CN111535995A - 新型海上风机整体运输安装装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了新型海上风机整体运输安装装置及方法。新型海上风机整体运输安装装置包括船体、工程桩和风机，其特征在于，所述船体前端设置有用于与工程桩外侧设置的调节装置连接的船艏搭岸结构、船体中部并一直延伸到船艏搭岸结构的上方设置有用于装载风机的风机固定塔架、尾端设置有用于保持船体平衡的船艉支撑结构；基于新型海上风机整体运输安装装置的安装方法包括风机上船、风机运输和风机安装三个步骤；风机采用整体运输、整体安装的方式，提高效率，降低了作业窗口的要求，同时利用旧船舶改造，降低了安装工程的成本。

Description

新型海上风机整体运输安装装置及方法
技术领域
本发明属于海上风机技术领域技术领域，具体涉及新型海上风机整体运输安装装置及方法。
背景技术
与陆地上风机场建设相比，海上风机场建设中要面临更加复杂和恶劣的环境，海上作业施工难度大，作业窗口期少，从而大大增加了海上风机开发的成本及工期。目前海上风机开发中一般采用分步安装，即先进行基础的海上施工，再进行塔筒、机头和扇叶的安装，此方法增加了海上作业的时间，对作业窗口的要求较高。另外传统安装需要建设海上安装平台和使用大型专用设备，增加了安装工程的成本。随着海上风机技术的发展，海上风机陆上组装、整体运输、整体安装是海上风机的一个发展趋势。
发明内容
本发明针对上述的海上风机安装需要分步安装、搭建海上安装平台和使用大型浮吊专用设备的技术问题，提供了新型海上风机整体运输安装装置及方法，能够使风机整体运输、整体安装，并且不需要搭建海上安装平台、不需使用大型专用设备固定风机。
为了解决上述技术问题，本发明提供了新型海上风机整体运输安装装置及方法,本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
新型海上风机整体运输安装装置，包括船体、工程桩和风机，其特征在于，所述船体前端设置有用于与工程桩外侧设置的调节装置连接的船艏搭岸结构、船体中部并一直延伸到船艏搭岸结构的上方设置有用于装载风机的风机固定塔架、尾端设置有用于保持船体平衡的船艉支撑结构；
所述风机固定塔架包括固定支架，所述固定支架固定在船体上，固定支架前端的上、下侧分别设有用于抱住风机塔筒的上抱桩器和下抱桩器，所述上抱桩器内设有用于抱住风机塔筒的油缸，所述风机塔筒的侧壁上且在所述上抱桩器和下抱桩器之间靠近下抱桩器的位置处设有牛腿，所述上抱桩器和牛腿之间设有用于升降风机的吊装钢丝绳，所述下抱桩器内设有用于抱住风机塔筒并与牛腿连接用来微调风机塔筒旋转的油缸。
作为优化，所述工程桩两侧设置有用于帮助工程桩下沉的导向架，所述导向架上端设置有用于和船艏搭岸结构连接并可以调节船体水平、垂直位置的调节装置，所述导向架的底部连接有用于保持导向架稳定的导向架固定桩。
作为优化，所述调节装置包括水平向油缸、垂直向油缸和用来支撑水平向油缸和垂直向油缸的支撑壳体。
作为优化，所述船艏搭岸结构为箱体式结构并且箱体中间设置有与调节装置插接的U型凹槽。
作为优化，所述船艉支撑结构包括两条支腿桩、连接在两条支腿桩间的升降装置和连接在支腿桩下端的梁式支撑。
作为优化，所述支腿桩和梁式支撑旋转铰接。
新型海上风机整体运输安装装置的安装方法，包括以下步骤：
(1)风机在岸上组装成一整体，风机在被送到安装船固定位置后通过固定支架上的上抱桩器和下抱桩器将其抱住，以固定在风机固定塔架上，完成风机上船；
(2)装载风机的安装船由拖轮运输至安装地点，完成风机的运输；
(3)风机靠近预先沉桩的工程桩，启动油缸拉动牛腿调整风机的旋转角度，船艏搭岸结构与调节装置进行插接固定，启动调节装置调整安装船水平位置，确保风机塔筒和工程桩在同一垂线上，调整好后，启动船艉支撑结构保持安装船稳定，控制吊装钢丝绳降下风机实现风机塔筒与工程桩对接，解锁船艏搭岸结构，完成风机安装过程。
作为优化，所述步骤(3)启动船艉支撑结构的过程中，升降装置控制支撑腿下降，直到下部粱式支撑与海底面接触并达到预定承载力停止。
作为优化，在将风机送到安装船固定位置的过程中，利用风机组桁架与风机连接，且风机组桁架的下端设置有滑轮，所述滑轮通过与码头岸壁上的滑道配合带动风机行走到安装船的固定位置，待风机与风机固定塔架固定后，风机组桁架与风机解除连接后退回码头岸壁。
本发明相较于现有技术取得了以下技术效果：
(1)风机采用整体运输、整体安装的方式，风机的组装工作在岸上进行，减少了安装现场的作业工序，提高效率，对作业窗口的要求降低。
(2)安装船利用旧有船舶进行改造即可实现，大大降低了风机安装船的制造成本，同时降低了风机安装工程的成本。
(3)船舶在安装过程中，通过与海底基床生根的装置或结构固定，且固定形式简单，为风机安装提供了稳定的安装环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明装置风机与调节装置连接结构示意图；
图2为A处结构放大示意图；
图3为B-B向剖视图；
图4为调节装置结构示意图；
图5为船艉支撑结构的结构示意图；
图6为本发明装置风机与风机固定塔架连接结构示意图；
其中1-船体；2-船艏搭岸结构；3-风机；301-风机塔筒；4-风机固定塔架；401-固定支架；402上抱桩器；403-下抱桩器；404油缸；5-船艉支撑结构；501-支腿桩；502-升降装置；503-梁式支撑；6-工程桩；601-导向架；602-调节装置；6021-水平向油缸；6022-垂直向油缸；6023-支撑壳体；603-导向架固定桩；7-牛腿；8-风机组桁架；9-吊装钢丝绳；10-履带吊。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了新型海上风机整体运输安装装置及方法，能够使风机整体运输、整体安装，并且不需要搭建海上安装平台、不需使用大型专用设备。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-6所示，本发明提供了新型海上风机整体运输安装装置，包括船体1、工程桩6和风机3，所述船体1前端设置用来和工程桩6外侧的调节装置602连接的船艏搭岸结构2、船体1中部并一直延伸到船艏搭岸结构2的上方设置有用来装载风机3的风机固定塔架4、尾端设置用来保持船体1平衡的船艉支撑结构5；
所述风机固定塔架4包括固定支架401，所述固定支架401固定在船体1上，固定支架401前端的上、下侧分别设有用于抱住风机塔筒301的上抱桩器402和下抱桩器403，所述上抱桩器403内设有用于抱住风机塔筒301的油缸404，所述风机塔筒301的侧壁上且在所述上抱桩器402和下抱桩器403之间靠近下抱桩器403的位置处设有牛腿7，所述上抱桩器402和牛腿7之间设有用于升降风机的吊装钢丝绳9，所述下抱桩器403内设有用于抱住风机塔筒301并与牛腿7连接用来微调风机塔筒301旋转的油缸404。
为了使船体1在工程桩6附近停靠稳固，所述工程桩6两侧设置有用于帮助工程桩6下沉的导向架601，所述导向架601上端设置有用于和船艏搭岸结构2连接并可以调节船体1水平、垂直位置的调节装置602，所述导向架601的底部连接有用于保持导向架601稳定的导向架固定桩603。
具体的，所述调节装置602包括水平向油缸6021、垂直向油缸6022和用来支撑水平向油缸6021和垂直向油缸6022的支撑壳体6023，水平方向的调节靠水平向油缸6021的伸缩对船体1在海平面上的水平位置进行微调，确保风机塔筒301的中心线与工程桩6的中心线在同一垂线上，垂直方向的调节靠垂直向油缸6022的伸缩对船体1在垂直方向微调，确保随着潮汐涨落船艏搭岸结构2与调节装置602连接稳定。
具体的，为了使船艏搭岸结构2与调节装置602固定，所述船艏搭岸结构2为箱体式结构并且箱体中间设置与调节装置602插接的U型凹槽。
为了保持安装船在安装的过程中船体1稳定，所述船艉支撑结构5包括两条支腿桩501、连接在两条支腿桩501间的升降装置502和连接在支腿桩501下端的梁式支撑503。
本方案中，所述支腿桩501和梁式支撑503旋转铰接，用来使梁式支撑503适应海底不平整的情况。
上述新型海上风机整体运输安装装置及安装方法具体操作步骤如下：
第一步，风机3在岸上组装成一整体，风机3在被送到安装船固定位置后通过固定支架上401的上抱桩器402和下抱桩器403将其抱住，以固定在风机固定塔架4上，完成风机3上船；
在将风机3送到安装船固定位置的过程中，利用风机组桁架8与风机3连接，且风机组桁架8的下端设置有滑轮，所述滑轮通过与码头岸壁上的滑道配合带动风机3行走到安装船的固定位置，待风机3与风机固定塔架4固定后，风机组桁架8与风机3解除连接后退回码头岸壁。
第二步，装载风机3的安装船由拖轮运输至安装地点，完成风机3的运输。
第三步，风机3靠近提前在导向架601辅助下完成沉桩的工程桩6，启动油缸404拉动牛腿7调整风机3的旋转角度，船艏搭岸结构2与调节装置602进行插接固定，启动调节装置602调整安装船水平位置，确保风机塔筒301和工程桩6在同一垂线上，调整好后，启动船艉支撑结构5保持船体1稳定，控制吊装钢丝绳9降下风机3，实现风机塔筒301与工程桩6法兰对接，解锁船艏搭岸结构2，完成风机3安装过程。
具体的，船艉支撑结构5由升降装置502控制支撑腿501下降，直到下部粱式支撑503与海底面接触并达到预定承载力停止。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.新型海上风机整体运输安装装置，包括船体、工程桩和风机，其特征在于，所述船体前端设置有用于与工程桩外侧设置的调节装置连接的船艏搭岸结构、船体中部并一直延伸到船艏搭岸结构的上方设置有用于装载风机的风机固定塔架、尾端设置有用于保持船体平衡的船艉支撑结构；
所述风机固定塔架包括固定支架，所述固定支架固定在船体上，固定支架前端的上、下侧分别设有用于抱住风机塔筒的上抱桩器和下抱桩器，所述上抱桩器内设有用于抱住风机塔筒的油缸，所述风机塔筒的侧壁上且在所述上抱桩器和下抱桩器之间靠近下抱桩器的位置处设有牛腿，所述上抱桩器和牛腿之间设有用于升降风机的吊装钢丝绳，所述下抱桩器内设有用于抱住风机塔筒并与牛腿连接用来微调风机塔筒旋转的油缸。
2.根据权利要求1所述的新型海上风机整体运输安装装置，其特征在于，所述工程桩两侧设置有用于帮助工程桩下沉的导向架，所述导向架上端设置有用于和船艏搭岸结构连接并可以调节船体水平、垂直位置的调节装置，所述导向架的底部连接有用于保持导向架稳定的导向架固定桩。
3.根据权利要求2所述的新型海上风机整体运输安装装置，其特征在于，所述调节装置包括水平向油缸、垂直向油缸和用来支撑水平向油缸和垂直向油缸的支撑壳体。
4.根据权利要求1所述的新型海上风机整体运输安装装置，其特征在于，所述船艏搭岸结构为箱体式结构并且箱体中间设置有与调节装置插接的U型凹槽。
5.根据权利要求1所述的新型海上风机整体运输安装装置，其特征在于，所述船艉支撑结构包括两条支腿桩、连接在两条支腿桩间的升降装置和连接在支腿桩下端的梁式支撑。
6.根据权利要求5所述的新型海上风机整体运输安装装置，其特征在于，所述支腿桩和梁式支撑旋转铰接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的新型海上风机整体运输安装装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)风机在岸上组装成一整体，风机在被送到安装船固定位置后通过固定支架上的上抱桩器和下抱桩器将其抱住，以固定在风机固定塔架上，完成风机上船；
(2)装载风机的安装船由拖轮运输至安装地点，完成风机的运输；
(3)风机靠近预先沉桩的工程桩，启动油缸拉动牛腿调整风机的旋转角度，船艏搭岸结构与调节装置进行插接固定，启动调节装置调整安装船水平位置，确保风机塔筒和工程桩在同一垂线上，调整好后，启动船艉支撑结构保持安装船稳定，控制吊装钢丝绳降下风机实现风机塔筒与工程桩对接，解锁船艏搭岸结构，完成风机安装过程。
8.根据权利要求7所述的新型海上风机整体运输安装装置的安装用方法，其特征在于，所述步骤(3)启动船艉支撑结构的过程中，升降装置控制支撑腿下降，直到下部粱式支撑与海底面接触并达到预定承载力停止。
9.根据权利要求7所述的新型海上风机整体运输安装装置的安装用方法，其特征在于，在将风机送到安装船固定位置的过程中，利用风机组桁架与风机连接，且风机组桁架的下端设置有滑轮，所述滑轮通过与码头岸壁上的滑道配合带动风机行走到安装船的固定位置，待风机与风机固定塔架固定后，风机组桁架与风机解除连接后退回码头岸壁。
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