CN105736249B - 风电机组和承载该风电机组的运输船及吊装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风电机组和承载该风电机组的运输船及吊装方法,包括塔架、安装在所述塔架上的机舱以及安装在所述机舱上的叶轮，其中所述塔架由下塔筒、与所述下塔筒相互连接的中塔筒以及与所述中塔筒相互连接的上塔筒组成，所述下塔筒位于井字架内，所述塔架上设有与所述塔架高度方向相互垂直的平衡梁，所述塔架穿过所述平衡梁，且所述平衡梁与所述井字架相连。本发明能够避免所述塔架的晃动，防止风电机组的倾斜，有效保证了风电机组整体的稳定性。

Description

风电机组和承载该风电机组的运输船及吊装方法

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其是指一种风电机组和承载该风电机组的运输船及吊装方法。

背景技术

随着风力发电行业的快速发展，陆上风场的开放日趋饱和，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，机组各部分的体积和重量也不断增大，例如，一台风电机组整机的重量约为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。

由于海上风电机组所处的载荷环境相对复杂且具有很大的不确定性，随机的非线性风载荷和波浪载荷都将给海上风机的安全控制提出较大的挑战。目前海上风力发电机组一般为变速变桨风力发电机组，在不同工况下有不同的控制模式。通常，在额定风速以下，发电机转速可以随风速变化而调节，通过变流器控制发电机电磁转矩，维持最佳叶尖速比，追踪最大风能。在额定风速以上，通过变桨控制系统调整桨距角来改变叶片气动特性，控制风力发电机吸收的风能，保证风电机组的输出功能和转速稳定。但由于海上风力发电机组一直受到不对称的波浪载荷，影响塔架和基础左右方向的载荷，引起机组振动，若一旦风速过大，可能导致机组的倾斜偏大，很容易发生风电机组的整体翻倾甚至引发毁机事故。

另外，现在的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照顺序进行吊装，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时，由于各部件是相互分离地运输至海上基础附近，而且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，因此现有技术在海上安装风电机组时受海况的影响严重，不容易控制风电机组整体稳定性，导致安装效率低。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中风电机组的易受海况影响，导致风电机组整体不稳定发生翻倾的问题从而提供一种受海况影响小，最大程度上保证风电机组整体稳定性的风电机组和承载该风电机组的运输船及吊装方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种风电机组，包括塔架、安装在所述塔架上的机舱以及安装在所述机舱上的叶轮，其中所述塔架由下塔筒、与所述下塔筒相互连接的中塔筒以及与所述中塔筒相互连接的上塔筒组成，所述下塔筒位于井字架内，所述塔架上设有与所述塔架高度方向相互垂直的平衡梁，所述塔架穿过所述平衡梁，且所述平衡梁与所述井字架相连。

在本发明的一个实施例中，所述下塔筒的底部位于底座内，且所述底座位于所述井字架围成的空间内。

在本发明的一个实施例中，所述下塔筒的底部位于底座内，且所述底座位于所述井字架围成的空间内。

在本发明的一个实施例中，所述平衡梁包括控制系统以及与所述控制系统连接的液压系统。

在本发明的一个实施例中，所述控制系统与承载所述风电机组的运输船上的总控制中心相连，所述液压系统包括抱箍器组件。

在本发明的一个实施例中，所述井字架包括第一支架和与所述第一支架结构相同的第二支架，且所述第一支架和所述第二支架对称分布在所述塔架的两侧。

本发明还提供了一种承载风电机组的运输船，包括船体，还包括上述任意一种风电机组，且所述风电机组安装在所述船体上。

本发明还提供了一种风电机组的吊装方法，步骤如下：步骤S1：将井字架固定在运输船上；步骤S2：将下塔筒吊装在井字架内，然后吊装中塔筒，使所述中塔筒与所述下塔筒相互连接；步骤S3：吊装平衡梁，使所述平衡梁与所述井字架连接；步骤S4：顺序完成上塔筒、机舱以及叶轮的吊装。

在本发明的一个实施例中，所述步骤S2之前，将底座安装在所述井字架内，使所述下塔筒固定在所述底座上。

在本发明的一个实施例中，所述步骤S3中，吊装平衡梁时，所述平衡梁的具体位置由所述塔架的重心决定。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的一种风电机组和承载该风电机组的运输船及吊装方法,将塔架固定在由井字架和平衡梁构成的框架内，即使海况复杂，由于所述塔架在各个方向均被固定，因此能够避免所述塔架的晃动，防止风电机组的倾斜，有效保证了风电机组整体的稳定性。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明所述发电机组的示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种风电机组，包括塔架11、安装在所述塔架11上的机舱12以及安装在所述机舱12上的叶轮13，其中所述塔架11包括由下塔筒11a、与所述下塔筒11a相互连接的中塔筒11b以及与所述中塔筒11b相互连接的上塔筒11c组成，所述下塔筒11a位于井字架14内，所述塔架11上设有与所述塔架11高度方向相互垂直的平衡梁15，所述塔架11穿过所述平衡梁15，且所述平衡梁15与所述井字架14相连。

上述是本发明的核心技术方案，本发明所述风电机组包括塔架11、机舱12以及叶轮13，其中所述机舱12安装在所述塔架11，所述叶轮13安装在所述机舱12上，所述塔架11包括由下塔筒11a、与所述下塔筒11a相互连接的中塔筒11b以及与所述中塔筒11b相互连接的上塔筒11c组成，所述下塔筒11a位于井字架14内，所述井字架14用于固定所述塔架11的下端，所述塔架11上设有与所述塔架11高度方向相互垂直的平衡梁15，所述塔架11穿过所述平衡梁15，所述平衡梁15可以固定所述塔架11的中端，且所述平衡梁15与所述井字架14相连，从而使所述塔架11进一步被固定在由所述井字架14和所述平衡梁15构成的框架内，即使海况复杂，由于所述塔架11在左右方向被所述井字架14固定，在前后方向被所述平衡梁15固定，因此能够避免所述塔架11在水平方向的晃动，防止风电机组的倾斜，有效保证了风电机组整体的稳定性。

为了更进一步防止所述风电机组的倾斜，所述下塔筒11a的底部位于底座16内，且所述底座16位于所述井字架14围成的空间内，所述下塔筒11a安装在所述底座16上，使风电机组位于所述底座16上，从而可以防止所述塔架11在上下方向上晃动，防止风电机组的倾斜，可最大程度上保证风电机组整体的稳定性。为了保证所述风电机组的稳定性，所述井字架14和所述底座16均固定于承载所述风电机组的运输船上。

本实施例中，所述平衡梁15包括控制系统以及与所述控制系统连接的液压系统，通过所述控制系统可以控制所述液压系统对风力发电机组进行抱箍，确保航行安全。具体地，所述控制系统通过数据线与承载所述风电机组的运输船上的总控制中心相连，从而通过船体上的总控制中心就可以对风力发电机组进行抱箍，方便工人操作；所述液压系统包括抱箍器组件，通过所述抱箍器组件可以对风力发电机组进行抱箍，确保航行安全。

本实施例中，所述机舱12位于所述上塔筒11c上，所述平衡梁15位于所述中塔筒11b以及所述上塔筒11c之间，通过所述平衡梁15可以固定所述塔架11的中端，所述平衡梁15的具体位置与所述塔架11的总高度有关，为了避免塔架11的倾斜或者折弯，所述平衡梁15的最佳位置是位于所述塔架11的重心处。

所述井字架14包括第一支架14a和与所述第一支架14a结构相同的第二支架14b，且所述第一支架14a和所述第二支架14b对称分布在所述塔架11的两侧，从而有利于使所述风电机组保持平衡，增加稳定性。

实施例二：

本实施例提供一种承载风电机组的运输船，是在实施例一基础上对运输船作进一步的说明：

本实施例所述承载风电机组的运输船包括船体以及实施例一所述的风电机组，且所述风电机组安装在所述船体上，使整个运输船保持平衡，不仅受海况的影响小，能保证所述风电机组的稳定性，避免风电机组的倾斜，而且有利于提高风电机组的海上安装效率。

实施例三：

本实施例提供一种风电机组的吊装方法，将实施例一中的风电机组吊装在船上，下面详细说明其具体步骤：

步骤S1：将井字架固定在运输船上；步骤S2：将下塔筒吊装在井字架内，然后吊装中塔筒，使所述中塔筒与所述下塔筒相互衔接；步骤S3：吊装平衡梁，使所述平衡梁与所述井字架连接；步骤S4：顺序完成上塔筒、机舱以及叶轮的吊装。

本实施例所述风电机组的吊装方法中，所述步骤S1中，将所述井字架14固定在运输船上，使风电机组固定在所述井字架14内，有效避免所述塔架11在水平方向的晃动，防止风电机组的倾斜，有效保证了风电机组整体的稳定性；所述步骤S2中，将下塔筒11a吊装在井字架14内，所述井字架14用于固定所述塔架11的下端，保持所述塔架11下端的稳定，然后吊装中塔筒11b，使所述中塔筒11与所述下塔筒11a相互连接；所述步骤S3中，吊装平衡梁15，所述平衡梁15可以固定所述塔架11的中端，且所述平衡梁15与所述井字架14连接，可使所述塔架11被固定在由所述井字架14和所述平衡梁15构成的框架内，能够有效避免所述塔架11在水平方向的晃动；所述步骤S4中，顺序完成上塔筒11c、机舱12以及叶轮13的吊装，从而完成整个风电机组的吊装。本发明所述风电机组的吊装方法，由于可以将所述塔架11固定在船体上，因此受海况影响小，最大程度上保证风电机组整体稳定性。

本实施例中，所述步骤S2之前，将所述底座16安装在所述井字架14内，使所述下塔筒11a固定在所述底座16上，从而可以防止所述塔架11在上下方向上晃动，防止风电机组的倾斜，可最大程度上保证风电机组整体的稳定性。所述步骤S3中，吊装平衡梁15时，所述平衡梁15的具体位置由所述塔架11的重心决定，从而可以有效避免塔架11的倾斜或者折弯。

综上，本发明所述技术方案具有以下优点：

1.本发明所述风电机组，包括塔架、机舱以及叶轮，其中所述机舱安装在所述塔架，所述叶轮安装在所述机舱上，所述塔架包括由下塔筒、与所述下塔筒相互连接的中塔筒以及与所述中塔筒相互连接的上塔筒组成，所述下塔筒位于井字架内，所述井字架用于固定所述塔架的下端，所述塔架上设有与所述塔架高度方向相互垂直的平衡梁，所述塔架穿过所述平衡梁，所述平衡梁可以固定所述塔架的中端，且所述平衡梁与所述井字架相连，从而使所述塔架进一步被固定在由所述井字架和所述平衡梁构成的框架内，即使海况复杂，由于所述塔架在左右方向被所述井字架固定，在前后方向被所述平衡梁固定，因此能够避免所述塔架在水平方向的晃动，防止风电机组的倾斜，有效保证了风电机组整体的稳定性。

2.本发明所述风电机组的吊装方法中，所述步骤S1中，将所述井字架固定在运输船上，使风电机组固定在所述井字架内，有效避免所述塔架在水平方向的晃动，防止风电机组的倾斜，有效保证了风电机组整体的稳定性；所述步骤S2中，将下塔筒吊装在井字架内，所述井字架用于固定所述塔架的下端，保持所述塔架下端的稳定，然后吊装中塔筒，使所述中塔筒与所述下塔筒相互连接；所述步骤S3中，吊装平衡梁，所述平衡梁可以固定所述塔架的中端，且所述平衡梁与所述井字架连接，可使所述塔架被固定在由所述井字架和所述平衡梁构成的框架内，能够有效避免所述塔架在水平方向的晃动；所述步骤S4中，顺序完成上塔筒、机舱以及叶轮的吊装，从而完成整个风电机组的吊装。本发明所述风电机组的吊装方法，由于可以将所述塔架固定在船体上，因此受海况影响小，最大程度上保证风电机组整体稳定性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种风电机组，包括塔架、安装在所述塔架上的机舱以及安装在所述机舱上的叶轮，其中所述塔架由下塔筒、与所述下塔筒相互连接的中塔筒以及与所述中塔筒相互连接的上塔筒组成，其特征在于：所述下塔筒位于井字架内，所述塔架上设有与所述塔架高度方向相互垂直的平衡梁，所述塔架穿过所述平衡梁，且所述平衡梁与所述井字架相连，所述下塔筒的底部位于底座内，且所述底座位于所述井字架围成的空间内，所述井字架和底座均固定于承载所述风电机组的运输船上。

2.根据权利要求1所述的风电机组，其特征在于：所述平衡梁包括控制系统以及与所述控制系统连接的液压系统。

3.根据权利要求2所述的风电机组，其特征在于：所述控制系统与承载所述风电机组的运输船上的总控制中心相连，所述液压系统包括抱箍器组件。

4.根据权利要求1所述的风电机组，其特征在于：所述井字架包括第一支架和与所述第一支架结构相同的第二支架，且所述第一支架和所述第二支架对称分布在所述塔架的两侧。

5.一种承载风电机组的运输船，包括船体，其特征在于：还包括权利要求1-4中任意一种风电机组，且所述风电机组安装在所述船体上。

6.一种风电机组的吊装方法，其特征在于，步骤如下：

步骤S1：将井字架固定在运输船上，将底座安装在所述井字架内，使下塔筒固定在所述底座上；

步骤S2：将下塔筒吊装在井字架内，然后吊装中塔筒，使所述中塔筒与所述下塔筒相互连接；

步骤S3：吊装平衡梁，使所述平衡梁与所述井字架连接；

步骤S4：顺序完成上塔筒、机舱以及叶轮的吊装。

7.根据权利要求6所述的风电机组的吊装方法，其特征在于：所述步骤S3中，吊装平衡梁时，所述平衡梁的具体位置由塔架的重心决定。