CN115230894A - 海上风电导管架一体化运输结构 - Google Patents

海上风电导管架一体化运输结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了海上风电导管架一体化运输结构，涉及船舶与海洋工程技术领域，包括风电导管架本体，为三桩结构或四桩结构；多个浮体主体，浮体主体的数量与风电导管架本体的桩脚数量相等，浮体主体与风电导管架本体的桩脚焊接。以及，多个浮体浮箱，分别设置于各浮体主体的周缘，浮体浮箱用于调节风电导管架本体的液面运输吃水深度。根据本发明的海上风电导管架一体化运输结构，风电导管架本体与浮体主体焊接固定成一个整体。无需放置在船舶上运输，降低船舶运输要求，有效缓解船舶排期导致的施工周期延长。并且风电导管架本体在海面上漂浮运输，能够有效降低运输成本，提升运输效率，从而提升建造效率。

Description

海上风电导管架一体化运输结构
技术领域
本发明涉及船舶与海洋工程技术领域，特别涉及一种海上风电导管架一体化运输结构。
背景技术
风电导管架是风电的基本支撑结构，三桩以上形式，内空结构，三桩风电导管架结构超高超宽，一般50m～70m高，20～30m宽，建造后需要运输到海上风电场现场安装地点安装。
一般采用船舶运输风电三桩导管架或风电四桩导管架，需要运输船舶具备甲板驳、半潜船等装备，但运输时船舶主尺度(长、宽、吃水深度)对码头条件(标高、长度、平整度等)要求较特殊，船舶对码头水域深度要求较高，运输成本较高。且符合运输条件的船舶数量有限，船舶运输周期排表难于满足，不利风电导管架的及时运输，准点到达和安全运输，导致工期延误。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的“风电导管架的运输船舶要求较高，船舶数量有限，排期难以满足，不利风电导管架的及时运输，准点到达和安全运输，导致工期延误”的技术问题。为此，本发明提出一种海上风电导管架一体化运输结构，风电导管架运输无需考虑船舶的主尺寸和码头条件，降低运输成本。且对船舶要求低，可通过更多船舶进行运输，缩短运输周期，提升建造效率。
根据本发明的一些实施例的海上风电导管架一体化运输结构，包括：
风电导管架本体，所述风电导管架本体为三桩结构或四桩结构；
多个浮体主体，所述浮体主体的数量与所述风电导管架本体的桩脚数量相等，所述浮体主体与所述风电导管架本体的桩脚焊接，所述浮体主体漂浮于海面上用于支撑所述风电导管架本体；
以及，多个浮体浮箱，所述浮体浮箱分别设置于各所述浮体主体的周缘，所述浮体浮箱用于调节所述风电导管架本体的液面运输吃水深度。
根据本发明的一些实施例，所述风电导管架本体呈立式锥型结构，所述风电导管架本体的底部面积大于顶部面积。
根据本发明的一些实施例，所述浮体主体和所述浮体浮箱采用钢结构制成。
根据本发明的一些实施例，所述浮体主体与所述风电导管架本体的桩脚焊接连接可拆卸。
根据本发明的一些实施例，所述浮体主体的长度为10米～20米，宽度为10米～20米，高度为0.8米～1.5米。
根据本发明的一些实施例，所述浮体浮箱的高度为6米～12米。
根据本发明的一些实施例，所述浮体主体和所述浮体浮箱为封闭水密结构，所述浮体主体和所述浮体浮箱的内部填充或释放液体用于调节所述风电导管架本体的液面吃水深度。
根据本发明的一些实施例，所述浮体浮箱于所述浮体主体的周缘堆叠焊接连接。
根据本发明的一些实施例，各所述浮体主体之间采用焊接连接结构或独立分离结构。
根据本发明的一些实施例，所述风电导管架本体的重量为700吨～1200吨，高度为50米～70米；当所述浮体主体达到最大吃水深度时，所述风电导管架本体的液面露出高度小于60米。
根据本发明的一些实施例的海上风电导管架一体化运输结构，至少具有如下有益效果：所述风电导管架本体与所述浮体主体焊接固定成一个整体。无需放置在船舶上运输，降低船舶运输要求，有效缓解船舶排期导致的施工周期延长。并且所述风电导管架本体在海面上漂浮运输，能够有效降低运输成本，提升运输效率，从而提升建造效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的四桩风电导管架本体和浮体结构组合示意图；
图2为本发明实施例的四桩风电导管架本体和浮体结构组合俯视图；
图3为本发明实施例的四单元浮体结构组合侧视图；
图4为本发明实施例的四单元浮体结构组合俯视图；
图5为本发明实施例的三桩风电导管架本体和浮体结构组合俯视图；
图6为本发明实施例的三单元浮体结构组合俯视图；
图7为本发明实施例的浮体结构侧视图。
附图标记：
风电导管架本体100、浮体结构200、浮体主体210、浮体浮箱220。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右、顶、底等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的海上风电导管架一体化运输结构，以下简称一体化运输结构。
如图1-图7所示，海上风电导管架一体化运输结构包括风电导管架本体100和浮体结构200两部分，浮体结构200主要用于支撑风电导管架本体100在海面上。风电导管架本体100呈立式结构，垂直摆放在浮体结构200的表面上，通过船舶拉动浮体结构200和风电导管架本体100两部分进行运输。相对于现有把风电导管架本体100放置到船舶甲板上运输的形式，本发明的一体化运输结构能够把风电导管架本体100放置到浮体结构200上，而浮体结构200直接放置到海面上，使风电导管架本体100的运输总高度降低。极大程度降低运输高低，运输更方便。无需根据运输时船舶主尺度(长、宽、吃水深度)对码头条件(标高、长度、平整度等)进行考虑，只要具备基本拖航能力的船舶均能够对一体化运输结构进行拖航操作。缓解了因船舶排期周期导致的施工延期现象，能够安排更多船舶对风电导管架本体100进行运输，有效降低船舶运输的硬件要求。并且本发明的一体化运输结构能够有效降低风电导管架运输总高度，能够通行更多限高航段，极大程度提升运输效率，缩短建造周期。
具体地，浮体结构200设置在风电导管架本体100的下方，浮体结构200用于支撑风电导管架本体100进行海面运输。其中，浮体结构200的一侧端面与风电导管架本体100的底部焊接固定，形成一个整体，降低风电导管架本体100的重心位置，运输更平稳。当到达安装地点后，通过切割分离把风电导管架本体100安装到目标区域，方便风电场现场安装。
浮体结构200包括多个浮体主体210，浮体主体210的数量与风电导管架本体100的桩脚数量相等，浮体主体210与风电导管架本体100的桩脚焊接，浮体主体210漂浮于海面上用于支撑风电导管架本体100。
当风电导管架本体100为三桩结构时，浮体主体210的数量为三个，每个浮体主体210与风电导管架本体100的桩脚焊接，使风电导管架本体100漂浮在海面上。当风电导管架本体100为四桩结构时，浮体主体210的数量为四个，每个浮体主体210与风电导管架本体100的桩脚焊接，使风电导管架本体100漂浮在海面上。
应理解，浮体主体210的数量采用三组或四组并非唯一实施方式，在其他一些实施例中，还可以根据实际生产的风电导管架本体100的结构进行数量匹配，风电导管架本体100可以采用五桩结构和六桩结构等等。本发明对风电导管架主体的结构和浮体主体210的数量不一一赘述，应理解，在不脱离本发明基本构思的前提下，风电导管架主体的结构和浮体主体210的数量灵活变换，均应视为在本发明限定的保护范围之内。
还包括多个浮体浮箱220，浮体浮箱220分别设置于各浮体主体210的周缘，浮体浮箱220用于调节风电导管架本体100的液面运输吃水深度。浮体主体210上的浮体浮箱220相互焊接连接，浮体浮箱220用于调节浮力，从而根据风电导管架本体100的规格进行拖航高度调节。当经过限高区域时，通过增加浮体结构200的吃水深度，从而降低风电导管架本体100和浮体结构200的液面上总高度。当在不限高区域航段通航时，能够调节浮体结构200到最小吃水深度，使总高度上升。降低拖航的阻力。浮体结构200能够反复利用，可调节吃水深度从而调节总体水面高度。风电导管架本体100与浮体结构200焊接固定，运输过程更加稳定。本发明的海上拖航结构安全可靠简易，能够反复利用，有效降低运输成本。当风电导管架本体100运输到安装位置后，通过切割分离风电导管架本体100桩脚和浮体主体210并对风电导管架本体100进行安装。使浮体主体210的组合能够重复使用，有效降低制造成本，便于生产。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，风电导管架本体100呈立式锥型结构，风电导管架本体100的底部面积大于顶部面积。具体地，本发明的浮体结构200运输的风电导管架本体100为立式锥型结构，锥形结构的导管架拥有更大的底部接触面积，其重心更加稳定。浮体主体210与风电导管架本体100焊接后也能够获得更大的接触面积，使得运输过程更加稳定。
在本发明的一些实施例中，浮体主体210和浮体浮箱220采用钢结构制成。具体地，浮体主体210和其周缘焊接的浮体浮箱220为一个单元，单元整体采用钢结构材质制成，具有良好的抗腐蚀性，能够重复利用，降低成本。
钢结构可以采用奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢或奥氏体铁素体双相不锈钢。应理解，钢结构采用奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢或奥氏体铁素体双相不锈钢并非唯一实施方式，在其他一些实施例中，还可以采用不用种类的钢结构。本发明对钢结构的具体种类不一一赘述，应理解，在不脱离本发明基本构思的前提下，钢结构的具体种类灵活变换，均应视为在本发明限定的保护范围之内。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，浮体主体210与风电导管架本体100的桩脚焊接连接可拆卸。当一体化运输结构通过船舶运输到海面指定位置准备施工时，先通过切割方法把风电导管架本体100的桩脚与浮体主体210的焊接部位分离，实现风电导管架本体100与浮体结构200的拆卸。拆卸后的浮体结构200通过船舶回收利用，有效降低建造成本，且方便风电现场施工安装。
在本发明的一些实施例中，如图2、图4和图6所示，浮体主体210的长度B为10米～20米，宽度A为10米～20米，高度H为0.8米～1.5米。具体地，每个单元的外围尺寸即长度和宽度与浮体主体210的参数相等，而单元的实际高度为浮体主体210的高度与浮体浮箱220的高度之和。在本实施例中，每个单元单独使用，三个单元组合成三角形平面，用来放置三桩结构的风电导管架本体100。单元之间还能够相互焊接，形成一个整体，四个单元焊接后形成一个长度为20米～40米，宽度20米～40米的方形承载平台，风电导管架本体100的桩脚直接与承载平台的表面焊接形成一个整体。
在本发明的一些实施例中，如图7所示，浮体浮箱220的高度为6米～12米。具体地，一体化运输结构的吃水深度为1米～12米。一体化运输结构达到最大吃水深度时，风电导管架本体100露出液面的高度小于60米。当航行在不限高区域时，吃水深度范围为T2，当航行在限高区域时，吃水深度范围为T1。
在本发明的一些实施例中，浮体主体210和浮体浮箱220为封闭水密结构，浮体主体210和浮体浮箱220的内部填充或释放液体用于调节风电导管架本体100的液面吃水深度。
具体地，浮体主体210的内腔为密封结构，且内部设置有多个空腔。往空腔内注入液体使浮体主体210的重量增加，从而增加浮体主体210的吃水深度。浮体主体210的端面设置有可开闭的孔结构，通过孔结构往浮体主体210的内部注入液体或使浮体主体210内部的液体释放，以此改变浮体主体210的吃水深度，从而调节风电导管架本体100的液面以上的高度。
浮体浮箱220同样为封闭水密结构，浮体浮箱220内部填充或释放液体用于调节一体化运输结构的浮力。具体地，浮体浮箱220的内部结构与浮体主体210的结构相同，在本实施例中不再详细描述。
在本发明的一些实施例中，如图3和图7所示，浮体浮箱220于浮体主体210的周缘堆叠焊接连接。浮体主体210周缘的浮体浮箱220能够通过不断堆叠焊接增加一体化运输结构的吃水深度。
在本发明的一些实施例中，如图4-图6所示，各浮体主体210之间采用焊接连接结构或独立分离结构。即每个单元之间能够单独与风电导管架主体的桩脚焊接或各单元相互焊接后形成承载平台再与风电导管架主体的桩脚焊接。
在本发明的一些实施例中，风电导管架本体100的重量为700吨～1200吨，高度为50米～70米。当浮体主体210达到最大吃水深度时，风电导管架本体100的液面露出高度小于60米。本发明的一体化运输结构浮力承载范围在700吨到1200吨之间。
本发明的一体化运输结构能够反复利用，以较低的建造成本提高风电导管架本体100的运输效率，缩短建造周期和提高安装效率。在限高航段能够降低总高度，在非限高航段能够降低航行阻力。具备以下优点：
1.可使海上风电导管架与浮体主体210形成整体结构形式，运输过程稳性好，满足海上运输要求。
2.可调节水下部分的深度，控制水面上高度，达到安全通过运输航段需求，方便施工。
3.运输过程风电导管架主体与钢结构的浮体主体210可以焊接固定后成为一个整体，同时到达安装地点后又可以切割分离，方便风电场现场安装。
4.根据风电导管架本体100的形式，浮体主体210的组合式结构可以反复利用，较低的设计及建造成本，便于生产，提高导管架建造、运输、安装效率和缩短建造周期。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种海上风电导管架一体化运输结构，其特征在于，包括：
风电导管架本体(100)，所述风电导管架本体(100)为三桩结构或四桩结构；
多个浮体主体(210)，所述浮体主体(210)的数量与所述风电导管架本体(100)的桩脚数量相等，所述浮体主体(210)与所述风电导管架本体(100)的桩脚焊接，所述浮体主体(210)漂浮于海面上用于支撑所述风电导管架本体(100)；
以及，多个浮体浮箱(220)，所述浮体浮箱(220)分别设置于各所述浮体主体(210)的周缘，所述浮体浮箱(220)用于调节所述风电导管架本体(100)的液面运输吃水深度。
2.根据权利要求1所述的海上风电导管架一体化运输结构，其特征在于，所述风电导管架本体(100)呈立式锥型结构，所述风电导管架本体(100)的底部面积大于顶部面积。
3.根据权利要求1所述的海上风电导管架一体化运输结构，其特征在于，所述浮体主体(210)和所述浮体浮箱(220)采用钢结构制成。
4.根据权利要求1所述的海上风电导管架一体化运输结构，其特征在于，所述浮体主体(210)与所述风电导管架本体(100)的桩脚焊接连接可拆卸。
5.根据权利要求1所述的海上风电导管架一体化运输结构，其特征在于，所述浮体主体(210)的长度为10米～20米，宽度为10米～20米，高度为0.8米～1.5米。
6.根据权利要求1所述的海上风电导管架一体化运输结构，其特征在于，所述浮体浮箱(220)的高度为6米～12米。
7.根据权利要求1所述的海上风电导管架一体化运输结构，其特征在于，所述浮体主体(210)和所述浮体浮箱(220)为封闭水密结构，所述浮体主体(210)和所述浮体浮箱(220)的内部填充或释放液体用于调节所述风电导管架本体(100)的液面吃水深度。
8.根据权利要求1所述的海上风电导管架一体化运输结构，其特征在于，所述浮体浮箱(220)于所述浮体主体(210)的周缘堆叠焊接连接。
9.根据权利要求1所述的海上风电导管架一体化运输结构，其特征在于，各所述浮体主体(210)之间采用焊接连接结构或独立分离结构。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的海上风电导管架一体化运输结构，其特征在于，所述风电导管架本体(100)的重量为700吨～1200吨，高度为50米～70米；
当所述浮体主体(210)达到最大吃水深度时，所述风电导管架本体(100)的液面露出高度小于60米。
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