支架可均为桁架结构，这减小了运输安装船在航行过程中的迎风面积，从而减小了船体的阻力，降低了船体的重量，从而保证了运输安装船航行过程中的安全、快速、平稳。

(6)本发明中，两个支架的底部到纵向中轴线的距离相等，即纵向中轴线为两个支架底部所在直线的中线，这使得船体的重量分布是完全均匀的，从而保证了运输安装船航行的平稳和安全。

(7)本发明中，缓冲定位装置可对风电机组与海上基础的连接起到缓冲作用，从而防止二者发生碰撞而造成任何安全事故。另外，该缓冲定位装置还可以与上部吊架进行搭配，对风电机组与海上基础的连接进行定位，从而使风电机组与海上基础准确连接，进而提高安装效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种风电机组的运输安装船，其特征在于，该运输安装船包括：船体、两个支架、两个平台、平衡梁、上部吊架、两个导轨、起重设备、船上基础，其中，

所述船体具有纵向中轴线；

所述两个支架，分别固定于所述纵向中轴线两侧的船体上，且底部均平行于所述纵向中轴线；

所述两个平台，分别位于所述两个支架中部内侧的相同高度处，用于支撑所述平衡梁；

所述平衡梁，位于所述两个平台以上的位置，与所述起重设备和上部吊架分别相连，用于将所述风电机组的塔筒与自身锁定在一起；

所述上部吊架用于，与所述风电机组的底部相连，以托住所述风电机组；

所述两个导轨，分别固定于所述两个支架的顶平面上，且均平行于所述纵向中轴线，并沿着所述纵向中轴线向所述船体两端外侧延伸；

所述起重设备至少为两个，分布于所述两个导轨上；所述起重设备对同一个所述平衡梁施加的合力方向竖直向上，带动所述平衡梁上下移动；连接于同一个所述平衡梁的多个所述起重设备同步沿所述两个导轨移动，带动所述平衡梁沿平行于所述纵向中轴线的方向移动；

所述船上基础固定于所述两个支架内侧的船体上，用于与风电机组建立连接。

2.根据权利要求1所述的运输安装船，其特征在于，该运输安装船进一步包括位于所述船体侧面的水舱，所述水舱用于装水或将自身内部所装的水排出。

3.根据权利要求1所述的运输安装船，其特征在于，该运输安装船进一步包括连接在上部吊架上的缓冲定位装置；所述缓冲定位装置用于，对所述风电机组与海上基础的连接进行缓冲和定位。

4.根据权利要求1所述的运输安装船，其特征在于，该运输安装船进一步包括连接在海上基础上的缓冲定位装置；所述缓冲定位装置用于，对所述风电机组与海上基础的连接进行缓冲。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的运输安装船，其特征在于，所述起重设备包括：驱动机构、行走小车、外侧支撑轮、内侧支撑轮、起重支架、卷扬设备、定滑轮组；其中，所述驱动机构、外侧支撑轮、内侧支撑轮均安装在所述行走小车上；所述卷扬设备安装于所述定滑轮组上；所述定滑轮组安装于所述起重支架上；所述行走小车和起重支架连接在一起；

所述驱动机构用于，驱动所述行走小车沿所述两个导轨在平行于所述纵向中轴线的方向上移动；

所述外侧支撑轮与所述支架的外侧相连，且可沿所述支架的外侧在平行于所述纵向中轴线的方向上移动；

所述内侧支撑轮与所述支架的内侧相连，且可沿所述支架的内侧在平行于所述纵向中轴线的方向上移动；

所述卷扬设备，与所述平衡梁相连，利用所述定滑轮组带动所述平衡梁上下移动。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的运输安装船，其特征在于，所述两个支架均为桁架结构。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的运输安装船，其特征在于，所述两个支架的底部到所述纵向中轴线的距离相等。

8.一种风电机组的船运和安装方法，其特征在于，该船的船体具有纵向中轴线；两个支架分别固定于所述纵向中轴线两侧的船体上，且底部均平行于所述纵向中轴线；两个平台分别位于所述两个支架中部内侧的相同高度处以支撑平衡梁；两个导轨分别固定于所述两个支架的顶平面上，且均平行于所述纵向中轴线，并沿着所述纵向中轴线向所述船体两端外侧延伸；船上基础固定于所述两个支架内侧的船体上；该方法包括：

在码头上利用码头电网完成风电机组的静态测试和整机并网调试；

所述船运行至所述风电机组的码头船位；将上部吊架与所述风电机组的底部相连，以托住所述风电机组；将平衡梁与起重设备、上部吊架分别相连；将所述起重设备沿所述两个导轨移动至船体靠近码头一端延伸的部分并至所述风电机组上方；将所述风电机组的塔筒与平衡梁锁定在一起；解除所述风电机组的底部与码头基础的连接；起重设备带动所述平衡梁向上移动，使所述风电机组的底部完全脱离所述码头基础；起重设备沿所述两个导轨移动，带动所述平衡梁沿平行于所述纵向中轴线的方向移动，使所述风电机组的底部位于所述船上基础的正上方；起重设备带动所述平衡梁向下移动，使所述风电机组的底部与所述船上基础对准；将所述船上基础与所述风电机组的底部建立连接；

所述船运行至所述风电机组的海上基础船位；解除所述船上基础与所述风电机组的底部的连接关系；起重设备带动所述平衡梁向上移动，使所述风电机组的底部完全脱离所述船上基础，并高于海上基础的顶平面；起重设备沿所述两个导轨移动，带动所述平衡梁沿平行于所述纵向中轴线的方向移动至所述两个导轨向船体外延伸的部分，使所述风电机组的底部位于所述海上基础的正上方；起重设备带动所述平衡梁向下移动，使所述风电机组的底部与所述海上基础对准；将所述海上基础与所述风电机组的底部建立连接；解除平衡梁与起重设备的连接关系以及平衡梁与上部吊架的连接关系，解除上部吊架与风电机组底部的连接关系，解除所述风电机组的塔筒与平衡梁的锁定关系，用所述平台支撑所述平衡梁。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在码头上利用码头电网完成风电机组的静态测试和整机并网调试之前，该方法进一步包括：在码头上完成风电机组的组装。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述船运行至所述风电机组的海上基础船位之后，该方法进一步包括：将缓冲定位装置连接到上部吊架上；

则起重设备带动所述平衡梁向下移动，使所述风电机组的底部与所述海上基础对准的方法为：起重设备带动所述平衡梁向下移动，用缓冲定位装置对所述风电机组与海上基础进行缓冲，并用缓冲定位装置对所述风电机组的底部与海上基础的对准进行定位，从而使所述风电机组的底部与海上基础准确对准；

将所述海上基础与所述风电机组的底部建立连接之后，该方法进一步包括：解除所述缓冲定位装置与所述上部吊架的连接。

11.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述船运行至所述风电机组的海上基础船位之后，该方法进一步包括：将缓冲定位装置连接到海上基础上；

则起重设备带动所述平衡梁向下移动，使所述风电机组的底部与所述海上基础对准的方法为：起重设备带动所述平衡梁向下移动，用缓冲定位装置对所述风电机组与海上基础进行缓冲，从而使所述风电机组的底部与海上基础对准；

将所述海上基础与所述风电机组的底部建立连接之后，该方法进一步包括：解除所述缓冲定位装置与所述海上基础的连接。