CN104024632A - 用于安装在具有凸缘的结构上的线缆安装设备 - Google Patents

Abstract

一种用于安装在具有内部凸缘(26)的结构(20)上的线缆安装设备(2)，所述内部凸缘在一端限定开口，所述线缆安装设备包括：平台(4)；安装在平台上的线缆绞盘(14)；和用于支撑平台且可附连到所述结构的凸缘的基部(6)；其中，基部(6)包括适于与凸缘接合(26)的至少一个引导件(10)，所述线缆安装设备被安装在所述凸缘上，以将自身引导到所述结构上。根据本发明的所述线缆安装设备允许自身在单个升起及对准操作中被快速地、简单地、安全地、因而低成本地安装在结构例如涡轮塔段的具有凸缘的端部上。

Description

用于安装在具有凸缘的结构上的线缆安装设备

技术领域

本发明涉及用于将线缆安装在包括凸缘或其他合适的放置界面的结构中的设备，该结构例如是风轮机塔段或底座。本发明更具体地涉及用于安装在风轮机塔段或底座上的线缆拉入设备。

背景技术

将线缆安装在风轮机塔段或底座中的已知方法涉及拉入绞盘，该拉入绞盘首先利用其他所需的设备放置在操作平台上，该操作平台直接安装在已安装的塔段的具有凸缘的上端上。绞盘用于在发电机安装在塔段上之前将线缆向上拉动经过塔段，并且线缆能连接在绞盘上。线缆可被拉动经过“J形管”，该J形管通常设置在该塔的底座处并且包括所谓的“喇叭口”，以将线缆引导到该管内。多个引导滑轮也可借助在塔壁内的索具被设置，以便引导线缆向上经过引导滑轮。

但是，这种已知的线缆拉入的方法需要多个分开的提升操作，以便首先安装操作平台，然后安装拉入绞盘和其他设备。这种提升操作借助位于塔段附近的驳船或船舶上安装的起重机而被执行，从而导致线缆拉入的已知方法是特别耗时的且高成本的。这在恶劣气候条件下是更不期望的，因为当进行多个提升操作时装置和人员所遇到固有风险加大了。

发明内容

本发明的第一方面提供用于安装在具有内部凸缘的结构上的线缆安装设备，所述内部凸缘在一端限定开口，所述线缆安装设备包括：

平台；

安装在平台上的线缆绞盘；和

用于支撑平台且可附连到所述结构的凸缘的基部；

其中基部包括适于与凸缘接合的至少一个引导件，所述设备被安装在所述凸缘上，以将自身引导到所述结构上。

本发明允许船舶起重机在单个提升操作中快速且简单地提升、操纵，以及将设备定位在结构例如风轮机塔段的具有凸缘的端部上。绞盘可在提升之前合适地安装到平台，或可永久地安装到平台，并且优选是“拉入绞盘”，以用于将阵列线缆和其他索具例如吊线向上拉动，从塔基部到上部的具有凸缘的端部，从而允许当随后安装时连接到发电机。所述至少一个引导件有助于操作者将所述设备的基部与塔段的凸缘对准并且消除人员在提升和定位期间处于塔中的需要，否者这能是特别危险的。

优选地，基部可去除地附连到平台。这使基部与平台可互换。合适地，基部可从多个不同尺寸的基部选择，以便与特定的结构尺寸例如塔段凸缘的直径对应。这允许单个平台与多种不同尺寸的基部一起使用，以便适合不同尺寸的结构。基部与平台的分离也允许设备在不使用时容易且紧凑地存放，例如当存放在岸上或运输到离岸场所或从离岸场所运输的时候。合适地，基部和/或平台适于被叠置以用于紧凑地存放，例如当基部固定到船舶的甲板时。

优选地，基部适于将平台轴向地定位在结构的具有凸缘的开口的上方。优选地，绞盘安装在平台上，以提供经过结构向上安装的拉入绞盘线和线缆的轴向路径。这允许绞盘线和线缆平衡的绞起，并消除需要在结构内部上的提升位置。

合适地，基部可包括平台附连部，以用于附连到平台和从其延伸的至少一个引导件。合适地，附连部可在尺寸和形状上与平台对应。例如，平台和附连部可是大体正方形的，以对应地彼此接合且彼此附连。替代性地，平台和附连部可是大体圆形形状。

合适地，至少一个引导件可包括环形部分，该环形部分在使用时从附连部向下延伸并且其直径对应于具有凸缘的开口的直径，以便由此允许该环形部分被接收。一旦安全地插入结构的具有凸缘的开口，设备的基部就可借助例如直接螺栓连接到凸缘而牢固地附连到结构。合适地，引导件可包括倾斜的接合表面，以用于与结构的具有凸缘的开口接合，从而进一步帮助与该开口对准和插入。基部也可包括“软放置”机构，以允许单元在更恶劣的海洋条件下被布置。

优选地，基部包括从平台附连部向下延伸的间隔开的至少三个长形件。替代性地，每个长形件可适于直接附连到平台。优选地，每个长形件从平台附连部向下且向外延伸，以提供用于支撑平台的三脚架状的基部。优选地，长形件相对于设备的轴线相等地间隔开，以在长形件的每个自由端之间限定120度的间隔。合适地，长形件可固定到平台附连部，或他们可相对于平台附连部运动，以允许在不使用时容易地存放。例如，每个长形件均可枢转地附连到平台附连部，以允许长形件在设备不使用时向内折叠。当使用时，长形件可向外运动到打开位置，以与结构的具有凸缘的开口接合。合适地，设备可包括致动器，以将引导件布置到打开位置并且在不使用时将引导件回收到关闭位置。合适地，致动器可是电动的、气动的或液压操作的。

每个长形件到平台附连部的这种枢转附连合适地允许长形件相对于平台附连部运动，以适应结构的不同尺寸的具有凸缘的开口。例如，对于5米的凸缘直径来说，每个长形件以相对于水平面为α的角度进行取向，以提供结构的凸缘和平台附连部之间的高度H1。对于7米的凸缘直径来说，每个长形件向外运动以限定相对于水平面为β的角度，其中β大于α。但是，在平台附连部和7米的凸缘之间的高度H2小于H1。如果例如期望H1和H2相等，每个长形件可在长度上被调节以适应不同尺寸的凸缘。合适地，每个长形件可是可伸缩的且可借助合适的手段选择性地调节。

替代性地，每个长形件可包括牢固地附连到平台附连部的第一部分和在相对于平台附连部的远端处铰接地附连到第一部分的第二部分。优选地，第二部分设置成相对于第一部分围绕水平轴线运动。使用时，第一部分是上部，而第二部分是下部。第二部分可借助合适的手段例如马达相对于第一部分选择性地运动。在每个长形件的第一和第二部分之间的这种选择性的运动允许每个长形件相应地调节以适应不同尺寸的凸缘。例如，在凸缘的直径是5米的情况下，每个长形件的第一和第二部分可纵向对准，以在第一和第二部分之间限定180度的角度并且在平台附连部和凸缘之间限定高度H1。例如，在凸缘的直径是7米的情况下，每个长形件的第二部分相对于第一部分适当地运动，以限定小于180度的角度，从而适应直径增大的凸缘。当然，如果长形件的第二部分的长度L2保持不变，那么在平台附连部之间的高度H2将小于用于5米直径的凸缘的H1。替代性地，第二部分的长度L2可被选择性地调节以适应不同的凸缘尺寸，从而确保第一和第二部分保持纵向对准和/或平台附连部的高度保持相同，而不管平台附连部所安装的凸缘的尺寸。例如，在凸缘的直径是7米的情况下，第二部分的长度可增大，以便纵向对准第一和第二部分，从而限定其间的180度的角度α，并且提供在平台附连部和凸缘之间的高度H3。在该情况下，H3大于用于5米的凸缘的H1，这将在平台和凸缘之间提供增大的空间，以用于例如在安装其间处理线缆敷设和线缆回线。在该情况下，第二部分可包括例如可伸缩地联接在一起的至少两个部分。

优选地，长形件的每个自由端包括凸缘附连部。在长形件包括第一和第二部分的情况下，第二部分包括自由端。合适地，每个凸缘附连部可包括对应于结构的凸缘中的螺栓孔的一个或多个孔，以用于将设备牢固地附连到凸缘上。合适地，每个凸缘附连部可包括用于与凸缘的上表面接合的板，该板包括螺栓孔。

优选地，每个自由端包括引导件。每个引导件可合适地附连到其对应的长形件或可与其成一体。每个引导件可例如焊接到其对应的长形件。优选地，每个引导件可相对于结构的轴线设置为在对应的凸缘附连部内部，以用于合适地与具有凸缘的开口接合。优选地，每个引导件从其对应的长形件向下延伸并超过其对应的凸缘附连部。优选地，每个引导件包括倾斜的接合表面，以用于在使用时与具有凸缘的开口接合，从而有助于与该开口对准。合适地，每个引导件可是板状的。每个引导件的倾斜的表面可通过板的边缘被提供或可通过附连到每个引导件的边缘的滑道被提供。合适地，每个滑道可垂直于其对应的引导件的竖直面。

合适地，平台可包括进入阶梯、安全栏杆和/或格栅。优选地，设备包括至少一个附连位置，以允许船舶起重机牢固地附连，从而将设备提升和操作成在结构上就位。这种附连位置可包括例如环、孔或钩环。

合适的，设备可包括用于线缆拉入的额外的装置，例如索具、照明装置、用于绞盘的发电装置，和/或照明和安全装置。其他装置可包括除气装置，以支持载人进入结构内的密闭空间，例如结构的底座。由于人员可保持在正常操作条件下在结构/平台上长的时间段，或在例如由恶劣天气条件下所引起的紧急情况下较长时间，设备还可包括救生和保障设备，例如睡袋，化学掩臭剂和应急食品。设备可合适地包括用于这种装置的存放设施。此外，由于设备可典型地安装在结构上很长的时间段，设备可包括合适的保护盖，以保护设备自身，特别是在离岸的环境中，并且也保护设备被安装在其上的结构内部免受这些情况影响。如果凸缘特征件是预安装的保护罩，设备可适于与该罩相接，消除了需要在布置拉入模块之前回收该罩。

本发明的另一方面提供如上所述的、安装在具有内部凸缘的结构上的设备，所述内部凸缘在一端限定开口。优选地，结构是风轮机塔段或底座。

本发明的另一方面提供用于将线缆安装在具有内部凸缘的结构中的方法，所述内部凸缘在一端限定开口，所述方法包括以下步骤：

提供如上所述的线缆安装设备；

将提升装置附连到所述线缆安装设备；

提升所述线缆安装设备并将所述线缆安装设备定位在所述结构的具有凸缘的开口上方；

使所述线缆安装设备向具有凸缘的开口下降，以使所述至少一个引导件与开口接合；

将所述线缆安装设备与具有凸缘的开口对准；

将所述线缆安装设备附连到凸缘；

去除提升装置；

使绞盘的绞盘线下降，以将绞盘线向上提供到待安装的线缆；

将所述绞盘线附连到所述线缆；

操作绞盘以便将线缆向上拉动经过所述结构；和

从线缆去除绞盘线以完成所述安装。

该方法还可包括下列步骤中的一个或多个：

将一个或多个引导件布置到打开位置；和

利用提升装置从所述结构回收所述设备。

该方法还可包括下列步骤中的一个或多个：

提供一个或多个引导件，每个引导件包括第一和第二部分；和

相对于第二部分选择性地使第一部分运动，以便适应凸缘的特定尺寸，和/或限定在平台附连部分和凸缘之间的期望高度，和/或限定在第一和第二部分之间的期望角度。

合适地，在每个引导件的第一和第二部分之间的这种运动可是在它们之间的竖直和/或轴向运动。合适地，第一和第二部分可被可伸缩地布置成提供这种轴向运动。替代性地或额外地，第二部分可包括布置成相对于彼此轴向运动的至少两个部分，例如可伸缩的布置。合适地，提升装置可是船舶起重机。

附图说明

现在仅参考附图借助实例描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出安装在涡轮塔段的具有凸缘的端部上的线缆安装设备；

图2示出图1的设备的侧视图；

图3a示出所述设备下降进入塔段的具有凸缘的开口内并与塔段的具有凸缘的开口对准；

图3b示出图2a的所述设备就位；

图3c示出所述设备与塔段的凸缘接合的近视图；

图4a和4b示出适应不同凸缘尺寸的本发明的另一实施例；以及

图5a至5c示出适应不同凸缘尺寸的本发明的再一实施例。

具体实施方式

如图1和2中所示的，线缆安装设备2包括用于安装全部被安全栏杆16围绕的线缆绞盘14、发电机22和储存单元24的正方形平台4。进入台阶18向上通向用于进入平台的栏杆上的门。绞盘14被居中地安装在平台上，并且平台地面上的开口(未示出)或格栅允许绞盘使平台下方的绞盘线下降或上升。

平台4被基部6、8支撑，该基部包括与平台的形状互补的平台附连部6和从平台附连部6向下且向外延伸的三个腿部件8。每个腿部件8在远离平台附连部6的自由端处具有凸缘附连部12，平台附连部包括用于使凸缘螺栓穿过的孔，以便将设备附连到涡轮塔段20的凸缘26。腿部件8附连到平台附连部6，以在每个凸缘附连部12之间提供120度的间隔。这期望使设备相对于塔段的轴线30居中地位于塔段上并确保绞盘轴向地操作，从而使线缆安装更简单、更快速且更安全。这也确保设备的重心相对于塔的轴线30在中心。设备的重量相等地分布到凸缘上，同时也提供对平台的平衡地支撑，特别是在绞盘操作时线缆拉入期间。每个腿部件8还包括引导件10，引导件10从其对应的腿部件8向下延伸。在使用时，每个引导件10的内边缘相对于轴线30用作当设备下降到塔段上时与凸缘开口接合的接合表面。当下降到塔段上时，引导件10将设备引导成与凸缘对准。每个引导件10的接合表面是倾斜的以便帮助对准。

图3a至3c示出正安装在塔段上的所述设备，其中为了简化没示出平台。所述设备将典型地在线缆安装之前被布置。为了布置所述设备，一队人员(在本行业中称为“塔队”)将首先进入塔段20。塔队将确保塔段是安全、清洁的，并且凸缘准备好接受所述设备。设备的布置船舶然后定位塔段的起重机范围内，以准备转移所述设备。在船舶上的队伍然后将船舶起重机附连到所述设备。船舶起重机然后用于将所述设备转移到塔段20上。

图3a示出借助船舶起重机所述设备向塔段20下降，以便与凸缘26接合。引导件10的倾斜的接合表面帮助将所述设备引导和对准成在凸缘26上就位。一旦就位，如图3b所示，凸缘附连部12就借助凸缘螺栓(未示出)被螺栓连接到凸缘，并且船舶起重机从所述设备移除。图3c示出凸缘/设备界面。每个引导件10的接合表面可借助滑道32被设置，滑道被垂直地附连到其对应的引导件10。

如在图4a和4b中所示的，每个腿部件8可枢转地附连到平台附连部6，以适应腿部件被安装在其上的结构的具有凸缘的开口的不同尺寸。例如，对于5米的凸缘直径来说，每个腿部件8以相对于水平面为α的角度进行取向，以提供所述结构的平台附连部和凸缘之间的高度H1。对于7米的凸缘直径来说，每个腿部件8向外移动以限定相对于水平面为β的角度，其中β大于α。但是，在平台附连部6和7米的凸缘之间的高度H2小于H1。如果例如期望H1和H2相等，每个腿部件8可在长度上被调节以适应不同尺寸的凸缘。合适地，每个腿部件8能是可伸缩的且可借助合适的手段选择性地调节。

替代性地，如在图5a至5c中所示的，每个腿部件8可包括牢固地附连到平台附连部6的第一部分40和在相对于平台附连部6的远端处铰接地附连到第一部分40的第二部分42。第二部分42设置成相对于第一部分40围绕水平轴线运动。第一部分40是上部，而第二部分42是下部。第二部分42可借助合适的手段例如马达相对于第一部分40选择性地运动。在每个腿部件8的第一和第二部分之间的这种选择性的运动允许每个腿部件被相应地调节以适应不同尺寸的凸缘。例如，在凸缘的直径是5米的情况下，每个腿部件8的第一和第二部分可被纵向对准，以在第一和第二部分之间限定180度的角度且在平台附连部6和凸缘之间限定高度H1。例如，在凸缘的直径是7米的情况下，每个腿部件8的第二部分42相对于第一部分40适当地运动，以限定小于180度的角度，从而适应直径增大的凸缘。当然，如果腿部件8的第二部分42的长度L2保持不变，那么在平台附连部6之间的高度H2将小于用于5米直径的凸缘的H1。替代性地，第二部分42的长度L2可选择性地被调节以适应不同凸缘尺寸，从而确保第一和第二部分保持纵向对准和/或平台附连部6的高度保持相同，而不管腿部件所安装的凸缘的尺寸。例如，在凸缘的直径是7米的情况下，第二部分42的长度可增大，以便纵向对准第一和第二部分，从而在其间限定180度的角度α，并且提供在平台附连部6和凸缘之间的高度H3。在该情况下，H3大于用于5米的凸缘的H1，这将在平台和凸缘之间提供增大的空间，以用于例如在安装其间处理线缆敷设和线缆回线。在该情况下，第二部分42可例如包括可伸缩地联接在一起的至少两个部分。

塔队负责将所述设备放置在塔段20上和当所述设备牢固地附连到塔段20时断开提升索具。然后设备被安装，已准备进行其操作。由塔队执行的下一个任务是安装吊线。当除气装置可用于帮助载人进入塔的地下电缆室时，所述设备可用于帮助该任务。线缆绞盘14也可被布置为帮助回收吊线。在该阶段，所述设备被关闭并且是固定的。塔队离开塔段，以便准备用于线缆拉入的其他单极。

在线缆拉入之前，塔队进入底座并安装所述设备。线缆绞盘线然后被回收到线缆铺设船并且线缆被回收。在线缆拉入之后，所述设备关闭并且以其被布置的相同方式被回收到船上。塔队最后确保塔牢固，以准备塔和涡轮安装以及其与线缆的连接。

根据本发明的所述设备允许自身在单个升起及对准操作中被快速地、简单地、安全地、因而低成本地安装在结构例如涡轮塔段的具有凸缘的端部上。

Claims (31)

1.一种用于安装在具有内部凸缘的结构上的线缆安装设备，所述内部凸缘在一端限定开口，所述线缆安装设备包括：

平台；

安装在平台上的线缆绞盘；和

用于支撑平台且可附连到所述结构的凸缘的基部；

其中基部包括适于与凸缘接合的至少一个引导件，所述线缆安装设备被安装在所述凸缘上，以将自身引导到所述结构上。

2.根据权利要求1所述的线缆安装设备，其中基部可移除地附连到平台。

3.根据权利要求2所述的线缆安装设备，其中基部从多个不同尺寸的基部中选择，以对应于所述结构的特定尺寸。

4.根据权利要求2或3所述的线缆安装设备，其中基部和/或平台适于叠置，以用于紧凑的存放。

5.根据前述权利要求中任一项所述的线缆安装设备，其中基部适于轴向地将平台定位在所述结构的具有凸缘的开口的上方。

6.根据权利要求5所述的线缆安装设备，其中绞盘安装在平台上，以提供经过所述结构向上安装的拉入绞盘线和线缆的轴向路径。

7.根据前述权利要求中任一项所述的线缆安装设备，其中基部包括用于附连到平台的平台附连部和从所述平台延伸的至少一个引导件。

8.根据权利要求7所述的线缆安装设备，其中附连部在尺寸和形状方面与平台相对应。

9.根据权利要求7或8所述的线缆安装设备，其中基部包括从平台附连部向下延伸的间隔开的至少三个长形件。

10.根据权利要求9所述的线缆安装设备，其中每个长形件从平台附连部向下且向外延伸，以提供用于支撑平台的三脚架状的基部。

11.根据权利要求9或10所述的线缆安装设备，其中长形件相对于所述线缆安装设备的轴线相等地间隔开，以在长形件的每个自由端之间限定120度的间隔。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的线缆安装设备，其中每个长形件包括固定到平台附连部的第一部分和可运动地连接到第一部分的第二部分。

13.根据权利要求12所述的线缆安装设备，其中第二部分铰接地附连到第一部分，以围绕水平轴线运动。

14.根据权利要求12所述的线缆安装设备，其中第二部分适于相对于第一部分轴向运动。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的线缆安装设备，其中第二部分的长度是可调节的。

16.根据权利要求15所述的线缆安装设备，其中第二部分包括可伸缩地联接在一起的至少两个部分。

17.根据权利要求9至16中任一项所述的线缆安装设备，其中每个长形元件的自由端包括凸缘附连部。

18.根据权利要求17所述的线缆安装设备，其中每个凸缘附连部包括对应于所述结构的凸缘中的螺栓孔的一个或多个孔，以用于将所述线缆安装设备附连到凸缘上。

19.根据权利要求9至18中任一项所述的线缆安装设备，其中每个长形元件包括在自由端的引导件。

20.根据权利要求19所述的线缆安装设备，其中每个引导件相对于所述结构的轴线设置为在其对应的凸缘附连部内部，以用于合适地与具有凸缘的开口接合。

21.根据权利要求20所述的线缆安装设备，其中每个引导件从其对应的长形元件向下延伸并超过其对应的凸缘附连部。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的线缆安装设备，其中每个引导件包括倾斜的外表面，以用于在使用时与具有凸缘的开口接合，从而有助于与该开口对准。

23.根据前述权利要求中任一项所述的线缆安装设备，其中平台包括进入阶梯、安全栏杆和/或格栅。

24.根据前述权利要求中任一项所述的线缆安装设备，其还包括至少一个附连位置，以允许船舶起重机牢固地附连，从而将所述线缆安装设备提升和操作成在所述结构上就位。

25.根据前述权利要求中任一项所述的线缆安装设备，其还包括锁具、照明装置、发电装置、安全装置、除气装置、救生和保障装置、存放设施、人员遮蔽部件、和用于所述线缆安装设备和/或所述结构的保护盖。

26.根据前述权利要求中任一项所述的线缆安装设备，其安装在具有内部凸缘的所述结构上，所述内部凸缘在一端限定开口。

27.根据权利要求26所述的线缆安装设备，其中所述结构是风轮机塔段或底座。

28.一种基本如这里所描述的或在任一附图中所述的设备。

29.一种用于将线缆安装在具有内部凸缘的结构中的方法，所述内部凸缘在一端限定开口，所述方法包括以下步骤：

提供根据前述权利要求中任一项所述的线缆安装设备；

将提升装置附连到所述线缆安装设备；

提升所述线缆安装设备并将所述线缆安装设备定位在所述结构的具有凸缘的开口上方；

使所述线缆安装设备向具有凸缘的开口下降，以使所述至少一个引导件与开口接合；

将所述线缆安装设备与所述具有凸缘的开口对准；

将所述线缆安装设备附连到所述凸缘；

去除提升装置；

使绞盘的绞盘线下降，以将绞盘线向上提供到待安装的线缆；

将所述绞盘线附连到所述线缆；

操作绞盘以便将线缆向上拉动经过所述结构；和

从线缆去除绞盘线以完成所述安装。

30.根据权利要求29所述的方法，其包括以下步骤中的一个或多个：

将一个或多个引导件布置到打开位置；和

利用提升装置从所述结构回收所述线缆安装设备。

31.根据权利要求29或30所述的方法，其还包括以下步骤中的一个或多个：

提供一个或多个引导件，每个所述引导件包括第一和第二部分；和

相对于第二部分选择性地使第一部分运动，以便适应凸缘的特定尺寸，和/或限定在平台附连部分和凸缘之间的期望高度，和/或限定在第一和第二部分之间的期望角度。