CN114941606A - 竖立和安装风力涡轮机塔架的安装系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于安装风力涡轮机的塔架的安装系统。本发明进一步涉及包括所述安装系统的风力涡轮机的塔架。本发明进一步涉及通过使用所述安装系统竖立风力涡轮机的塔架的方法。本发明进一步涉及通过使用所述安装系统安装风力涡轮机的塔架的方法。

Description

竖立和安装风力涡轮机塔架的安装系统和方法

技术领域

本发明涉及用于安装风力涡轮机的塔架的安装系统。本发明进一步涉及包括所述安装系统的风力涡轮机的塔架。本发明进一步涉及通过使用所述安装系统竖立风力涡轮机的塔架的方法。本发明进一步涉及通过使用所述安装系统安装风力涡轮机的塔架的方法。

背景技术

风力涡轮机越来越多地用于产生电能。风力涡轮机通常包括塔架和被安装在塔架上的机舱，毂被附接到该机舱。转子被安装在毂处并且被联接到发电机。多个叶片从转子延伸。叶片被定向成使得经过叶片的风使得转子转动并且使得轴旋转，从而驱动发电机产生电。

由于技术和能量采集的进步，风力涡轮机正在不断发展。因此，新一代风力涡轮机比老一代风力涡轮机的大小更大。大小大幅增加的部件之一是塔架，从而允许风力涡轮机到达地面上方足够的高度，以便在风速较高的海拔为涡轮机叶片提供间隙，以充分发电。风力涡轮机的塔架的这种长度增加会使得安装地点处的塔架的安装变得复杂。

对于在海上采集风能的海上风力涡轮机，在船舶中运输塔架。为此目的已经研究并构建了大型专用海上风力涡轮机安装用的船舶。这些大型船舶使用成本非常昂贵并且可能供应不足。船舶具有用于提升并竖立塔架以便将其安装在单桩、基座或过渡件上的起重机。

对于在陆上采集风能的陆上风力涡轮机，在道路上使用拖车和卡车来运输塔架。在安装地点通过起重机提升塔架。

安装风力涡轮机会是非常具有挑战性的。已知安装过程通常包括：建立支撑结构，诸如网格结构或基座；在支撑结构或基座上抬升或架设塔架；以及随后在架设的塔架顶部上安装机舱和叶片。替代性地，塔架能够被直接安装在地面上。

因为重型器械和部件以及过渡件和安装船舶之间的相对运动，海上风力涡轮机的安装尤其具有挑战性。因此，海上风力涡轮机的安装成本高于陆上风力涡轮机的安装成本。海上风力涡轮机的结构、零件向安装地点的运输以及这些零件的组装需要专门的设备并且这会显著增加海上风力涡轮机的成本。

现今，存在用于安装风力涡轮机塔架的不同方法。一种方法是使用由多个模块或区段形成的塔架，所述模块或区段在安装地点处被组装。为此，塔架可以包括多个塔架区段以便减少生产和运输成本，其之后被分别运输到安装地点。这种方法简化了塔架的运输，但导致了在安装地点处零件的复杂组装，这是因为会需要精确吊装技术。另外，这种方法加重了健康和安全问题，这是因为工人在悬垂的负载下方工作，并且安装涡轮机的工作时间增加了。对于海上风力涡轮机的安装并且由于深海水中恶劣的天气条件，安装多个模块或区段会带来更高的风险。一方面，这会导致在安装期间中打开的零件更多地暴露在天气环境下。另一方面，由于所用船舶的较高操作成本，这种方法的复杂性增加了安装成本。

适于塔架运输的另一方法是预组装塔架并且将其运输到安装地点。预组装塔架意味着塔架已经由多个塔架区段或类似部件组装而成并且作为单件被运输，而不是将塔架区段或部件作为单独件单独地或共同地运输。塔架能够在制造地点处被预组装且之后被运输到安装地点。对于海上风力涡轮机的情况并且为了避免在安装地点通过使用船舶组装多个塔架区段的复杂性，塔架区段也可以在船舶上进行海运之前在港口预组装。

对于预组装塔架的运输和安装，还已知其他文献。预组装塔架能够被竖直地或者水平地运输。

水平运输意味着风力涡轮机的塔架的纵向轴线基本水平地进行运输。EP 3 715628 A1公开了一种运输处于水平布置的预组装风力涡轮机的船。

类似地，竖直运输意味着风力涡轮机的塔架的纵向轴线基本竖直地进行运输。EP2 641 825 A1公开了一种船，所述船运输处于竖直布置的预组装风力涡轮机并借助于操纵装置在安装地点处安装风力涡轮机，该操纵装置抓取并提升风力涡轮机的塔架，从而将风力涡轮机移动到基座上方的位置。

WO 2020 067 904 A1公开了一种安装海上风力涡轮机的方法，其中容器容纳塔架以及风力涡轮机的其他功能零件，通过从容器内部抬升塔架来安装该风力涡轮机，该容器形成风力涡轮机的支撑结构的下部部分。这种方法等同于风力涡轮机的伸缩式安装，其中塔架纵向移动以增加高度。然而，其成本很高，这是因为需要充分大并且能够支撑安装的海上风力涡轮机的负载的容器。另外，由于两个零件之间的不同直径，在容器与风力涡轮机的实际塔架之间的连接点是在负载峰值下易于损坏的关键点。

现有技术中已知的安装风力涡轮机的塔架的方法和装置是复杂的并且需要昂贵的支撑结构和吊装装置。另外，不是所有的方法都适于运输和安装完全预组装的塔架。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一种用于安装风力涡轮机塔架的改进构思。

这通过根据权利要求1所述的安装系统、根据权利要求12所述的风力涡轮机的塔架、根据权利要求14所述的竖立塔架的方法和根据权利要求15所述的安装塔架的方法来实现。

根据本发明的用于安装风力涡轮机的塔架的安装系统包括用于使得塔架绕主要旋转轴线旋转的竖立装置和被构造成由起重机提升的轭。

具有包括多个部件的安装系统的优点在于单个部件的模块化功能。一方面，安装系统的模块化允许容易地联接和断开安装系统的单个部件，并且因此一旦完成安装，则能够容易地从塔架移除安装系统。部件能够被重复使用以用于安装其他塔架。另一方面，模块化设计允许安装系统的部件更容易地调节到不同的风力涡轮机塔架模型，即，具有不同直径的塔架。因此，当用于另一塔架直径时不需要重新设计整个安装系统。

安装系统适于在安装地点处竖立塔架。为了竖立塔架，在通过起重机竖直地拉动安装系统的轭的同时，安装系统的竖立装置使得塔架在地面上移位。因此，第一塔架端部在地面上移位，且同时地第二塔架端部被提升，从而导致塔架从水平位置到竖直位置的旋转移动。

根据本发明，竖立装置被联接到塔架的第一塔架端部。竖立装置与第一塔架端部的联接能够通过可释放连接来完成。

可释放连接应该被理解为是在不损坏单个部件的情况下能够释放的在部件之间的连接。这种连接能够通过半永久连结方法来实现。例如，螺栓、螺钉、销、铆钉、螺纹、双头螺柱或其他纵向件能够被用作部件的紧固件。

替代性地，其他连接能够被用作可释放连结方法，诸如形状配合、摩擦连接或者压配合。例如，按压第一塔架端部和竖立装置二者的部件能够被用作可释放连接。

可释放连接是特别有利的，因为在竖立过程之后，由于风力涡轮机的安装和操作不需要竖立装置，所以能够从塔架释放竖立装置。这种连接的另一优点在于，在释放之后不损坏竖立装置，使得竖立装置能够被用于竖立其他塔架。

根据本发明，轭被联接到塔架的第二塔架端部。轭与第二塔架端部的联接能够通过可释放连接来完成。

可释放连接是特别有利的，因为在安装过程之后，由于风力涡轮机的操作不需要轭，所以能够从塔架释放轭。这种连接的另一优点在于，在释放之后不损坏轭，使得轭能够被用于其他塔架。

根据本发明的优选实施例，竖立装置包括静止元件和旋转元件。静止元件是竖立装置的在安装地点处在竖立塔架期间不旋转的部件。因此，在竖立装置的静止元件的背景下的“静止”的含义应该被理解为不旋转但是能够移位的元件。

根据本发明的另一优选实施例，旋转元件借助于主要轴线轴承绕主要旋转轴线旋转。有利地，在竖立装置的每侧处放置有两个主要轴线轴承以将静止元件和旋转元件联接在一起。这对于稳定竖立而言是有利的，因为塔架重量分布在两个主要轴线轴承上。借助于该主要轴线轴承，旋转元件能够相对于静止元件旋转。

根据本发明的另一优选实施例，竖立装置包括允许塔架绕次要旋转轴线旋转的次要轴线轴承。该次要轴线轴承能够被放置在竖立装置的旋转元件的中心处。这对于海上风力涡轮机竖立是有利的，这是因为次要轴线轴承允许塔架在竖立期间绕次要旋转轴线侧向地旋转以考虑到船舶运动。当塔架处于被固定到竖立装置的水平位置时，次要旋转轴线垂直于地面的表面，并且当塔架处于竖直位置时，次要旋转轴线平行于地面的表面。

根据本发明的另一优选实施例，竖立装置包括轮，用于在塔架的竖立期间使得竖立装置移位。为此，轮能够被固定到竖立装置的静止元件。由于轮，在塔架的竖立期间，竖立装置能够在地面的表面上移位，使得在竖立期间第一塔架端部能够朝向轭的开始位置滚动。另外，轮有助于竖立期间塔架重量的负载分布。

根据本发明的另一优选实施例，轮被构造成在船舶的轨道上滚动。这允许移位期间更加稳定。另外，轮能够被固定到轨道，使得例如当塔架在海上被运输时轮不从轨道拆下。

替代性地，竖立装置能够被安装在自我推进式模块化运输机（SPMT）上。SPMT是低轮廓甲板、多轴杆的自我推进式运输机，具有通常用于承载重载的独立的悬挂轴杆组件。SPMT能够是电动的，并且具有六至十二或更多个居中旋转轴杆组件。能够通过改变每个轮马达的速度和方向来独立地操纵轴杆。如果需要高精度的话，则由SPMT提供的高机动性在竖立风力涡轮机期间尤其有用。

替代性地，竖立装置能够被固定到船舶的位置以用于海上风力涡轮机竖立，并且船舶或者船舶的甲板上的表面能够移位，使得在竖立装置水平移位的同时轭竖直移位。

替代性地，竖立装置能够被固定到一位置并且不移位，使得在竖立装置旋转的同时轭遵循由起重机拉动的圆形运动。之后第二塔架端部从地面位置移位到竖立装置上方的位置。

根据本发明的另一优选实施例，竖立装置包括竖立臂，其被构造成支持竖立装置绕主要旋转轴线的旋转。竖立臂被固定在竖立装置的静止元件处并且推动抵靠竖立装置的旋转元件以使得竖立装置的旋转元件绕主要旋转轴线旋转。

因此，竖立过程能够由竖立臂支持。竖立臂能够通过推动抵靠该旋转元件来辅助这个旋转元件绕主要旋转轴线的旋转，并且可以阻止旋转元件转回到原始位置，这对于辅助旋转是有利的。

根据本发明的优选实施例，竖立装置被夹持系统可释放地连接到第一塔架端部。夹持系统包括被用于将塔架联接到竖立装置的旋转元件的夹具。夹持系统是将塔架可释放地连接到竖立装置和从竖立装置断开的快速方式，这在塔架的竖立和安装过程期间是有利的，这是因为操作时间非常宝贵。

夹持系统能够气动（即通过活塞）、电气或机械地操作。夹持装置可以被远程控制或者通过电线或电缆被控制。

根据本发明的另一优选实施例，轭借助于联接器单元联接到第二塔架端部。联接器单元将轭联接到塔架的第二塔架端部。使用联接器单元的优点在于轭能够更容易地被紧固到第二塔架端部。

根据另一优选的实施例，联接器单元是轭的一体部分，这意味着轭和联接器单元被形成为单个主体。一体连接能够使用诸如焊接的永久连结方法来实现，，所述永久连结方法将各个部件的表面永久的连结在一起以便形成单个部件，在不造成重大损坏的情况下，该单个部件不能够被分离成原始的各个部件。一体连接也能够在轭的生产期间被实现。在这种情况下，铸造模具包括轭的形状以及联接器单元的形状二者。因此，产生的轭的铸件已经包括联接器单元。

根据另一优选的实施例，联接器单元是轭的单独部分。在这种情况下，联接器单元通过半永久连结方法被可释放地连接到轭，该方法诸如螺栓、铆钉、螺钉或其他已知连结方法。例如，轭能够通过螺母-螺栓连接被联接到联接器单元。

根据本发明的另一优选实施例，联接器单元通过紧固件被可释放地连接到第二塔架端部。为此，紧固件被插入第二塔架端部的第一紧固孔和联接器单元的第二紧固孔二者以便将联接器单元紧固到第二塔架端部。

优选地，销被用于将联接器单元连接到第二塔架端部。通过使用销，在安装地点处安装塔架期间能够容易地拆卸联接器单元。

可释放连接的主要优点在于在安装之后能够从塔架完全拆下安装系统。因此，同样的安装系统能够被用于安装多个塔架，这是因为安装系统部件既不会因为与塔架的联接而被损坏，也不在风力涡轮机的操作期间被使用，使得在安装后能够将其从风力涡轮机拆下。

替代性地，轭被紧固件直接可释放地连接到第二塔架端部。为此，紧固件被插入第二塔架端部的第一紧固孔和轭的第八紧固孔二者以便将轭紧固到第二塔架端部。

塔架端部通常具有紧固孔，用于将塔架安装在基座、单桩或过渡件上或者用于将机舱附接到塔架。因此，这些紧固孔能够进一步被用作第一紧固孔以便将联接器单元紧固到塔架端部或者将轭紧固到塔架端部。

替代性地，如果塔架端部的紧固孔不适于紧固联接器单元或轭，则能够在塔架端部处直接钻出第一紧固孔。

替代性地，联接器单元或轭能够通过其他可释放连结方法（诸如形状配合或摩擦连接）被附接到塔架端部。

根据本发明的另一优选实施例，联接器单元包括支架。支架的使用是有成本效益的方案，使用该方案，轭能够被容易地联接到塔架端部。

根据本发明的另一优选实施例，联接器单元包括沿着塔架端部的周向部分分布的多个支架。这对于重型塔架是有利的，因为要被联接器单元支撑的负载能够分布在所述多个支架上。它也使得更容易地使用支架附接轭，这是因为轭能够被附接到塔架端部的多个点。负载也通过多个支架更好地分布在轭上。

支架的使用是将另外的部件（诸如轭）结合到塔架的一种简单且有成本效益的方式。通过使用沿着塔架端部的周向部分分布的多个支架，同样的轭能够被用于在塔架端部处具有不同直径的不同塔架。因此，因为仅支架要适于塔架端部的不同直径，所以通过针对不同风力涡轮机模型使用相同的轭，降低了生产成本。替代性地，通过根据塔架端部的直径在不同位置处附接支架，同样的支架可以用于不同的风力涡轮机模型。

另外，通过使用支架，另外的部件能够被附接到联接器单元，诸如用于运输塔架的运输系统。

根据本发明的另一优选实施例，支架包括支架舌部以用于通过紧固件将支架联接到轭。为此，紧固件被插入联接器单元的支架舌部的第三紧固孔和轭的第八紧固孔二者以便将轭紧固到联接器单元。紧固件允许支架与轭的可释放连接，且具有上述优点。

根据本发明的另一优选实施例，轭包括用于通过紧固件将轭联接到支架的轭舌部。为此，紧固件被插入联接器单元的支架舌部的第三紧固孔和轭的轭舌部的第八紧固孔二者以便将轭紧固到联接器单元。紧固件允许支架与轭的可释放连接，且具有上述优点。

根据本发明的另一优选实施例，轭包括提升耳轴。提升耳轴允许重量的平衡和轭的旋转。轭与提升耳轴的旋转允许轭舌部对齐于支架舌部从而将两个部件紧固在一起。此外，通过提升耳轴，轭旋转以通过第二塔架端部旋转九十度而允许竖直运动。

根据优选实施例，阻尼器被放置在钩和起重机之间。在塔架从船舶被提升并移位到单桩、基座或过渡件的同时，阻尼器阻尼塔架的运动。

根据优选实施例，升沉补偿器被放置在钩和起重机之间。升沉补偿器避免设备中由于船舶运动导致的大的动态动作，并且确保在提升塔架时快速提升而不会再次撞击。

本发明的又一方面涉及包括安装系统的风力涡轮机的塔架。安装系统包括用于使得塔架绕主要旋转轴线旋转的竖立装置和被构造成由起重机提升的轭。竖立装置被联接到塔架的第一塔架端部。竖立装置与第一塔架端部的联接通过可释放连接来完成。

根据本发明的优选实施例，塔架仅由一个起重机而不是由两个或多个起重机提升。竖立装置和轭的同时使用使其成为可能。起重机通过轭来提升一个塔架端部，并且另一塔架端部通过竖立装置跟随提升运动，其中竖立装置在地面上水平移位。

根据本发明的优选实施例，通过起重机仅在一个塔架端部上提升塔架，其中起重机的钩被联接到仅一个塔架端部。竖立装置和轭的同时使用使其成为可能。

根据本发明的优选实施例，包括安装系统的塔架进一步包括被联接到第一塔架端部的运输系统和被联接到第二塔架端部的运输系统。被联接到塔架端部的每个运输系统均包括被联接到塔架端部的框架、被联接到框架的翼和被构造成提升塔架的提升单元。如果塔架的每一个端部均联接有一个运输系统，则重量能够更加均衡并且运输的刚度也会增加。

安装系统的模块化设计允许运输系统和安装装置二者在每个塔架端部处的联接。这简化了运输和安装，因为运输系统和安装系统或者安装系统的至少一些零件（诸如轭）能够在塔架运输之前被联接以便运输且之后安装塔架。这减少了在安装地点处的安装时间并且减少了海上风力涡轮机情况下船舶所需的时间。

另外，运输系统和安装系统二者的模块化设计允许运输系统的一些零件在不需要的情况下被拆卸。例如，当完成塔架至船舶的运输时，能够在船舶上从运输系统移除翼和提升单元，因为塔架之后被固定到竖立单元并且不需要借助于运输系统的进一步运输。这是特别有利的，因为突出的翼占用了相当大量的轴向空间。通过在船舶上移除翼之后将其在海上运输到海上安装地点，通过船舶利用获得的轴向空间能够运输更多的塔架。因此，因为到安装地点所需的行程减少，所以船舶运行成本降低。

本发明的另一方面涉及竖立风力涡轮机的塔架的方法，其中塔架包括安装系统。该方法包括同时地执行的如下步骤：借助于起重机提升所述第二塔架端部的所述轭，使得所述第二塔架端部竖直移位，从而使得所述第一塔架端部水平移位，使得所述第二塔架端部旋转90度，以及使得所述第一塔架端部旋转90度。

轭和起重机支持第二塔架端部的竖直移位，其中被可旋转地附接到第二塔架端部的轭由起重机提升。第二塔架端部的旋转通过轭的提升耳轴实现，并且轭旋转以允许通过第二塔架端部旋转九十度而进行竖直运动。

竖立装置支持第一塔架端部的水平移位，其中竖立装置的静止元件在轨道上滚动或者在甲板上移位。竖立装置支持第一塔架端部的旋转，其中竖立装置的旋转元件通过由起重机提升轭导致的力而旋转第一塔架端部。

本发明的另一方面涉及安装风力涡轮机的塔架的方法。该方法包括如下步骤：将所述轭附接到所述第二塔架端部，将所述竖立装置附接到所述第一塔架端部，竖立所述塔架，从所述第一塔架端部拆下所述竖立装置，将所述塔架移位到所需安装点，和从所述第二塔架端部拆下所述轭。当塔架被安装在安装点，即单桩、基座或过渡件上时，轭被放回运输船舶，因为其可能被用于安装其他塔架。

附图说明

为了便于理解本发明的特征并且作为本说明书的组成部分，附上一些附图页，在附图页上呈现了具有说明性而非限制性特征的以下附图：

图1和图2示出了根据本发明的实施例的轭与塔架端部的联接。

图3和图4示出了根据本发明的另一第一实施例的运输系统和塔架端部以及轭与塔架端部的联接。

图5示出了使用附接在每个塔架端部处的运输系统对塔架的运输。

图6至图8示出了竖立装置与塔架的联接。

图9示出了针对竖立而言不需要的一些运输系统零件的拆卸。

图10至图14示出了塔架在单桩、基座或过渡件上的竖立和安装。

具体实施方式

图1和图2示出了轭40与风力涡轮机的塔架2的第二塔架端部4的联接。根据这里示出的实施例，第二塔架端部4不包括运输系统1。对于借助于除运输系统1之外的方式来运输的塔架2，这可能是一种简单的设置。

图1示出了联接器单元10与第二塔架端部4的联接。第二塔架端部4包括多个第一紧固孔20，其可以是被用于将塔架附接到单桩、基座或过渡件或者将机舱附接到塔架的紧固孔。第一紧固孔20被用于将联接器单元10联接到第二塔架端部4。为此，紧固件13被插入在第二塔架端部4的第一紧固孔20和联接器单元10的第二紧固孔21二者中。

在所示的这种实施例中，联接器单元10包括四个支架11，每个支架包括被紧固件13紧固的多个第二紧固孔21。在这种示例中的紧固件13是螺栓，其能够被拧入第一紧固孔20的内螺纹并且之后使用螺母被紧固。然而，能够使用其他紧固手段。

通过使用诸如螺母-螺栓连接的可释放紧固件13，支架11且因此整个运输系统1能够被可释放地连接到塔架2。可释放连接具有如下优势：在风力涡轮机的安装步骤期间能够移除运输系统1，这是因为在风力涡轮机的操作期间不需要运输系统1。

联接器单元10的每个支架11进一步包括被构造成联接到轭40的支架舌部12。为此，支架舌部12具有被构造成被紧固件13紧固的第三紧固孔22。根据要由轭40支撑的大小和重量，联接器单元10的支架舌部12能够具有不同大小。替代性地，每个支架11能够包括一个以上的支架舌部12。替代性地，每个支架11能够包括多个第三紧固孔22。

在图2中，通过将轭40紧固到联接器单元10，轭40被联接到塔架2的第二塔架端部4，联接器单元10已经被紧固到第二塔架端部4。为此，轭40包括多个轭舌部42，每个轭舌部42对应于一支架舌部12。每个轭舌部42包括对应于联接器单元10的支架舌部12的第三紧固孔22的第八紧固孔27。紧固件13被插入到轭舌部42的第八紧固孔27和支架11的第三紧固孔22二者中以便将轭40联接到每个支架11且因此将轭40联接到塔架2的第二塔架端部4。

轭40进一步包括提升耳轴41以用于重量的平衡和轭40的旋转。轭40与提升耳轴41的旋转允许轭舌部42对齐于支架舌部12从而将两个部件紧固在一起。

图3和图4示出了运输系统1和轭40二者与风力涡轮机的塔架2的第二塔架端部4的联接。在这些附图中示出的运输系统1包括联接器单元10、通过联接器单元10联接到第二塔架端部4的框架5以及附接到框架5的两个翼6。在附接运输系统1期间，塔架2立在支撑件34上以便避免塔架2与地面的直接接触，从而防止安装期间对塔架2的可能损坏并且简化运输系统1的附接。当安装框架5时，其基部7能够用作塔架支撑件并且支撑件34能够被移除。

图3示出了联接器单元10与第二塔架端部4的附接。第二塔架端部4包括多个第一紧固孔20，其可以是被用于将塔架附接到单桩、基座或过渡件60或者将机舱附接到塔架的紧固孔。第一紧固孔20被用于将联接器单元10联接到第二塔架端部4。为此，紧固件13被插入在第二塔架端部4的第一紧固孔20和联接器单元10的第二紧固孔21二者中。

在所示的这种实施例中，联接器单元10包括沿着第二塔架端部4的周向部分分布的四个支架11，每个支架包括被紧固件13紧固的多个第二紧固孔21。在这种示例中的紧固件13是螺栓，其能够被拧入第一紧固孔20的内螺纹并且之后使用螺母被紧固。然而，能够使用其他紧固手段。这些紧固件13是可释放的，因此运输系统1被可释放地连接到塔架2并且在风力涡轮机的运输和安装之后能够从塔架2被移除。

联接器单元10的每个支架11进一步包括两个支架舌部12。每个支架11的外支架舌部12被构造成联接到框架5，如图4中所示。每个支架11的内支架舌部12被构造成联接到轭40，该轭40被用于竖立塔架2。由于运输系统1的模块化设计，运输系统1能够被用于其他目的，诸如竖立塔架。

为了将框架5附接到支架11，支架舌部12具有被构造成由紧固件13紧固的第三紧固孔22。根据要由运输系统1支撑的大小和重量，联接器单元10的支架舌部12能够具有不同大小。替代性地，每个支架11能够包括多个第三紧固孔22。

在图4中，通过将框架5紧固到联接器单元10，框架5被附接到塔架2的第二塔架端部4，联接器单元10已经被紧固到第二塔架端部4。一旦框架5被附接到第二塔架端部4，塔架2就能够由框架5支撑。为此，在运输系统1的这种实施例中的框架5具有作为框架5的单独部件形成的基部7，这意味着框架5和基部7是分开的构件，所述构件通过诸如销、螺钉、形状配合或者摩擦连接的可释放连结方法被连接。这在塔架2的竖立期间、即在塔架2的安装期间尤其有用，其中基部7能够被附接到地面并且当框架5被起重机45向上拉动时框架5通过将其自身从基部7分离而能够从地面被提升。另外，在框架5的每侧处，两个翼6联接到框架5、垂直于塔架2的纵向轴线。

轭40被联接到运输系统1的联接器单元10的内支架舌部12。为此，轭40具有轭舌部42，该轭舌部42具有被构造成借助于紧固件13被附接到支架舌部12的第三紧固孔22的第八紧固孔27。轭40进一步包括提升耳轴41以用于重量的平衡和轭40的旋转。

图5示出使用被联接到第一塔架端部3的运输系统1和被联接到第二塔架端部4的运输系统1来提升塔架2。在第一塔架端部3处，运输系统1被构造成具有联接器单元10、具有集成基部7的框架5和两个侧翼6。在第二塔架端部4处，运输系统1被构造成具有联接器单元10、具有作为框架5的单独部件的可拆卸基部7的框架5、两个侧翼6和轭40。这种构造对于竖立塔架2是有利的，其中竖立装置50被附接到第一塔架端部3以用于旋转塔架2，而起重机45提升被附接到第二塔架端部4的轭40。

对于每个运输系统1的每个翼6，单独的提升单元31被置于处于翼6的下方并且每个提升单元31的单独的提升单元臂33向上延伸并向上推动翼6以提升塔架2。在这种情况下，每个运输系统1具有两个翼6，使得总共存在四个翼6。因此，也存在四个提升单元31，其被置于四个拖车30上。当塔架2被提升时，支撑件34能够被移除，这是因为塔架2通过拖车30上的提升单元31支撑。拖车30被构造成SPMT。

图6示出了在塔架2的第一塔架端部3处的塔架2的竖立装置50的接合。在这幅图中，在左侧的塔架2正接合到竖立装置50，而右侧的塔架2已经接合到竖立装置50。塔架2在两个塔架端部3、4处通过运输系统1被运输，如图8中所示，其中被联接到第一塔架端部3的运输系统1接近竖立装置50以便将第一塔架端部3联接到竖立装置50。为此，运输系统1被联接到竖立装置50的旋转元件53。接合发生在船舶71上，在这种情况下竖立装置50涉及海上风力涡轮机。然而，同样的方法也可以用于岸上风力涡轮机来竖立塔架2。

竖立装置50能够在轮54上移位，该轮54被构建在船舶71的甲板上的轨道72上。轮54有助于在竖立期间塔架重量的负载分布并且允许在竖立期间竖立装置50朝向轭40的开始位置滚动。轮54被固定到竖立装置50的静止元件59，静止元件59是竖立装置50的在安装地点处竖立塔架2期间不旋转的部件。轨道72也能够被用于固着和固定其他部件，诸如运输系统1。

竖立装置50包括两个主要轴线轴承57，在竖立装置50的每侧处一个。主要轴线轴承57允许竖立装置50的旋转元件53和被固定到旋转元件53的塔架2绕主要旋转轴线51旋转，该主要旋转轴线51是与甲板表面平行且与塔架2的纵向轴线垂直的旋转轴线。这允许竖立塔架2，即将塔架2从水平位置旋转到竖直位置。直接在船舶71上完成竖立。

竖立装置50进一步包括在竖立装置50的旋转元件53的中心处的次要轴线轴承58。次要轴线轴承58允许塔架2在竖立期间绕次要旋转轴线52侧向地旋转以考虑到船舶71运动。当塔架2处于被固定到竖立装置50的水平位置时，次要旋转轴线52垂直于甲板表面，并且当塔架2处于竖直位置时，次要旋转轴线52平行于甲板表面，如图12中所示。

竖立装置50进一步包括具有夹具的夹持系统55，所述夹具被用于将塔架2联接到竖立装置50的旋转元件53。夹持系统55是将塔架2可释放地连接到竖立装置50和从竖立装置50断开的快速方式。

竖立装置50进一步包括竖立臂56，其被固定在竖立装置50的静止元件59处并且推动抵靠竖立装置50的旋转元件53以使得竖立装置50的旋转元件53绕主要旋转轴线51旋转。

图7和图8示出了在塔架2的第一塔架端部3处的竖立装置50的接合。在图7中，塔架2从运输期间的提升位置降低到接合位置。为此，提升单元31具有能够降低塔架2的提升单元臂33。在图8中，夹持系统55正被接合，使得第一塔架端部3被联接到旋转元件53。为此，夹持系统55包括多个夹具，其在第一塔架端部3内部延伸并且从内部朝向旋转元件53按压第一塔架端部3的凸缘，所述旋转元件53将塔架2联接到竖立装置50。

图9示出了塔架2，其中完成了至船舶71的运输，因此塔架2被固定在船舶71上。能够通过将运输系统1的基部7固定到船舶71上的轨道72来固定塔架2。为此，框架5的宽度被选择成装配在船舶71的甲板上的轨道72之间以用于在海运期间固定塔架2。当塔架2被固定时，翼6和拖车30以及提升单元31能够被移除以增加在船舶71上的存储空间并且被重复用于其他塔架2的运输。

图10至图14示出了塔架在单桩、基座60或过渡件上的竖立和安装。

图10示出了竖立过程的第一步骤。被附接到第二塔架端部4的轭40借助于起重机45被提升。为此，带43被紧固到轭40，所述带通过起重机45的钩44被向上拉动。

附接有轭40的运输系统1的框架5具有作为框架5的单独部件形成的基部7，这意味着框架5和基部7是分开的构件，所述构件通过诸如销、螺钉、形状配合或者摩擦连接的可释放连结方法被连接。这是特别有用的，因为基部7能够被固定在船舶71的轨道72上并且在竖立过程期间不必拆卸基部7。当通过起重机45向上拉动框架5时，通过这个基部7，框架5能够通过从基部7拆卸其自身而从地面被提升。

图11示出竖立过程的下一步骤。当从地面拆下第二塔架端部4时，通过起重机45使用轭40来对第二塔架端部进行竖直提升，起重机45拉动被附接到带43的钩44，该带43被紧固到轭40。通过提升耳轴41，轭40旋转以通过第二塔架端部旋转九十度而允许竖直运动。

在第二塔架端部4正被起重机45向上拉动的同时，随之而来的是第一塔架端部3在船舶71上朝向轭40的开始位置水平移位。因此，仅需要单个起重机45来竖立塔架2，这是因为第二塔架端部4的竖直运动同时地导致第一塔架端部3的水平运动直到完成竖立过程。起重机45仅被附接到塔架2的第二塔架端部4，而不是被附接到每个塔架端部3、4。

第一塔架端部3借助于竖立装置50在船舶71上水平移位，该竖立装置50的静止元件59在轮54上在甲板上的轨道72上滚动。通过旋转元件53绕主要旋转轴线51的旋转来实现塔架2的旋转。因为旋转元件53被联接到第一塔架端部3，所以静止元件59的水平移位以及旋转元件53和第一塔架端部3的90度旋转同时发生。

在竖立过程之后，第一塔架端部3已经在甲板上水平移位并且旋转90度，第二塔架端部4已经竖直移位并且旋转90度，并且塔架2已经从水平位置转向成竖直位置。使用仅附接到第二塔架端部4的单个起重机45来实现竖立过程。

另外，竖立过程能够由竖立臂56支持。竖立臂56能够通过推动抵靠该旋转元件53来辅助这个旋转元件53绕主要旋转轴线51的旋转，并且可以阻止旋转元件53转回到原始位置，这对于辅助旋转是有利的。

图12示出了当从第一塔架端部3释放夹持系统55以使得竖立装置50从塔架2分离时竖立过程的最终步骤。在这个步骤中，也从第一塔架端部3释放运输系统1。因此，从运输系统1和安装系统二者释放第一塔架端部3。在这个步骤之后，进行塔架2在基座60上的安装。塔架2能够以同样方法安装在单桩上或过渡件上或地面上。

图13示出了竖立的竖直塔架在基座60上的安装。在从第一塔架端部3释放夹持系统55和运输系统1之后，通过起重机45竖直地提升塔架2，从而将夹持系统55和运输系统1留在船舶71的甲板上。之后塔架2移位并竖直放置在基座60上方且之后被降低到基座60上。塔架2能够借助于第一塔架端部3的第一紧固孔20被联接到基座60。为了在塔架正从船舶71被提升且移位到基座60时阻尼塔架2的运动并且为了阻尼塔架2在基座60上的接近，起重机45的钩44具有升沉补偿器（heave compensator）46。

图14示出了从第二塔架端部4移除运输系统1和轭40。这在塔架2被紧固到基座60之后完成。因为轭40和运输系统1二者均被可释放地连接到第二塔架端部4，所以连接能够被拆卸。例如，如果这些部件通过联接器单元10的支架11被连接到第二塔架端部4，则支架11从第二塔架端部4拆卸。之后塔架2立在基座60上并且机舱能够被联接到第二塔架端部4。

附图标记列表

1运输系统

2塔架

3第一塔架端部

4第二塔架端部

5框架

6 翼

7基部

10联接器单元

11支架

12支架舌部

13紧固件

20第一紧固孔

21第二紧固孔

22第三紧固孔

27第八紧固孔

30拖车

31提升单元

32提升单元腿

33提升单元臂

34支撑件

40轭

41提升耳轴

42轭舌部

43带

44钩

45起重机

46升沉补偿器

50竖立装置

51 主要旋转轴线

52次要旋转轴线

53旋转元件

54轮

55夹持系统

56竖立臂

57主要轴线轴承

58次要轴线轴承

59静止元件

60基座

70存储设施

71船舶

72轨道

73斜面。

Claims (15)

1.一种用于安装风力涡轮机的塔架（2）的安装系统包括：

-用于使得所述塔架（2）绕主要旋转轴线（51）旋转的竖立装置（50），和

-被构造成通过起重机（45）被提升的轭（40），

其特征在于，所述竖立装置（50）被联接到所述塔架（2）的第一塔架端部（3）并且所述轭（40）被联接到所述塔架（2）的第二塔架端部（4）。

2.根据权利要求1所述的安装系统，其特征在于，所述竖立装置（50）包括静止元件（59）和旋转元件（53）。

3.根据权利要求2所述的安装系统，其特征在于，所述旋转元件（53）借助于主要轴线轴承（57）绕主要旋转轴线（51）旋转。

4.根据前述权利要求中任一项所述的安装系统，其特征在于，所述竖立装置（50）包括允许所述塔架（2）绕次要旋转轴线（52）旋转的次要轴线轴承（58）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的安装系统，其特征在于，所述竖立装置（50）包括轮（54），用于在所述塔架（2）的所述竖立期间使得所述竖立装置（50）移位。

6.根据前述权利要求中任一项所述的安装系统，其特征在于，所述竖立装置（50）包括竖立臂（56），所述竖立臂被构造成支持所述竖立装置（50）绕所述主要旋转轴线（51）的旋转。

7.根据前述权利要求中任一项所述的安装系统，其特征在于，所述竖立装置（50）被夹持系统（55）可释放地连接到所述第一塔架端部（3）。

8.根据前述权利要求中任一项所述的安装系统，其特征在于，所述轭（40）借助于联接器单元（10）联接到所述第二塔架端部（4）。

9.根据权利要求8所述的安装系统，其特征在于，所述联接器单元（10）通过紧固件（13）被可释放地连接到所述第二塔架端部（4）。

10.根据权利要求8或9所述的安装系统，其特征在于，所述联接器单元（10）包括支架（11）。

11.根据权利要求10所述的安装系统，其特征在于，所述支架（11）包括支架舌部（12），用于通过紧固件（13）将所述支架（11）联接到所述轭（40）。

12.一种风力涡轮机的塔架（2），其包括根据前述权利要求中任一项所述的安装系统。

13.根据权利要求12所述的塔架（2），其特征在于，运输系统（1）被联接到所述第一塔架端部（3）并且运输系统（1）被联接到所述第二塔架端部（4）。

14.一种竖立根据权利要求12或13所述的风力涡轮机的塔架（2）的方法，包括同时执行的如下步骤：

-借助于起重机（45）提升所述第二塔架端部（4）的所述轭（40），使得所述第二塔架端部（4）竖直移位，

-使得所述第一塔架端部（3）水平移位，

-使得所述第二塔架端部（4）旋转90度，以及

-使得所述第一塔架端部（3）旋转90度。

15.一种安装根据权利要求12或13所述的风力涡轮机的塔架（2）的方法，包括如下步骤：

-将所述轭（40）附接到所述第二塔架端部（4），

-将所述竖立装置（50）附接到所述第一塔架端部（3），

-根据权利要求14所述的方法竖立所述塔架（2），

-从所述第一塔架端部（3）拆下所述竖立装置（50），

-将所述塔架（2）移位到所需安装点，和

-从所述第二塔架端部（4）拆下所述轭（40）。

Images