CN108032062B - 一种基于爆破的海上单桩风机的整体拆卸装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于海上风电技术领域，涉及一种基于爆破的海上单桩风机的整体拆卸装置与方法。本发明将浮力装置通过紧固装置固定在风机结构上，单桩风机的塔架爆破后，拖轮到达指定的连接点，通过拖轮缆绳与拆卸装置上的连接器连接，将风机结构拖回至港口，并起吊上岸进行拆卸。本发明具有快速将整机拖拽上岸、最大程度将拆解工作在陆地上进行、缩短离岸操作时间的特点。本发明不需要起重安装船等高运营成本配套船只，仅需要相对廉价的拖轮，具有操作效率高、成本低的优点。

Description

一种基于爆破的海上单桩风机的整体拆卸装置与方法
技术领域
本发明属于海上风电技术领域，涉及一种基于爆破的海上单桩风机的整体拆卸装置与方法。
技术背景
由于海上风机具有不占用土地资源、风速更高、年利用小时数更高等诸多优点，其受到全球的广泛关注。随着过去20年间，海上风机的迅猛发展。已经有第一批海上风机达到服役寿命，需要退役。但是风机退役始终是一个难题。一方面，退役机组的回收利用是值得考虑的问题，另一方面，风机拆解成本居高不下制约了进一步降低海上风电价格的愿景。出于安全生产等考虑，需要将风机拆解后选取可重复利用部件回收使用。根据DNV GL的估计，海上风机机组退役成本大概为安装成本的60％-70％。高昂的退役成本直接制约了风电作为清洁能源的普及。目前海上风机以单桩式为主要结构形式，其特点为结构简单、造价低廉，通常安装于水深不大于30米的浅海区域。因此单桩式风机的回收成为一个亟待解决重要的课题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种基于爆破的海上单桩风机的整体拆解装置与方法。
本发明的技术方案：
一种基于爆破的海上单桩风机的整体拆卸装置，包括主拆卸装置和辅助拆卸装置；
所述的主拆卸装置，主要提供浮力，包括浮力装置1和紧固装置2；所述的浮力装置1为圆柱体，充气式或由密度小于海水的材料制成；所述的浮力装置1排列分布在风机结构3的周围，并通过紧固装置2进行加固，保证浮力装置1不离开风机结构3表面；
所述的辅助拆卸装置，是在主拆卸装置的基础上，增加缆绳4和连接器5；所述的辅助拆卸装置，进一步提供浮力，同时为拖船9提供连接点；所述的缆绳4，一端与主拆卸装置上的浮力装置1相连，另一端与连接器5相连；所述的连接器5的一端上安装浮力装置1，另一端与拖轮9通过拖轮缆绳10相连；所述的连接器5上装有信号发出装置，信号发出装置的方式为灯光、声音、卫星定位模块、水声定位模块中的一种或几种方式协同工作。
一种基于爆破的海上单桩风机的整体拆卸方法，具体步骤如下：
1)在拆卸前，计算所需主拆卸装置和辅助拆卸装置的数量、尺寸和形式参数；
2)对作业海域的气象数据和天气预报进行分析，预估作业时间及时长，降低拆卸过程中的等时；
3)到达作业海域，将浮力装置1捆绑在风机结构3上，并用紧固装置2进行加固；
4)选择爆破倾倒方向，根据倾倒方向，在单桩风机的塔架底端进行切割，得到切割开口6，并在切割开口6中放置炸药；
5)拖轮9置于安全区域，避免因风机结构3爆破和倾倒所产生的波浪的影响；
6)引爆起爆装置，风机结构3倾倒；待风机结构3浮出水面及其爆破引起的波浪消散后，拖轮9到达指定的连接点，通过拖轮缆绳10与辅助拆卸装置上的连接器5连接；
7)拖轮9将风机结构3拖回至港口，并起吊上岸进行拆卸；为减小拖拽过程中阻力，爆破后的风机结构的主体与航行方向平行。
本发明的有益效果：本发明具有快速将整机拖拽上岸、最大程度将拆解工作在陆地上进行、缩短离岸操作时间的特点。本发明不需要起重安装船等高运营成本配套船只，仅需要相对廉价的拖轮，具有操作效率高、成本低的优点。
附图说明
图1a是浮力装置的侧视图；
图1b是浮力装置的俯视图；
图2是安装浮力装置的示意图；
图3是爆破前水平方向整体方案的俯视图；
图4是爆破后整体托运上岸的示意图；
其中：1浮力装置；2紧固装置；3风机结构；4缆绳；5连接器；6切割开口；7海平面；8海床；9拖轮；10拖轮缆绳；11爆破后的风机结构。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
如图1a和图1b所示，一种基于爆破的海上单桩风机的整体拆卸装置，包括主拆卸装置和辅助拆卸装置；
主拆卸装置包括浮力装置1和紧固装置2，需要与风机固定。浮力装置1为充气式或者密度小于海水的轻质材料。紧固装置2固定浮力装置1于所处结构周围以保证浮力装置1不会解体并提供浮力，令风机在海中水平拖拽位置时保持平衡。紧固装置2应保证，爆炸发生后不会减弱对浮力装置1的紧固作用。
辅助拆卸装置不仅包含主拆卸装置的浮力装置1和紧固装置2，同时包含缆绳4和连接器5，提供拖拽操作时与拖船的连接点。缆绳4强度应满足拖轮9拖拽过程中不会发生断裂。连接器5需要与拖轮9相连，且具有保护功能。连接器5应附带密度小于海水的材料，使其具有自动浮出水面的能力。连接器可选配信号发出装置，便于爆破后拖轮9寻找连接器5，信号发出装置的方式可以为灯光、声音、卫星定位模块、水声定位模块中的一种或者几种协同工作。连接器5自带电源，并保证所有原件密封防水。
所有的浮力装置1应便于安装和拆卸。
如图2-4所示，一种基于爆破的海上单桩风机的整体拆卸方法，具体步骤如下：
1)在拆卸前，计算所需主拆卸装置和辅助拆卸装置的数量、尺寸、形式参数；计算过程中应保证可靠性，适当留有冗余度以适应突发情况；
2)对作业海域的气象数据和天气预报进行分析，预估作业时间及时长，降低拆卸过程中的等时；
3)到达作业海域，将浮力装置1捆绑在风机结构3(塔筒、机舱、及叶片)上，并用紧固装置2进行加固；
4)选择爆破倾倒方向，根据倾倒方向，在单桩风机的塔架底端进行切割，得到切割开口6，并在切割开口6中放置炸药；可采用聚能切割器进行切割；
5)拖轮9开致安全区域，避免因风机结构3爆破和倾倒所产生的波浪的影响；
6)引爆起爆装置，风机结构3倾倒；待风机结构3浮出水面及其爆破引起的波浪消散后，拖轮9到达指定的连接点，通过拖轮缆绳10与辅助拆卸装置上的连接器5连接；
7)拖轮9将风机结构3拖回至港口，并起吊上岸进行拆卸；为减小拖拽过程中阻力，爆破后的风机结构的主体应与航行方向平行。

Claims (1)

1.一种基于爆破的海上单桩风机的整体拆卸方法，其特征在于，所述的整体拆卸方法基于整体拆卸装置实现，所述的整体拆卸装置包括主拆卸装置和辅助拆卸装置；
所述的主拆卸装置，主要提供浮力，包括浮力装置(1)和紧固装置(2)；所述的浮力装置(1)为圆柱体，充气式或由密度小于海水的材料制成；所述的浮力装置(1)排列分布在风机结构(3)的周围，并通过紧固装置(2)进行加固，保证浮力装置(1)不离开风机结构(3)表面；
所述的辅助拆卸装置，是在主拆卸装置的基础上，增加缆绳(4)和连接器(5)；所述的辅助拆卸装置，进一步提供浮力，同时为拖轮(9)提供连接点；所述的缆绳(4)，一端与主拆卸装置上的浮力装置(1)相连，另一端与连接器(5)相连；所述的连接器(5)的一端上安装浮力装置(1)，另一端与拖轮(9)通过拖轮缆绳(10)相连；所述的连接器(5)上装有信号发出装置，信号发出装置的方式为灯光、声音、卫星定位模块、水声定位模块中的一种或几种方式协同工作；
所述的整体拆卸方法，具体步骤如下：
1)在拆卸前，计算所需主拆卸装置和辅助拆卸装置的数量、尺寸和形式参数；
2)对作业海域的气象数据和天气预报进行分析，预估作业时间及时长，降低拆卸过程中的等时；
3)到达作业海域，将浮力装置(1)捆绑在风机结构(3)上，并用紧固装置(2)进行加固；
4)选择爆破倾倒方向，根据倾倒方向，在单桩风机的塔架底端进行切割，得到切割开口(6)，并在切割开口(6)中放置炸药；
5)拖轮(9)置于安全区域，避免因风机结构(3)爆破和倾倒所产生的波浪的影响；
6)引爆起爆装置，风机结构(3)倾倒；待风机结构(3)浮出水面及其爆破引起的波浪消散后，拖轮(9)到达指定的连接点，通过拖轮缆绳(10)与辅助拆卸装置上的连接器(5)连接；
7)拖轮(9)将风机结构(3)拖回至港口，并起吊上岸进行拆卸；为减小拖拽过程中阻力，爆破后的风机结构的主体与航行方向平行。
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