CN103057672A - 海上风机机组整机的运输和安装作业平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其包括船体，在所述船体的船艏和船艉各开设具有侧向开口的凹槽，在每个凹槽周围的所述船体上架设吊机，所述吊机竖立于所述凹槽的上方，从而有效地解决了海上风机机组的整体运输和安装问题，实现了一步式海上风机运输和安装。

Description

海上风机机组整机的运输和安装作业平台

技术领域

本发明涉及海上风电场风电机组的运输和安装，特别涉及一种海上风机机组整机的运输和安装作业平台。

背景技术

当前海上风机安装基本都是由自升式起重平台和浮式起重船两类船舶完成的。随着风机的不断大型化以及离岸化，起重能力和起重高度的限制以及海况的复杂化使得传统的起重安装船舶无法满足需求。其中，自升式起重平台适合于遮蔽水域或浅海区域，区域性强，安装效率一般，受天气影响大且安装速率慢，无法满足大型风机所需的起重能力；起重船对吃水有限制，不适于在潮间带工作，受天气和波浪影响极大，实际可作业的窗口期非常短，而且成本偏高。

请参见2008年4月30日公开的中国发明专利申请公布说明书第CN101169108A号，其公开了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。该发明的海上风力发电塔底部为单筒吸力锚基础或多筒吸力锚基础，吸力锚顶部为压载仓，通过压载仓内充填钢砂用来对整个海上风力发电塔的重心进行调整，使整个风塔重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。然而，这种安装方法，在运输时，发电机组的存放状态是倾倒的，与发电机组的使用状态不相同，容易对精密的风力发电机组造成损坏。另外，在运输与海上安装过程之间需要进行大幅度地姿态转变，即从垂直姿态到水平姿态的转换，这不但要求风塔具有较高结构强度，而且需要使用大型的专用设备进行操作，甚至对于很大型的风塔难以进行操作。

因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的技术问题。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是提供一种海上风机机组整机的运输和安装作业平台，有效地解决了海上风机机组的整体运输和安装问题，实现了一步式海上风机运输和安装。

为解决上述技术问题，本发明的一方面提供一种海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其包括船体，在所述船体的船艏和船艉各开设具有侧向开口的可容纳风机基础的凹槽，在每个凹槽周围的所述船体上架设吊机，所述吊机竖立于所述凹槽的上方。

在上述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台中，优选地，所述凹槽基本对称地位于所述船体的中轴线上，船艏的所述凹槽的侧向开口向前，船艉的所述凹槽的侧向开口向后。

在上述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台中，优选地，在所述船体舯部的上甲板设有开口，所述开口的长度不小于1/3船长。

在上述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台中，优选地，所述船体整体为方驳型箱式结构，船艏和船艉底部均带斜升，其舭部为斜切面。

在上述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台中，优选地，所述吊机包括环梁、支腿、多个滑轮及钢丝绳，所述支腿支撑在所述船体与所述环梁之间，所述多个滑轮与所述钢丝绳组成挂于所述环梁的多个滑轮组，所述多个滑轮组提供多个连接风机基础的吊点。

在上述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台中，优选地，所述吊机还包括设置在所述环梁上方的支撑架，所述支撑架设置有限制风机水平方向上的移动的制动装置。

在上述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台中，优选地，所述制动装置位于所述支撑架的顶端，并且包括缓冲装置。

在上述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台中，优选地，所述环梁呈具有可关闭的侧向开口的圆环形，所述环梁的侧向开口与其下方的所述凹槽的侧向开口的方向相同。

在上述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台中，优选地，在主甲板上设置连接所述钢丝绳的绞车，所述绞车通过牵引所述钢丝绳升降所述吊点。

在上述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台中，优选地，于船艏和船艉分别设置全回转式舵浆装置。

在上述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台中，优选地，还在船艏和船艉处各配置2只锚。

在上述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台中，优选地，在所述船体的船艏和船艉处所述凹槽的两侧分别设置压载舱，通过调节所述压载舱来平衡船艏和船艉端装载作业时的浮态和稳性。

在上述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台中，优选地，所述吊机为最大起重能力不小于3200吨的桁架式吊机。

在上述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台中，优选地，所述船体的船长不小于138米、型宽不小于66米、型深11.25米及最大设计吃水不小于5.0米，所述凹槽的半径不小于21米。

本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台能够将风机机组和风机基础均在岸上完成组装成为一体，预调试完成之后，通过本发明的作业平台将风机机组整体运输到作业海域。本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台能较好地利用风机基础的自浮能力，并且利用吊机能够自动地调整风机机组整机的平衡，从而有效地解决了海上风机机组的整体运输和安装问题，实现了一步式海上风机运输和安装。

本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台能够实现海上风机机组整机与作业平台浮接、自平衡整机运输、海上快速安装的海上风机一体化安装技术，对已安装的风机机组进行整机迁移或拆除，也可用于对风机部件的安装和拆除，达到一步式海上风机运输安装的目的。

不同于以往设计的自升式、带定位桩的船型，本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台集装载、运输、定位、起重安装作业为一体。同时，本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台，在船体艏艉均可装运风机机组整机，运输过程中风机基础可以容纳在凹槽中，整体结构简单而实用，并且预留多种接口，为进一步配套和升级提供可能性，从而适应海上风机产业的不断进步和发展。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

附图说明

一并阅读附图，参阅以下优选具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本发明。其中：

图1为本发明一种具体实施方式的海上风机机组整机的运输和安装作业平台的俯视结构示意图；

图2为本发明一种具体实施方式的海上风机机组整机的运输和安装作业平台的侧面结构示意图；

图3为本发明一种具体实施方式的海上风机机组整机的运输和安装作业平台的吊机的主视结构示意图；以及

图4为图3所示的吊机的局部放大示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

图1和图2显示了本发明一种具体实施方式的海上风机机组整机的运输和安装作业平台的结构示意图，如图1和图2所示，本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台100包括船体1，在船体1的船艏和船艉各开设具有侧向开口的凹槽10，在每个凹槽10周围的船体1上架设吊机2，吊机2竖立于凹槽10的上方。凹槽10足够大，可容纳风机基础32，优选地，凹槽10的半径不小于21米。在一种优选的具体实施方式中，从俯视方向看，凹槽10的里端具有圆弧形，凹槽10整体上呈“C”型。

海上风机机组整机3包括风机机组31和风机基础32。由于本发明的吊机2能够通过自动调整保持风机机组整机3的平衡。本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台100允许将风机机组31和风机基础32均在岸上完成组装成为一体，预调试完成之后再运输，通过本发明的作业平台100将风机机组整体运输到作业海域，并且整体下沉到海床完成安装。本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台100能较好地利用风机基础的自浮能力，并且利用吊机2能够自动地调整风机机组整机3的平衡，从而有效地解决了海上风机机组的整体运输和安装问题，实现了一步式海上风机运输和安装。

在具体实施方式中，凹槽10基本对称地位于船体1的中轴线上，船艏的凹槽10的侧向开口向前，船艉的凹槽10的侧向开口向后。优选地，船体1的船长不小于138米、型宽不小于66米、型深11.25米及最大设计吃水不小于5.0米。在一种具体实施方式中，船体1的船长为138米、型宽为66米、型深11.25米及最大设计吃水为5.0米，凹槽10呈“C”型，凹槽10的半径为21米。

在优选的具体实施方式中，船体1整体为方驳型箱式结构，船艏和船艉底部均带斜升，其舭部为斜切面。在船体1舯部的上甲板设有开口12，优选地，开口12的长度不小于1/3船长。船体1整体平衡性好，而且结构简单，易于制造。通过开口12可以方便地在船体的舯部船舱中储存物品。

在船体1的船艏和船艉处凹槽10的两侧分别设置压载舱14，通过调节压载舱14来平衡船艏和船艉端装载作业时的浮态和稳性，从而完成风机的装载离岸。

在本发明的优选具体实施方式中，于船艏和船艉分别设置全回转式舵浆装置4，全回转式舵浆装置4起到推进和动力定位的作用，其最大航速为5节。

在一种具体实施方式中，本发明的作业平台100还配置锚（未图示）。优选地，在船艏和船艉处各配置2只锚，采用四点锚泊进行定位。还优选地，在船体1的左右舷侧各配置1只锚，从而采用六点锚泊进行定位。采用全回转式舵浆装置4的动力定位和四只或者六只锚泊定位相结合的方式，本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台100可以容易地将风机机组整机3定位在拟作业指定地点。

在本发明的优选具体实施方式中，吊机2为最大起重能力不小于3200吨的桁架式吊机2。请结合参阅图3及图4所示，图3显示了本发明一种具体实施方式的海上风机机组整机的运输和安装作业平台100的吊机2的结构示意图，图4为图3所示的吊机的局部放大示意图。吊机2包括环梁21、支腿22、多个滑轮23及钢丝绳24。优选地，环梁21呈具有可关闭的侧向开口的圆环形，环梁21的侧向开口与其下方的凹槽10的侧向开口的方向相同。支腿22支撑在船体1与环梁21之间，多个滑轮23与钢丝绳24组成挂于环梁21的多个滑轮组，多个滑轮组提供多个连接风机基础32的吊点。在优选的具体实施方式中，在主甲板上设置连接钢丝绳24的绞车26，绞车26通过牵引钢丝绳24升降吊点。借助绞车26拉紧船体1与风机基础32，加固风机基础32的绑扎，限制风机机组整机3的移动。

选优地，吊机2还包括支撑架25。支撑架25设置在环梁21上方，并且设置有限制风机水平方向（例如，相对于船体的首尾方向及左右方向）上的移动的制动装置250。优选地，制动装置250为一种柔性制动装置，在本发明的具体实施方式中，制动装置250位于支撑架25的顶端，并且包括缓冲装置，从而可以限制风机机组31水平方向上的自由移动，并且防止冲击损坏风机机组31中的精密部件。

本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台100能够实现海上风机机组整机3与作业平台100浮接、自平衡整机运输、海上快速安装的海上风机一体化安装技术，对已安装的风机机组进行整机迁移或拆除，也可用于对风机部件的安装和拆除，达到一步式海上风机运输安装的目的。

本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台100可以将风机部件在陆上组装调试完成后，利用风机基础32的自浮能力和船体1的自身推进系统提供的自由移位，使风机基础32进入本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台100的凹槽10中。同时，将多点多滑轮与预装在风机基础32上的眼板经钢丝绳24缠绕后相连接，采用多滑轮组多吊点的方式在环梁21与风机基础32之间建立柔性连接。而且，通过绞车26提供的动力来实现整体机组的起升和降落作业，通过制动装置250限制风机机组31水平方向上的自由移动。因此，吊机2能调整和保持风机机组整机3的平衡。

采用本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台100，风机整机运输与安装作业可一步式完成，作业面少，海上作业时间较短。风机机组整机3在运输与安装作业中维持直立姿势，对精度定位和平台的稳性要求相对于现有技术来说较低，可实现高海况下作业。作业海况可达到7级风速（≤13.8m/s）、2.5米浪高、3m/s流速条件，符合海上风机安装作业的低成本、高效率的规模化开发的要求。

利用本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台100，能够使风机基础32漂浮在水上，将提升到位的风机整机3通过吊机2自身的固定装置进行定位，以浮运的方式将风机机组整机3托运到风机场址。整个过程中风机机组整机3完全或部分依靠由重力式基础提供的浮力漂浮在海面上。在吊机2的配合下，通过向风机基础32中注入压载使风机机组整机3置于海床，完成安装，降低施工难度，节约成本，提高了施工的安全性。

本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台100由于避免了传统的吊装法需在海上完成风机调试过程中所出现的故障而导致的成本增加，大量地减少海上的作业时间从而节约总成本，同时也避免工期延误；满足了对大型风机的起吊和安装要求，减少以往风机安装船对辅助船舶或设备的依赖，达到其独立和灵活的机动能力，大幅度缩减海上施工时间，从而提高工程效率，降低工程成本；大大减少了海上风机场的开发建设周期。另外，由于海上作业时间非常短，在一定程度上减少了建设期间对海洋生态的影响。

进一步地，本发明的海上风机机组整机的运输和安装作业平台100秉承简单、安全、实用的设计理念，整合了起重船、驳船、拖轮及自升式海洋平台等船舶和海洋工程项目的设计和作业特点，将独特的设计概念进行延展，完成了复杂的海上风机运输安装作业。同时，简单而实用的设计，以及预留的多种接口也为船舶的进一步配套和升级提供可能性，从而适应海上风机产业的不断进步和发展。

以上具体实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (14)

1.海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其包括船体，其特征在于：在所述船体的船艏和船艉各开设具有侧向开口的可容纳风机基础的凹槽，在每个凹槽周围的所述船体上架设吊机，所述吊机竖立于所述凹槽的上方。

2.如权利要求1所述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其中，所述凹槽基本对称地位于所述船体的中轴线上，船艏的所述凹槽的侧向开口向前，船艉的所述凹槽的侧向开口向后。

3.如权利要求1所述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其中，在所述船体舯部的上甲板设有开口，所述开口的长度不小于1/3船长。

4.如权利要求1所述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其中，所述船体整体为方驳型箱式结构，船艏和船艉底部均带斜升，其舭部为斜切面。

5.如权利要求1所述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其中，所述吊机包括环梁、支腿、多个滑轮及钢丝绳，所述支腿支撑在所述船体与所述环梁之间，所述多个滑轮与所述钢丝绳组成挂于所述环梁的多个滑轮组，所述多个滑轮组提供多个连接风机基础的吊点。

6.如权利要求5所述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其中，所述吊机还包括设置在所述环梁上方的支撑架，所述支撑架设置有限制风机水平方向上的移动的制动装置。

7.如权利要求6所述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其中，所述制动装置位于所述支撑架的顶端，并且包括缓冲装置。

8.如权利要求5所述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其中，所述环梁呈具有可关闭的侧向开口的圆环形，所述环梁的侧向开口与其下方的所述凹槽的侧向开口的方向相同。

9.如权利要求5所述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其中，在主甲板上设置连接所述钢丝绳的绞车，所述绞车通过牵引所述钢丝绳升降所述吊点。

10.如权利要求1所述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其中，于船艏和船艉分别设置全回转式舵浆装置。

11.如权利要求10所述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其中，还在船艏和船艉处各配置2只锚。

12.如权利要求1所述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其中，在所述船体的船艏和船艉处所述凹槽的两侧分别设置压载舱，通过调节所述压载舱来平衡船艏和船艉端装载作业时的浮态和稳性。

13.如权利要求1所述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其中，所述吊机为最大起重能力不小于3200吨的桁架式吊机。

14.如权利要求1所述的海上风机机组整机的运输和安装作业平台，其中，所述船体的船长不小于138米、型宽不小于66米、型深11.25米及最大设计吃水不小于5.0米，所述凹槽的半径不小于21米。

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