CN115818466A - 一种漂浮式风机的安装系统 - Google Patents

Abstract

一种漂浮式风机的安装系统，安装船甲板上固定有两排导向底座，悬臂梁位于导向底座上，悬臂梁带有箱型框架，在箱型框架靠近海水的一端固定有垂向升降机构，箱型框架通过液压推移机构与导向底座连接。垂向升降机构带攀爬导向机构和攀爬机构，攀爬机构可在攀爬导向机构上上下移动。本发明解决了由于码头水深影响无法在码头进行浮式风电平台的风机安装问题，安装方案中所涉及到的安装装备均基于现有风电安装平台，不需要再为深水浮式风电平台额外建造安装平台，降低了风机安装及营运的综合成本，目前已经服役的海上风机安装平台上的起重吊机满足安装要求，不需要额外安装或更换吊机，从而降低了浮式风电平台风机安装成本。

Description

一种漂浮式风机的安装系统

技术领域

本发明属于大型龙门起重机领域，具体涉及一种用于海上船舶建造的大型龙门起重机。

背景技术

随着近海浅海海域的风电场可开发区域逐渐减少，而清洁能源的需求却不断增加，深海浮式风电平台因此悠然而生，并且近几年在国外已经开始推广。深海浮式风平台的主要特点是发电风机功率大，风机的叶片直径要达到百米级别；为避免风机叶片转动时划到海水面，造成风机损坏，风机塔筒的高度必须达到足够的高度；同时，发电风机整体尺寸和重量也均超过近海浅海海域的发电风机。而目前用于近海浅海海域风电安装的装备均为浅海风机量身定做，安装平台所配置的吊机吊高和起重能力，无法满足浮式风电平台在深水区域风机安装的要求。

目前国内外已经应用的浮式风机的安装方法有两种。一种是，浮式风电平台下水后，在港口码头利用岸上的超大型吊机进行浮风电平台的风机安装。该方案的最大问题是浮式风电平台安装风机后，平台的吃水非常大，国内很难找到合适水深的港口码头。因此，该方案很难被应用在国内浮式风电平台的风机安装上；

另一种是，在海上选择一个临时安装区域，通过超大型浮式起重平台将风机安装到浮式风电平台上。因超大型浮式起重平台操作费用较高，因此其相应的租金也非常高，这将很大的增加了浮式风电平台的建造及营运成本。

除了以上两种安装方法外，部分用户已经开始考虑为深水浮式风电平台建造专用的自升式安装平台，该平台需满足浮式风电平台安装需要，吊机起重能力及高度均需要加大。需要专门建造相应的安装平台，而目前已经建造用于海上风电安装平台的吊机均因无法满足上述安装要求，被迫闲置，从而造成资源浪费。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种漂浮式风机的安装系统，其所采用的技术方案是：

一种漂浮式风机的安装系统，安装船甲板上固定有两排导向底座，悬臂梁位于导向底座上，悬臂梁带有箱型框架，在箱型框架靠近海水的一端固定有垂向升降机构，箱型框架底部两侧固定有条形推移导轨，推移导轨上等间距开有一排推移孔，导向底座外侧固定有液压推移机构，液压推移机构是液压缸，液压缸的缸体固定在导向底座外侧，液压缸的液压杆固定连接有推移销轴，推移销轴插入推移孔内固定，导向底座外侧固定有两组或两组以上的液压推移机构。

垂向升降机构带攀爬导向机构和攀爬机构，攀爬导向机构包含竖向设置的导向架，导向架与悬臂梁端部焊接，导向架两侧焊接有条形升降导轨，升降导轨上开有一列等间距的升降孔。

攀爬机构带有竖向设置的攀爬支架，攀爬支架自上而下等间距设置有三个环形抱桩臂，抱桩臂带有环形主体，环形主体与攀爬支架焊接固定，环形主体上带有一处开口和两处铰接点，在铰接点处设置有开合液压缸，开合液压缸的缸体和液压杆分别位于铰接点的两侧，与环形主体通过支架连接，沿环形主体周向等间距设置有多个固定液压缸，固定液压缸的液压杆向内伸缩，固定液压缸的缸体相对环形主体垂直，嵌入环形主体内固定，抱桩臂环抱住风机塔筒，固定液压缸的液压杆与塔筒相接触，攀爬支架顶部两侧固定有提升装置。

提升装置包含第一液压缸和第二液压缸，第一液压缸位于第二液压缸下方，第一液压缸的缸体通过支架与攀爬支架固定，第一液压缸的液压杆一侧与第二液压缸的缸体固定连接，另一侧带有第一可伸缩销轴，第二液压缸的液压杆侧面带有第二可伸缩销轴，第一可伸缩销轴、第二可伸缩销轴插入升降孔内固定。

上述一种漂浮式风机的安装系统，更进一步地，推移导轨通过支架固定在甲板上，推移导轨与导向底座相邻设置，推移导轨高于导向底座，液压缸与推移导轨平行设置。

上述一种漂浮式风机的安装系统，更进一步地，抱桩臂的环形主体与攀爬支架连接点、支架主体上的开口、两处铰接点沿环形主体周向等间距设置。

上述一种漂浮式风机的安装系统，更进一步地，抱桩臂环形主体上的两处铰接点对称设置。

上述一种漂浮式风机的安装系统，更进一步地，悬臂梁箱型框架底部与导向底座滑动连接。

上述一种漂浮式风机的安装系统，更进一步地，悬臂梁箱型框架底部呈倒T型，倒T型底部插入导向底座的滑槽内，与导向底座滑动连接。

上述一种漂浮式风机的安装系统，更进一步地，导向底座是由多个子底座连续铺设形成，相邻子底座之间存在间距。

上述一种漂浮式风机的安装系统，更进一步地，攀爬支架底部设置有支撑座，支撑座托住塔筒的底部。

上述一种漂浮式风机的安装系统，更进一步地，攀爬支架自上而下设置有三个抱桩臂，攀爬支架带有的液压推移机构位于顶部第一个抱桩臂下方。

本发明的优点如下：

1、采用该悬臂梁系统方案，可以满足浮式风机海上安装风机的操作需要，解决了由于码头水深影响无法在码头进行浮式风电平台的风机安装问题。

2、本发明安装方案中所涉及到的安装装备均基于现有风电安装平台，不需要再为深水浮式风电平台额外建造安装平台，降低了风机安装及营运的综合成本。

3、本发明安装方案后，目前已经服役的海上风机安装平台上的起重吊机基本都可以满足安装，不需要为满足浮式风电平台风机安装而更换吊机，充分利用了现有的海上风电安装平台，从而降低了浮式风电平台风机安装成本。

附图说明

图1是本发明悬臂梁侧视结构示意图；

图2是本发明悬臂梁俯视结构示意图；

图3是本发明悬臂梁后视结构示意图；

图4是箱型框架底部结构的局部放大图；

图5是攀爬机构抱柱风机塔筒的结构示意图；

图6是环形抱桩臂打开示意图；

图7是环形抱桩臂闭合示意图；

图8提升装置结构的局部放大示意图；

图9是利用本发明将两段风机塔筒对接组装示意图；

图10是风机组装完毕状态示意图；

图11是将组装好的风机整体向上提升，提升到甲板上方的示意图；

图12是将组装好的风机整体向外推移，移动至浮式风电平台上方；

图13是将风机与浮式风电平台对接示意图；

图14是风机与浮式风电平台安装对接完毕示意图；

其中：1-安装船、2-导向底座、3-推移导轨、4-升降导轨、5-攀爬支架、7-液压推移机构、8-推移底座、9-攀爬支架、10-悬臂梁、11-箱型框架、12-攀爬导向机构、13-攀爬机构、14-升降孔、16-抱桩臂、17-开合液压缸、18-固定液压缸、19-风机塔筒、20-第一液压缸、21-第二液压缸、22-第一可伸缩销轴、23-第二可伸缩销轴、24-提升装置、25-支撑座、26-起重吊机、27-浮式风机平台、28-风机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作描述。

如图1-8所示，本发明一种漂浮式风机的安装系统，安装船甲板上固定有两排导向底座，悬臂梁位于导向底座上，悬臂梁带有箱型框架，在箱型框架靠近海水的一端固定有垂向升降机构，箱型框架底部两侧固定有条形推移导轨，推移导轨上等间距开有一排推移孔，导向底座外侧固定有液压推移机构，液压推移机构是液压缸，液压缸的缸体固定在导向底座外侧，液压缸的液压杆固定连接有推移销轴，推移销轴插入推移孔内固定，导向底座外侧固定有两组或两组以上的液压推移机构。

垂向升降机构带攀爬导向机构和攀爬机构，攀爬导向机构包含竖向设置的导向架，导向架与悬臂梁端部焊接，导向架两侧焊接有条形升降导轨，升降导轨上开有一列等间距的升降孔。

攀爬机构带有竖向设置的攀爬支架，攀爬支架自上而下等间距设置有三个环形抱桩臂，抱桩臂带有环形主体，环形主体与攀爬支架焊接固定，环形主体上带有一处开口和两处铰接点，在铰接点处设置有开合液压缸，开合液压缸的缸体和液压杆分别位于铰接点的两侧，与环形主体通过支架连接，沿环形主体周向等间距设置有多个固定液压缸，固定液压缸的液压杆向内伸缩，固定液压缸的缸体相对环形主体垂直，嵌入环形主体内固定，抱桩臂环抱住风机塔筒，固定液压缸的液压杆与塔筒相接触，攀爬支架顶部两侧固定有提升装置。

提升装置包含第一液压缸和第二液压缸，第一液压缸位于第二液压缸下方，第一液压缸的缸体通过支架与攀爬支架固定，第一液压缸的液压杆一侧与第二液压缸的缸体固定连接，另一侧带有第一可伸缩销轴，第二液压缸的液压杆侧面带有第二可伸缩销轴，第一可伸缩销轴、第二可伸缩销轴插入升降孔内固定。

具体实施方式如下：

将悬臂梁转动导向底座焊接安装到安装船的船体上，将悬臂梁箱型框架拖移进导向底座预定位置，将悬臂梁推移液压缸安装到船体上的悬臂梁移动导向底座上，同时将推移液压缸的销轴与推移导轨上的推移孔配合连接，调试好推移液压缸，使得推移液压缸可以顺得将箱型悬臂梁结构在船体甲板上伸缩移动。

将提升架结构安装到箱型悬臂梁结构端部两个“U型槽”导向结构内，再将提升装置的液压缸一端与提升架结构固定安装，液压缸的另一端的爬升导向结构和插销与悬臂梁端部两个“U型槽”导向结构内的销孔相配合，从而将提升架结构通过提升装置的液压缸上的导向结构及插销被悬挂到箱型悬臂梁端部的部两个“U型槽”导向结构内。连接并调试好液压系统，当液压缸伸缩时，带动提升架结构及上面安装的风机沿着悬臂梁端部“U型槽”导向结构上下移动，以满足风机组装及安装支架系统垂向提升的操作需要。

完成整个悬臂梁系统的组装后，再次综合调试相应的液压系统，确保箱型悬臂梁结构可以在船体结构上伸缩移动；提升架结构可以沿着悬臂梁端部上下移动；抱桩臂可以顺利开合与关闭。

当安装了用于浮式风机组装的悬臂梁系统的风机安装平台到达风机安装海域后，首先将安装平台的桩腿下放到海床上，通过压载，确保安装平台安全的站立在海床上。

然后将安装平台升高到海平面上足够高度后，先将悬臂梁端部的提升结构下放至海平面上，以降低风机组装后的整体高度。

通过安装平台上或其他平台的吊机，将风机的塔筒、机舱轮毂、叶片等分别吊放到悬臂梁端部的提升结构风机组装结构上进行风机整体组装；

风机整体组装完毕后，为确保浮式风机平台可以顺利被拖拽到风机安装位置，需通过提升结构将整体组装后的风机向上提升到足够高度。

将浮式风机平台拖拽到风机安装位置，并通过海上系泊及辅助船舶及绞车将浮式风机平台相对固定到风机安装位置。启动悬臂移动液缸，将悬臂梁及组装后的整体风机推到浮式风机平台的风机安装位置上放，启动提升系统的提升装置，在提升装置的推动下，提升架结构带着组装后的风机被放置到浮式风机平台的风机安装法兰上，将风机通过螺栓固定到浮式风机平台的风机安装法兰上后，确保风机与浮式风机平台完全连接，便可以再次通过悬臂梁移液缸的推拉，将悬臂梁系统移回船体风机组装区域。从而完成了浮式风机平台的风机安装。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，如液压缸推移系统换成齿轮齿条方式，或换成绞车钢丝绳牵拉方式等，这类方案均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种漂浮式风机的安装系统，其特征在于：安装船(1)甲板上固定有两排导向底座(2)，悬臂梁(10)位于导向底座上，悬臂梁带有箱型框架(11)，在箱型框架靠近海水的一端固定有垂向升降机构，箱型框架底部两侧固定有条形推移导轨(3)，推移导轨上等间距开有一排推移孔，导向底座外侧固定有液压推移机构(7)，液压推移机构带有的推移底座(8)固定在甲板上，推移底座顶部固定有液压缸，液压缸的缸体固定在推移底座上，液压缸的液压杆固定连接有推移销轴，推移销轴插入推移孔内固定，导向底座外侧固定有两组或两组以上的液压推移机构；

垂向升降机构带攀爬导向机构(12)和攀爬机构(13)，攀爬导向机构包含竖向设置的导向架，导向架与悬臂梁端部焊接，导向架两侧焊接有条形升降导轨(4)，升降导轨上开有一列等间距的升降孔(14)；

攀爬机构带有竖向设置的攀爬支架(9)，攀爬支架自上而下等间距设置有三个环形抱桩臂(16)，抱桩臂带有环形主体，环形主体与攀爬支架焊接固定，环形主体上带有一处开口和两处铰接点，在铰接点处设置有开合液压缸(17)，开合液压缸的缸体和液压杆分别位于铰接点的两侧，与环形主体通过支架连接，沿环形主体周向等间距设置有多个固定液压缸(18)，固定液压缸的液压杆向内伸缩，固定液压缸的缸体相对环形主体垂直，嵌入环形主体内固定，抱桩臂环抱住风机塔筒(19)，固定液压缸的液压杆与塔筒相接触，攀爬支架顶部两侧固定有提升装置(24)；

提升装置包含第一液压缸(20)和第二液压缸(21)，第一液压缸位于第二液压缸下方，第一液压缸的缸体通过支架与攀爬支架固定，第一液压缸的液压杆一侧与第二液压缸的缸体固定连接，另一侧带有第一可伸缩销轴(22)，第二液压缸的液压杆侧面带有第二可伸缩销轴(23)，第一可伸缩销轴、第二可伸缩销轴插入升降孔内固定。

2.根据权利要求1所述的一种漂浮式风机的安装系统，其特征在于：推移导轨通过支架固定在甲板上，推移导轨与液压推移机构相邻、平行设置。

3.根据权利要求1所述的一种漂浮式风机的安装系统，其特征在于：抱桩臂的环形主体与攀爬支架连接点、支架主体上的开口、两处铰接点沿环形主体周向等间距设置。

4.根据权利要求1所述的一种漂浮式风机的安装系统，其特征在于：抱桩臂环形主体上的两处铰接点对称设置。

5.根据权利要求1所述的一种漂浮式风机的安装系统，其特征在于：悬臂梁箱型框架底部与导向底座滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种漂浮式风机的安装系统，其特征在于：悬臂梁箱型框架底部呈倒T型，倒T型底部插入导向底座的滑槽内，与导向底座滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种漂浮式风机的安装系统，其特征在于：导向底座是由多个子底座连续铺设形成，相邻子底座之间存在间距。

8.根据权利要求1所述的一种漂浮式风机的安装系统，其特征在于：攀爬支架底部设置有支撑座(25)，支撑座托住塔筒的底部。

9.根据权利要求1所述的一种漂浮式风机的安装系统，其特征在于：攀爬支架自上而下设置有三个抱桩臂，攀爬支架带有的液压推移机构位于顶部第一个抱桩臂下方。

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