CN112537418B - 水上光伏浮力筒快速维修方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水上光伏浮力筒快速维修方法及浮力筒。本发明的目的是提供一种水上光伏浮力筒快速维修方法及浮力筒，以充分利用原有的破损浮力筒，进行原位快速修复处理。本发明的技术方案是：一种水上光伏浮力筒快速维修方法，其特征在于：搭设漂浮工作平台，该漂浮工作平台在上人后与浮力筒贴合成一体；沿浮力筒附近沉陷部分设置浮筒辅助浮托，进行浮力恢复；在浮力筒待维修部位下方设置维修气囊，该维修气囊充气上浮后包裹浮力筒待维修部位周围，为浮力筒待维修部位创造旱地施工条件；在旱地施工条件下，对浮力筒待维修部位进行浮力筒复位，使大的裂缝缺陷变成微缝或无缝状态。本发明适用于水上光伏发电站浮力筒渗漏维修技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种水上光伏浮力筒快速维修方法及浮力筒。适用于水上光伏发电站浮力筒渗漏维修技术领域。
背景技术
随着我国能源结构的转变，对环境保护的要求越来越高，发展清洁新能源替代高污染的火力发电正在加速进行时，例如水电、风电、光伏等，由于技术的革新，光伏板的制造成本越发亲民，应用也越来越为广泛，其中有一类型为渔光互补水上光伏发电站，尤为值得推广，主要利用内陆湖泊水面作为场地，即可以养鱼、保护湖泊生态，又可以利用阳光发电，综合效益明显。
水上光伏发电，需要将光伏发电板安装在浮力装置上，通常采用圆柱型塑料材质(HDPE)浮力筒为主，抗老化使用寿命通常认为有25年，浮力筒通过柔性或刚性的连接方式，组合成矩阵式结构，而浮筒和浮筒之间的连接部位往往容易受到风浪、水波扰动，产生反复的扭曲变形，易在连接点或筒的热熔焊接部位发生开裂导致进水，一旦浮力筒底部进水就将失去浮力，需要及时采取辅助浮力措施，避免危及光伏板的安全运行。
据现有发明专利CN201710599707.2水上光伏浮筒更换装置及更换方法，利用可升降轨道将光伏浮筒压入水下。维修人员可以方便和平稳地在更换工装架上进行操作，操作过程中不会对光伏支架造成负面影响，经过及时更换后的光伏浮筒可以消除光伏支架的安全隐患，确保整个光伏阵列的安全使用。其主要在工装架上操作，采用替换破损浮筒的方法进行，而实际上浮筒筒体本身质量无问题，破损点都为浮筒端头，以及闷头板与筒体热熔焊接接缝部位脱焊，因此还可以采取适当措施，通过较低代价，保留浮筒主体来恢复浮力。
采用增设辅助浮力装置，在浮筒发生失去浮力时，应急采取快速处理措施，在问题未得到解决前，保持浮力是必要的。此项措施主要采用大块体泡沫或小浮筒进行局部的增加浮力。但泡沫长期泡在水面附近，随着阳光照射，波浪侵蚀，浮力逐渐减小，以及泡沫本体发生老化问题，不是长久之计。
采用非完全漂浮式的水上光伏发电场，例如发明专利CN201610871977.X水面柔性光伏电站及实用新型专利CN201520645344.8柔性水面漂浮光伏电站安装系统，需要设置很多垂直滑轨(限位立桩、锚固桩)，使每个浮筒单独上下活动，浮筒之间不会形成扭力，能够提高浮筒的使用完好率，但需要增设很多支撑杆，水体中有大量的垂直深入水底的支撑杆，同样影响了水下渔业的捕捞便利性，浮筒失去浮力后，由于支撑杆的影响，维修更多采用替换的方法。
以上几个案例，从已建的水上光伏站维修，到光伏场方案设计优化，都是极力提升水上光伏场发电的可维护性、安全性和可靠性，但由于水中作业的原因，其中工程措施项工作量较大，特别在湖面上较密集的浮力筒形成的矩阵里进行更换，难以在原位形成旱地维修；不能使用重型设备，但要转运大体积的浮力筒，并带回破损浮力筒至附近步道；都难以避免设计使用寿命为25年的浮力筒在3-5年内可能被替换的命运，而被替换下来的浮筒其实质上并无太大的损伤，修复后仍然有重复利用价值，没有发挥出渔光互补的综合效益，增加运营成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种水上光伏浮力筒快速维修方法及浮力筒，以充分利用原有的破损浮力筒，进行原位快速修复处理。
本发明所采用的技术方案是：一种水上光伏浮力筒快速维修方法，其特征在于：
搭设漂浮工作平台，该漂浮工作平台在上人后与浮力筒贴合成一体；
沿浮力筒附近沉陷部分设置浮筒辅助浮托，进行浮力恢复；
在浮力筒待维修部位下方设置维修气囊，该维修气囊充气上浮后包裹浮力筒待维修部位周围，为浮力筒待维修部位创造旱地施工条件；
在旱地施工条件下，对浮力筒待维修部位进行浮力筒复位，使大的裂缝缺陷变成微缝或无缝状态；
在浮力筒上部切割形成操作孔，经操作孔往浮力筒内放置管道气囊，管道气囊充气后在浮力筒内形成隔断，以在管道气囊和相应的浮力筒封端板之间形成密闭空间；管道气囊充气前，在浮力筒上部开设对应密闭空间的灌浆孔并插装延伸至密闭空间内的灌浆管；
通过灌浆管往密闭空间内灌注发泡材料；密闭空间内发泡材料凝固后，拆除管道气囊；
经操作孔往浮力筒的空腔内充填浮力物，直至充满浮力筒空腔；
修复浮力筒表面的操作孔。
所述漂浮工作平台具有若干充气气囊，充气气囊之间经杆件连接成一整体。
所述浮筒辅助浮托为横截面呈双水滴型的充气辅助气囊，该充气辅助气囊横截面的中部位置用于支撑所述浮力筒，充气辅助气囊的体积从横截面的两侧向中间逐渐减小。
所述维修气囊上表面具有呈十字形的用于支撑所述浮力筒的支撑区域，支撑区域四周为均匀分布的鼓气部分。
所述维修气囊上表面具有呈一字形的用于支撑所述浮力筒的支撑区域，支撑区域两侧为鼓气部分。
所述维修气囊上对应支撑区域设有环向辅助密封垫。
所述维修气囊上设有防水系带和拉环。
所述发泡材料采用聚氨酯发泡材料。
一种浮力筒，其特征在于：该浮力筒内部的端部为发泡材料凝固后形成的轻质封堵结构，浮力筒内的空腔充填满浮力物。
所述浮力颗粒或浮力球。
本发明的有益效果是：本发明中通过维修气囊上的鼓气部分配合环向辅助密封垫将支撑于该维修气囊上支撑区域的浮力筒环向包裹，从而抽排水后，为浮力筒待维修部位创造旱地施工条件。
本发明通过管道气囊作为隔断，在浮力筒端部形成相对密闭空间，并在密闭空间内灌注发泡材料，从而封堵浮力筒上的裂缝，无需拆除光伏支撑件，省去了浮筒拆除和重新安装工序，减少大件转运次数，节约大量的水面作业工作量。
本发明中大部分措施都是可重复利用的材料为主，除了发泡灌注用材料属于消耗品，但几公斤就能满足密封要求，成本较低。
经本发明快速维修处理后的浮力筒，即便发生二次渗漏，由于浮力筒内部两端是轻质的挤压发泡材料，其形成了裂缝才会渗漏，因此只需采取接触定量灌浆的方法就能使浮力筒端头重新密封，使二次维修成本大大降低。
本发明中发泡灌浆材料具有较大浮力，中部由浮力颗粒或浮力球填充密实，缝隙率较小，即便渗漏进水，浮力仍然能够大部分保持，但从浮力筒整体浮力上可以发现有异常，就可以择机在中部进行抽水，同时对端头发泡灌浆材料进行接触灌浆，使浮力筒重新获得浮托力。
附图说明
图1为实施例中漂浮工作平台的示意图。
图2为实施例中浮筒辅助浮托的横截面示意图。
图3、图4为实施例中维修气囊的结构示意图。
图5、图6为实施例中浮力筒支撑于维修气囊上的示意图。
图7为实施例中浮力筒的示意图。
图中：1、辅助气囊；1-1、防水系带；2、鼓气部分；4、拉环；5、浮力筒； 6、环向辅助密封垫；7、浮力物；8、管道气囊；9、轻质封堵结构；9-1、灌浆管；10、充气辅助气囊；10-1、杆件。
具体实施方式
本实施例为水上光伏浮力筒快速维修方法，具体包括以下步骤：
S01、搭设漂浮工作平台，漂浮工作平台采用4个均匀分布的充气气囊组合成平稳工作平面，充气气囊之间由杆件连接成整体，上人后平台与浮力筒贴合成一体，贴合力度依靠合适的充气量控制，使其在安全承受范围。
S02、设置浮筒辅助浮托，浮托采用双水滴型充气辅助气囊，沿破损浮筒附近沉陷部分进行浮力恢复，浮力大小通过充气量及维修时的需求控制。
S03、创造旱地条件，根据浮力筒上维修部位的需要，采用十字型或一字型维修气囊，对破损部位进行隔离，维修气囊靠上部分有与气囊连为一体的防水系带和拉环，防水系带环向系紧后可防止水从浮筒和维修气囊接触缝隙通过。
本实施例中十字型维修气囊上表面具有呈十字形的用于支撑浮力筒的支撑区域，支撑区域四周为均匀分布的鼓气部分。维修气囊上对应支撑区域设有环向辅助密封垫，当浮力筒支撑于维修气囊上，鼓气部分充气后，鼓气部分配合环向辅助密封垫阻断水流路径，抽出积水后，在维修气囊中部位置形成旱地施工环境。
本实施例中一字型维修气囊上表面具有呈一字形的用于支撑浮力筒的支撑区域，支撑区域两侧均匀分布的鼓气部分。维修气囊上对应支撑区域设有环向辅助密封垫，当浮力筒支撑于维修气囊上，鼓气部分充气后，鼓气部分配合环向辅助密封垫阻断水流路径，从而在维修气囊中部位置形成旱地施工环境。
S04、在旱地施工环境中，对浮力筒待维修部位进行浮力筒复位，包括破损浮力筒纠偏紧固，热熔焊接，绳索或铁丝紧固等措施，使大的裂缝缺陷，变成微缝或无缝状态。
S05、在浮力筒上部切割形成操作孔并在靠近端部位置开设灌浆孔，经操作孔往浮力筒内靠端部位置放置管道气囊，管道气囊充气后在浮力筒内形成隔断，从而在管道气囊和相应的浮力筒封端板之间形成密闭空间；浮力筒上的灌浆孔与密闭空间位置对应，并在管道气囊充气前，经灌浆孔安装延伸至密闭空间内的灌浆管。
S06、通过灌浆管往密闭空间内灌注聚氨酯发泡材料，以喷淋方式进行浆液布料，直至充满密闭空间，凝固后拆除气囊。
S07、通过灌浆时形成的操作孔把具有浮力的浮力物(浮力颗粒或浮力球(空芯球))充填进浮力筒，挤压相对密实。
S08、修复浮力筒表面的操作孔，把浮力筒切割下来的材料，原位粘结回去，采用热熔枪焊接，最后切割掉凸起的多余材料，使其表面恢复成最初的外观形状，其特征在于粘贴回去时，采用多点挤压固定，形成规整宽度大小的缝，先点焊接，再线焊接成一体的方法。
经本实施例水上光伏浮力筒快速维修方法修复后的浮力筒内部的端部为发泡材料凝固后形成的轻质封堵结构，浮力筒内的空腔充填满浮力物。
Claims (8)
1.一种水上光伏浮力筒快速维修方法，其特征在于：
搭设漂浮工作平台，该漂浮工作平台在上人后与浮力筒(5)贴合成一体；
沿浮力筒(5)附近沉陷部分设置浮筒辅助浮托，进行浮力恢复；
在浮力筒(5)待维修部位下方设置维修气囊(1)，该维修气囊充气上浮后包裹浮力筒(5)待维修部位周围，为浮力筒(5)待维修部位创造旱地施工条件；
在旱地施工条件下，对浮力筒(5)待维修部位进行浮力筒(5)复位，使大的裂缝缺陷变成微缝或无缝状态；
在浮力筒(5)上部切割形成操作孔，经操作孔往浮力筒(5)内放置管道气囊(8)，管道气囊(8)充气后在浮力筒(5)内形成隔断，以在管道气囊(8)和相应的浮力筒(5)封端板之间形成密闭空间；管道气囊(8)充气前，在浮力筒(5)上部开设对应密闭空间的灌浆孔并插装延伸至密闭空间内的灌浆管(9-1)；
通过灌浆管(9-1)往密闭空间内灌注发泡材料；密闭空间内发泡材料凝固后，拆除管道气囊(8)；
经操作孔往浮力筒(5)的空腔内充填浮力物(7)，直至充满浮力筒(5)空腔；
修复浮力筒(5)表面的操作孔。
2.根据权利要求1所述的水上光伏浮力筒快速维修方法，其特征在于：所述漂浮工作平台具有若干充气气囊，充气气囊之间经杆件(10-1)连接成一整体。
3.根据权利要求1所述的水上光伏浮力筒快速维修方法，其特征在于：所述浮筒辅助浮托为横截面呈双水滴型的充气辅助气囊(10)，该充气辅助气囊横截面的中部位置用于支撑所述浮力筒(5)。
4.根据权利要求1所述的水上光伏浮力筒快速维修方法，其特征在于：所述维修气囊(1)上表面具有呈十字形的用于支撑所述浮力筒(5)的支撑区域，支撑区域四周为均匀分布的鼓气部分(2)。
5.根据权利要求1所述的水上光伏浮力筒快速维修方法，其特征在于：所述维修气囊(1)上表面具有呈一字形的用于支撑所述浮力筒(5)的支撑区域，支撑区域两侧为鼓气部分(2)。
6.根据权利要求4或5所述的水上光伏浮力筒快速维修方法，其特征在于：所述维修气囊(1)上对应支撑区域设有环向辅助密封垫(6)。
7.根据权利要求4或5所述的水上光伏浮力筒快速维修方法，其特征在于：所述维修气囊(1)上设有防水系带(1-1)和拉环(4)。
8.根据权利要求1所述的水上光伏浮力筒快速维修方法，其特征在于：所述发泡材料采用聚氨酯发泡材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 997 Gudun Road, Sandun Town, Xihu District, Hangzhou City, Zhejiang Province, 310023 Patentee after: Zhejiang East China Geotechnical Survey and Design Institute Co.,Ltd. Patentee after: Tiantai Zhongdian new energy Co.,Ltd. Patentee after: Jiande Zhongdian new energy Co.,Ltd. Address before: No. 997, gudun Road, Sandun Town, Hangzhou City, Zhejiang Province, 310030 Patentee before: ZHEJIANG HUADONG CONSTRUCTION ENGINEERING Co.,Ltd. Patentee before: Tiantai Zhongdian new energy Co.,Ltd. Patentee before: Jiande Zhongdian new energy Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |