CN118043522A - 用于风力涡轮机或其部件的海上布置的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于风力涡轮机或其部件在存在于海上的基础上的海上布置的装置。装置包括基础和细长上部结构，细长上部结构可释放地连接到基础并从基础在基础的下表面和上表面之间沿竖直方向延伸。上部结构具有内部空间，风力涡轮机的塔段可进入内部空间，并且塔段可以接收在内部空间中。还存在用于塔段的水平地可移位的供应结构，其中，供应结构构造为通过水平位移将与其联接的塔段从内部空间外部移动到内部空间中。被接收在内部空间中用于竖直位移的接合结构构造为通过竖直位移在内部空间中提升接合的塔段，由此在相关的塔段的下方产生足够的空间，用于在内部空间中接收另一个下层的塔段。

Description

用于风力涡轮机或其部件的海上布置的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于风力涡轮机或其部件在存在于海上的竖直延伸的基础上的海上布置的装置。本发明同样涉及一种用于利用该装置将风力涡轮机或其部件布置在基础上的方法。
背景技术
海上风能的使用规模越来越大，近年来海上风电场的数量大幅增加。这些相互电耦合的风力涡轮机的风电场通常位于海中的大陆架上，尽管也有将这种风电场放置在更远的海上的明显趋势。此外，不仅海上风力涡轮机的数量在增加，它们的规模也在不断增加，以提高其生产能力。
上述因素在将这些海上风力涡轮机实际放置在已经存在于海上的基础上的方面带来新的挑战。基础在这里沿竖直方向延伸，用于横跨海底和在水上突出的风力涡轮机之间的距离。对于放置在相对较浅水中的海上风力涡轮机，基础可以包括单桩，该单桩布置在海底并延伸到水面以上的位置。如果需要，格子结构或护套可以应用于较深的水。如果需要，浮动基础可以应用于甚至更深的水。这种浮动基础由位于水线处或水线以下的浮体组成，并例如通过缆绳锚定至海底。还可以利用风力涡轮机桅杆和基础之间的过渡件。如果需要，过渡件可以设有上部结构，例如工作平台、码头和其他有用的应用。
一种常用的方法包括将风力涡轮机制造或组装至在陆地上可能的最集成的状态，然后将其运输到海上的基础上，风力涡轮机将被布置在该基础上。为这一特定任务配置的安装船被应用以能够执行该运输。然而，这些越来越大，并设有越来越重的起重机，以能够吊起风力涡轮机，并将其放置在基础上。自升式安装船可以被应用以用于更稳定的海上安装。这种自升式船可以用腿把自己抬出大海，使其不容易受到海浪和风的影响。由于安装船是专门为运输和放置基本上完整的风力涡轮机而设计的，因此失去了灵活性。
KR 20170107628 A描述了一种用于在存在于海上的基础上海上安装风力涡轮机的装置。所描述的装置能够在升降平台的甲板上对风力涡轮机进行完整组装。然后用起重机将完全组装好的风力涡轮机放置在基础上。为了在升降平台上组装，该装置包括上部抓握手段和水平地可移位的供应结构，上部抓握手段构造为通过竖直运动来提升联接的塔段，水平地可移位的供应结构用于另一个塔段。
还提出将风力涡轮机部件分别运输到基础上，然后将这些部件以确定的顺序放置在基础上。这种方法可以便于运输，但缺点是将每个部件放置在海上会占用大量时间。风力涡轮机确实通常包括：多个塔段，相互堆叠的塔段一起形成风力涡轮机桅杆；将放置在桅杆上的毂；和布置在毂中的多个风力涡轮机叶片。由于要放置的部件数量大于风力涡轮机作为一个整体放置时的数量，因此进一步增加了出现不安全情况的风险。
发明内容
本发明的目的之一是提供至少部分防止上述现有技术缺点的装置和相应方法。
根据本发明，该目的通过提供根据权利要求1所述的装置来实现。用于风力涡轮机在存在于海上的竖直延伸的基础上的海上建造或风力涡轮机的部件在存在于海上的竖直延伸的基础上的布置的装置，包括：
-基础；
-细长上部结构，细长上部结构可释放地连接到基础，并从基础在基础的下表面和上表面之间沿竖直方向延伸，其中上部结构包括内部空间，风力涡轮机的塔段可进入内部空间，并且塔段可以接收在内部空间中；
-用于塔段的水平地可移位的的供应结构，其中供应结构构造为通过水平位移将与其联接的塔段从内部空间外部移动到内部空间中；
-接合结构，接收在内部空间中用于竖直位移，用于接收在内部空间中的塔段，其中接合结构构造为通过竖直位移在内部空间中提升接合的塔段，由此在相关的塔段的下方产生足够的空间，用于在内部空间中接收另一个下层的塔段。
在本发明的另一个方面中，提供了一种装置和船的组件。组件适用于风力涡轮机在存在于海上的竖直延伸的基础上的海上建造或风力涡轮机的部件在存在于海上的竖直延伸的基础上的布置，并且包括船以及根据本发明的实施例的装置。船设置有待布置的风力涡轮机部件，并且还设置有用于提起风力涡轮机部件的提升手段。风力涡轮机部件包括毂、一个或更多个叶片和/或用于形成风力涡轮机的塔架的一个或更多个塔段。
在本发明的另一个方面中，提供了一种用于风力涡轮机在存在于海上的竖直延伸的基础上的海上建造或风力涡轮机的部件在存在于海上的竖直延伸的基础上的布置的方法。该方法包括提供根据本发明的实施例的组件；用提升手段提起塔段并将其联接到供应结构；通过在水平方向上移位供应结构和与其联接的塔段，将与供应构件联接的塔段从内部空间外部移动到内部空间中；将移动到内部空间中的塔段与接合结构接合；以及通过竖直地移位接合结构来在内部空间中提升接合的塔段，从而在相关的塔段的下方产生足够的空间，用于在内部空间中接收另一个下层的塔段。
本发明的详细描述
根据本发明，可释放地连接到基础的上部结构包括内部空间，风力涡轮机的塔段可进入内部空间，并且塔段，可选地多个塔段，可以接收在内部空间中。内部空间可以基本上完全在上部结构的下表面和上表面之间延伸。利用接收在内部空间中用于竖直位移的接合结构，接合的塔段可以通过竖直位移在内部空间中移动，这以受控的方式进行，并且相对独立于海浪运动。上部结构确实形成了基本上稳定的整体。接合的塔段的向上定向的竖直位移为待接收在内部空间中的下层的塔段创造了空间。这种塔段可以通过将其联接到内部空间外部的水平地可移位的供应结构上，并且然后将供应结构从内部空间外部的位置水平地移位到内部空间内部的位置而被引入内部空间中。
利用本发明的装置，风力涡轮机的部件可以以准确、安全的方式和期望的顺序布置在基础上，从而可以建造风力涡轮机。本发明特别适用于建造新的风力涡轮机，并且还可以用于更换由于其他原因磨损或需要更换的风力涡轮机部件，尤其是塔段。
可释放地连接到基础的上部结构在处理风力涡轮机部件期间提供了增加的稳定性。上部结构还允许建造期望的完整的风力涡轮机，其中海浪和风对结构的影响显著减小。因此，与根据现有技术的迄今为止的可能相比，更大的风力涡轮机可以在更恶劣的条件下放置在海上。
本发明的实施例针对一种装置，其中接合结构构造为在内部空间中将接合的塔段下降到抵靠下层的塔段的位置，以便将相关的塔段联接到下层的塔段。联接可以以已知的方式进行，例如通过相互连接塔段的相应凸缘，例如通过螺栓连接。然而，并不排除其他连接方式。
根据本发明的合适的实施例提供了一种装置，其中接合结构构造为在内部空间中将接合的塔段提升到塔段在上部结构的上表面的上方突出的位置。在该实施例中，可以利用毂提供由此在上部结构的上侧在上部结构的上表面的上方突出的塔段，然后可以在毂中布置风力涡轮机叶片。
该装置的另一个实施例的特征在于，接合结构可在固定位置之间可移位。在这些固定位置，接合结构可以连接并固定到周围的上部结构。作用在接合结构上的力(例如，由于塔段被接合结构接合)由此传递到上部结构，并从上部结构继续传递到基础。固定位置可以位于上部结构的任意高度。固定位置也可以在上部结构的高度上随机或相反规律地分布。固定方式可以以已知的方式实施，例如通过销孔连接，优选地通过液压驱动的销孔连接。
用于在竖直方向上移位接合结构的移位手段也可以以已知的方式实施。因此，可以将移位手段实施为一组缆索，缆索附接在接合结构的上侧上，并且被携带到绞盘上以便被收进或放出，这些绞盘例如被固定在上部结构的上表面的高度处。在另一个实施例中，移位手段包括齿条和小齿轮(或齿轮)系统，其中齿条沿着上部结构的立柱在竖直方向上延伸，并且齿轮连接到接合结构，例如在具有多边形截面的接合结构的每个角部中具有齿轮。显而易见的是，本发明不限于所述示例，并且移位手段的其他已知实施例也是可以的。
根据装置的另一个实施例，供应结构布置在上部结构的下表面的位置处。然后塔段在上部结构的下侧移位到上部结构的内部空间中。这具有的优点是，可以自下而上建造风力涡轮机塔架或桅杆，其中上部塔段可以已经设置有毂，如果需要，毂具有多个叶片。在这里，毂和可选的叶片的布置可以以受控的方式在上部结构的上表面的位置处进行。
根据装置的另一个实施例，其特征在于，供应结构在水平方向上在上部结构的两侧突出。这使得塔段能够，在任何情况下，沿着供应结构的突出部分的供应侧，从外部联接到供应结构。例如，位于供应侧对面的供应结构的突出部分的排放侧可以用于在建造或其他工作完成后排放上部结构。这将在下文中进一步说明。
根据装置的另一个合适的实施例，供应结构包括用于地板的支撑表面，地板在水平方向上在内部空间内部和外部的位置之间可滑动，并且塔段可以联接到地板。支撑表面优选地在两侧从上部结构突出，使得可能将地板从供应侧上的外部位置滑动到内部空间中的内部位置，并且继续滑动到供应结构的突出部分的排出侧上的外部位置。因此，可滑动的地板可以在支撑表面上的三个操作位置之间滑动。例如，后者可以由在水平面中延伸的梁框架形成，并且如果需要，可以设置有地板可以在其上滑动或运行的轨道。
为了便于毂的布置，特别是毂中的多个叶片的布置，在本发明的实施例中，上部结构在上表面的位置处包括用于风力涡轮机叶片的根部的定位手段，其中定位手段在水平和竖直方向上可移动。例如，定位手段可以通过静止部件连接到上部结构的上表面。可移动地连接到静态部件的动态部件在水平面(X，Y)中可移动，并且同样在竖直面Z中可移动。这种移动性可以以已知的方式实施，例如使用在静态部件和动态部件之间运行的液压缸或气动缸。缸优选地由液压回路控制，优选地在控制器的控制下。缸被接收在液压回路中。动态部件可以设置有接收表面，接收表面的几何形状适合于待接收在其中的叶片根部的几何形状。因此，接收表面可以是部分圆柱形的接收表面，用于具有基本上圆柱形的横截面的叶片根部。如果需要，接收表面可以包括多个部分，这些部分可以占据相互不同的位置，例如以便能够将接收表面从打开位置移动到关闭位置。
根据本发明，塔段或者优选地多个堆叠的塔段必须可进入上部结构的内部空间。在实施例中，这通过上部结构的至少部分敞开的侧壁来实现。敞开的侧壁可以在上部结构的一部分高度上延伸，或者基本上在上部结构的整个高度上延伸。在实施例中，敞开的侧壁可以通过诸如门的闭合结构闭合。
上部结构的高度从上部结构的下表面延伸到上表面，并且在任何情况下都必须至少与一个塔段一样高，优选地，至少与一个放置在另一个上的两个连接的塔段一样高，更优选地，至少与一个放置在另一个上的三个连接的塔段一样高。进一步优选地，上部结构的高度至少等于涡轮机叶片的长度。安装在毂上的涡轮机叶片(其中毂位于上部结构的上表面的位置处)在安装该风力涡轮机叶片时(例如利用定位手段)，应该优选地不与水表面接触。
在这里，上部结构的下表面以本身已知的方式连接到基础。基础通常部分在水上方延伸，但是该装置也可以应用于完全位于水下的基础。
该装置的合适的实施例的特征在于，上部结构包括格子形式的侧壁，例如相互连接的立柱、梁和交叉连接件的形式。这种上部结构坚固、坚硬、轻便，且不易受到风力的影响。
根据本发明的装置可以有利地应用于除装置外还包括船的组件中。这种组件高度适合于风力涡轮机在存在于海上的竖直延伸的基础上的海上建造或用于风力涡轮机的部件在存在于海上的竖直延伸的基础上的布置。为此目的，该组件包括船，该船设置有待布置的风力涡轮机部件，并且还设置有用于提起风力涡轮机部件的提升手段。风力涡轮机部件包括毂、一个或更多个叶片和/或用于形成风力涡轮机的塔架的一个或更多个塔段。该船与根据本申请中所述的任一个实施例的装置协同作用。
本发明的另一个方面表达了这种协同作用，其中提供了一种用于风力涡轮机在存在于海上的竖直延伸的基础上的海上建造或用于风力涡轮机的部件在存在于海上的竖直延伸的基础上的布置的方法。本发明的方法利用该组件，并且还包括以下步骤：
a)提供根据本发明实施例的组件；
b)用提升手段提起塔段并将其联接到供应结构；
c)通过在水平方向上移位供应结构和与其联接的塔段，将与供应构件联接的塔段从内部空间外部移动到内部空间中；
d)将移动到内部空间中的塔段与接合结构接合；以及
e)通过在竖直方向上移位接合结构来在内部空间中提升接合的塔段，从而在相关的塔段的下方产生足够的空间，用于在内部空间中接收另一个下层的塔段。
因此，可以建造一个基本上完整的风力涡轮机，其中，与接合结构接合的塔段在内部空间中下降到抵靠利用供应结构引入内部空间中的下层的塔段的位置，并将相关的塔段联接到下层的塔段。
本发明的另一个实施例提供了一种方法，其中，与接合结构接合的塔段在内部空间中被提升到塔段在上部结构的上表面的上方突出的位置。
在一些情况下，可能有利的是，利用上部结构在固定位置之间移位接合结构并将其锚定在固定位置。然后，作用在接合结构上的力可以传递到上部结构，并从上部结构传递到下层的基础。
作为根据实施例的方法中的第一步骤，有利的是，在步骤b)之前，利用提升手段将上部塔段布置在接合结构中，从而将上部塔段接合，使得最上部塔段在上部结构的上表面的上方突出，以将接合结构锚定在固定位置，并用利用提升手段将毂从船上提起，将其布置在第一塔段上，然后将其固定在第一塔段上。
在根据另一个实施例的方法中，在随后的步骤中，至少一个风力涡轮机叶片用提升手段提起，并用其叶片根部布置在毂开口中，并固定在毂开口中。这里，用提升手段提起的风力涡轮机叶片的叶片根部优选地由设置在上部结构的上表面的位置处的定位手段接合，并且定位手段在水平和竖直方向上移动，以便将叶片根部与毂开口对准，并将其布置在毂开口中且将其固定在毂开口中。
整个风力涡轮机(桅杆、毂和叶片)可以以这种方式建造。根据实施例，为此目的，提供一种方法，其中重复步骤b)-e)，直到已经建造堆叠的且相互连接的塔段的完整的风力涡轮机塔架。
一旦已经建造完整的风力涡轮机，或已经进行其他期望的工作，在根据另一个实施例的方法中，可以将建造的风力涡轮机塔架周围的上部结构从基础上释放，之后用提升手段将上部结构提起，并从建造的风力发电机塔架上移除。
为了便于移除上部结构，在该方法的实施例中，上部结构通过折叠可打开，并在折叠打开状态下移除。在另一个实施例中，提供了一种方法，其中上部结构具有敞开侧壁，并且上部结构沿着敞开侧壁从风力涡轮机塔架周围移除。为此目的，敞开的侧壁优选地在上部结构的基本上整个高度上延伸。
最后，声明本专利申请中描述的本发明的实施例可以以任何可能的组合方式进行组合，并且每个实施例可以单独形成分案专利申请的主题。
附图说明
现在将基于以下附图和优选实施例的描述进一步阐明本发明，而本发明不限于此。在附图中：
图1示出了根据本发明实施例的装置和船的组件的示意性立体图；
图2示出了根据本发明实施例的上部结构的示意性立体图；
图3示出了根据本发明实施例的接合结构的示意性立体图；
图4至图22示意性地示出了根据本发明的方法的实施例的不同步骤；以及
图23示出了根据本发明实施例的供应结构的示意性立体图。
具体实施方式
参照图1，示出了根据本发明的实施例的组件100。装置100适用于海上建造风力涡轮机3，或者适用于将其部件(30、31、32)布置在存在于海4上并且沿竖直方向103延伸的基础101上。在所示的实施例中，基础101包括导管架基础，导管架基础在其上侧设置有用于风力涡轮机的连接板102。因为只有导管架基础101的上部分在海平面4之上突出，所以只有该上部分是可见的。本发明不限于这种类型的基础。因此，基础例如还可以包括单桩基础或浮动基础。
组件100包括船2，船2的甲板20设有用于待布置的风力涡轮机部件(30、31、32、33)的存储架。风力涡轮机部件可以包括连接到发电机33的毂30，以及一个或更多个叶片(31)和/或在组装状态下形成风力涡轮机3的塔架或桅杆32的一个或更多个塔段(32-1、32-2、…)。在船2的甲板20上还设有复合起重机22形式的起重手段，该起重手段构造为从甲板20上提起风力涡轮机部件(30、31、32)并将它们向导管架基础101运送。起重机22通过底座21围绕竖直轴线26相对于甲板20可旋转。如果需要，船2设有其他辅助设备，例如第二起重机23、直升机升降坪24和桥梁25。船2可以包括浮动装置(如图所示)，但也可以实施为自升式平台(未示出)，自升式平台以已知方式设置有能够放置在海底上的腿。通过这种方式，这种自升式平台的船体可以被带到海面的上方，这可以提供额外的稳定性。如果需要，船2可以设置有本身已知的膨胀补偿系统。
组件100还包括根据本发明的装置1。在图2所示的实施例中，装置1包括细长的上部结构10，其在竖直方向103上从基础101(在该实施例中基础是单桩基础101)在其下表面10-1和其上表面10-2之间延伸。上部结构10可释放地连接到基础101，例如通过环形凸缘12，该环形凸缘12通过螺栓连接固定到基础101上，特别是固定到连接板102上。如图所示，基础101部分地在水上方延伸。
根据图2，上部结构10由多个立柱13构成，多个立柱13沿竖直方向103延伸并在上表面10-2通过U形加强框架15连接。上部结构10的侧壁由加强肋14形成，加强肋14在立柱13之间倾斜延伸并与两个立柱13一起形成格子结构。塔段(32-1、32-2、…)可进入附加结构10，因为附加结构10的侧壁保持敞开，即不设置加强肋14。敞开的侧壁位于U形加强框架15的敞开侧，因此不受加强框架15的肋的限制。敞开的侧壁使塔段(32-1、32-2、…)可进入上部结构10的内部空间11。
位于下表面10-1中的是用于塔段(32-1、32-2、…)的供应结构4。供应结构4包括两个支撑梁40，两个支撑梁40在下表面10-1中相互平行地延伸并且一起形成用于水平地可滑动的地板41的支承表面。支撑梁40通过拉杆44连接到上部结构10的立柱13。地板在内部空间外部的位置A和位于内部空间11内部的位置B之间可滑动。利用地板41,塔段(32-1、32-2、…)可以以已知的方式联接，例如用夹具或螺栓。如图2所示，支撑梁40，以及由两者形成的支承表面，从上部结构10的两侧突出。这允许地板41不仅从内部空间11外部的位置A滑动到位于内部空间11内部的位置B，而且继续滑动到位于内部空间11外部且在上部结构10的与位置A相对的一侧的位置C。供应结构4以所描述的方式构造成通过水平位移将与其联接的塔段(32-1、32-2、…)从内部空间11的外部移动到内部空间11中。
根据图23所示的实施例，使用齿条和小齿轮系统(42、43)，可以进行地板41相对于支撑梁40的水平滑动。为此目的，齿条43被并入在下表面10-1中的两个支撑梁40中。齿条43与安装在地板41上的齿轮42共同作用。在合适的实施例中，齿轮42布置在地板41的每个角部，尽管其他位置也是可能的。
上部结构10还设置有用于塔段(32-1、32-2、…)的接合结构5，接合结构5被接收在内部空间11中以用于在竖直方向103上的位移。接合结构5是笼状的并且由相互连接的且一起形成结构整体的支撑梁52构成。接合结构5可以具有敞开侧，该敞开侧连接到上部结构10的敞开侧壁。在改进的实施例中(见图14)，敞开侧可以包括格子门51。因此，当门51关闭时，门51可以与接合结构5的其余部分一起形成相对刚性的笼状结构。
接合结构5从缆索50悬挂，缆索50最好是钢制的，缆索50在上表面10-2中的加强框架15和下表面10-1中的支撑梁40之间张紧，并穿过一些支撑梁52中的开口53。接合结构5还设置有连接到支撑梁52的拉索千斤顶54，缆索50穿过拉索千斤顶54。拉索千斤顶包括中空液压缸，中空液压缸设置有中心开口，缆索50穿过中心开口。缸的两端都设有夹具，夹具可以夹在缆索50周围。细绳千斤顶可以沿着缆索50攀爬或下降。例如，攀爬可以通过释放处于缩回位置的缸的上夹具而进行，同时下夹具夹紧在缆索50周围，赋予缸冲程(使其延伸)并将缆索50上的上夹具固定在该位置。然后释放下夹具，缩回缸，之后再次固定下夹具。对于下降，保持相反的顺序。在图14所示的实施例中，布置四个拉索千斤顶54，在接合结构5的每个角部点上各布置一个。如果需要，接合结构5可以用更多的拉索千斤顶54从电缆50悬挂。因为拉索千斤顶54连接到支撑梁52，所以拉索千斤顶54沿着缆索50的攀爬或下降也将使接合结构5作为整体沿着缆索50攀爬或下降。通过将拉索千斤顶54的两个夹具夹紧在缆索50周围，拉索千斤顶54(以及因此接合结构5)可以相对于上部结构10固定在固定位置。所示实施例允许相对较大的力被吸收，同时允许在竖直方向上沿缆索50的较好的移动性。显而易见的是，可以应用其他竖直移动手段。因此，可以将齿条和小齿轮系统布置在立柱13中，或者将接合结构5从缆索悬挂，其中，缆索可以利用布置在上表面10-2中的支撑框架15上的绞盘来收进或放出。如进一步所示，布置在支撑梁52上的导向套筒55可以提供接合结构5沿着缆线50的更好的导向。
接合结构5还设有用于塔段(32-1、32-2、…)的接合板56。接合板56在上侧设置有凹部56a，布置在接合的塔段(32-1、32-2、…)的外壁上的耳轴35可以被接收在凹部56a中。在所示的实施例中，接合结构5设置有两个相对的接合板56，它们在被接合的塔段(32-1、32-2、…)的相对侧接合在布置在被接合的塔段(32-1、32-3、…)外壁上的耳轴35上。每个接合板56在水平方向上朝向和远离塔段(32-1、32-2、…)可移动。为此目的，接合在接合板56上的液压缸57布置在水平延伸的支撑梁52上。在图14所示的实施例中，为了便于观察，液压缸57和支撑梁52之间的连接59用虚线表示。接合板56的水平移动性用于两个目的。首先，具有不同直径的塔段(32-1、32-2、…)可以以这种方式接合。其次，在接合板56不与布置在塔段的外壁上的耳轴35接触的情况，接合结构5因此可以沿着塔段(32-1、32-2、…)移动。这是因为接合板56可以比耳轴35的突出长度35a更远地远离塔段的外壁移动。突出长度35a如图9所示。
如从图15中可以清楚地看出，接合结构5的支撑梁52还设置有用于塔段(32-1、32-2、…)的壁部的接合手段58，接合手段58以竖直距离58a放置。可以用液压缸58b将接合手段58由从塔段(32-1、32-2、…)移除的位置PI移动到位置P2。在位置P2，塔段(32-1、32-2、…)的壁部通过接合手段58接合。在所示的实施例中，接合手段58设置有两个辊58c，这两个辊58c可以抵靠塔段(32-1、32-2、…)的壁部放置。这些可以是橡胶、塑料或金属板。如图15所示，四个接合手段58连接到支撑梁52，用于在位置P1和P2之间移动，这在定位在竖直距离58a处的两个水平面中。因此接合手段58构造为保持被接合的塔段(32-1、32-2、…)直立，因为它们可以吸收围绕水平轴线的力矩。
如图4和图5所示，装置1的实施例的特征还在于，上部结构10在上表面(10-2)的位置处包括用于风力涡轮机叶片31的根部310的定位手段6。定位手段6包括格子笼61，格子笼61通过肋60连接到上部结构10并在上侧设置有在X和Y方向上可移动的定位板62。定位板62可以例如用液压缸(未示出)连接到格子笼61的固定上板63。设置在定位板62上的是直立支撑件64，直立支撑件64的上侧被成形以便能够接收风力涡轮机叶片31的根部310的壁部。
以上示出了接合结构5构造为通过接合板56和接合手段58接合塔段(32-1、32-2、…)，然后通过与缆索50共同作用的拉索千斤顶使其在内部空间11中沿竖直方向103移位。因此，可以提升塔段(32-1、32-2、…)，从而在相关塔段(32-1、32-2、…)下方创造足够的空间，以用于在内部空间11中接收另一个下层的塔段(32-1、32-2、…)。该下层的塔段(32-1、32-2、…)例如可以通过地板41的向内滑动而移动到内部空间11中。以这种方式，可以从下到上构造风力涡轮机桅杆，如下面将进一步说明的。
图1-图23示出了使用本发明的装置1进行风力涡轮机的海上建造的方法的实施例的不同步骤。
参考图1，上部结构10用起重机22提起，并且放置在基础101上并固定在其上。然后，第一塔段32-1用起重机提起，从上方移动到上部结构10的内部空间11中，并移动到接合结构5，接合结构5为此目的固定在上部结构10的上半部中。第一塔段32-1的两个相对的耳轴35在此移动到设置在接合板56的上侧的凹部56a中。第一塔段32-1然后与起重机22解联接，并且第一塔段32-1搁置在接合结构5的接合板56中。接合结构5的竖直位置在此足够高，以使第一塔段32-1的上部在上表面10-2的上方突出。然后，带有发电机33的毂30用起重机22从船2的甲板20上提起，放置在第一塔段32-1上，并在此连接。这种情况在图1中示出。
风力涡轮机叶片31然后用起重机22从甲板20上提起，并用其叶片根部310滑入毂30的毂开口30a中，并固定在其中。在图4中，两个风力涡轮机叶片31已经以这种方式连接到毂30。如针对第三风力涡轮机叶片31所示的，叶片根部310滑动到毂开口30a中是通过定位手段6发生的。为此目的，叶片31的叶片根部310用起重机22以基本上水平的位置放置在直立支撑件64中，其中叶片31保持悬挂在起重机22中。然后，在任何情况下,用(X，Y)定位板62控制(优选远程地)在水平面中的运动，使得根部310被相对毂开口30a精确地定位并对准，并且然后在其中滑动并固定，例如通过螺栓连接。由此产生图6所示的部分建造状态。
在后续的步骤中，第二塔段32-2用起重机22从船2的甲板20上提起，放置在供应结构4的地板41上，并与其联接。联接可以例如使用液压夹具或通过螺栓连接来完成。如图7和图8所示，地板41在此位于内部空间11外部的位置A。然后，与供应结构4的地板41联接的第二塔段32-2从内部空间11外部的位置A移动到内部空间11中，移动到位置B。根据图10，这是通过在水平方向上滑动供应结构4的地板41和与其联接的第二塔段32-2来实现。同时，第一塔段32-1保持悬挂在接合结构5的接合板56中，如图9详细所示。
参考图12，接合结构5用拉索千斤顶54沿电缆50下降，直到从接合板56悬挂的第一塔段32-1的下边缘与联接到地板41的第二塔段32-2的上边缘接触。然后两个塔段32-1和32-2相互固定，例如通过使用螺栓将其相应法兰连接，如图12所示。然后第一塔段32-1从接合结构5解联接。例如，这可以通过将接合手段58移动到非接合位置P1，向下移动接合板56(连同接合结构5的其余部分)使得耳轴从接合板56松动，以及将接合板56远离塔段32-1和32-2的壁移动一段距离来实现。这允许接合板56向下移动到第二(下层)塔段32-2的耳轴35上方。
参考图13，第二塔段32-2的耳轴35然后与接合板56接合。这种情况在图14和图15中更详细地示出。在此，接合手段58处于接合位置P2。
参考图16，然后通过使用拉索千斤顶54在竖直方向103上向上移位接合结构5，两个联接的塔段(32-1、32-2)在内部空间11中与接合结构5一起向上移动。这在相关的联接的塔段(32-1、32-2)下方制造了足够的空间，用于在内部空间11中接收另一个下层的塔段。在这种情况下，部分形成的风力涡轮机桅杆在上部结构10的上表面10-2上方突出相当大的程度。接合手段58对于保持部分形成的风力涡轮机桅杆直立是重要的，毕竟风力涡轮机桅杆没有其它支撑。
参考图17-20，针对第三塔段32-3重复第二塔段32-2的上述步骤。为此，我们参考上面给出的用于放置第二塔段32-2的这些步骤的描述。图17、18、19和20描述了图8、10、12和13中描述的相应方法步骤。
参考图11，显示了上述步骤之后产生的情况，其中风力涡轮机桅杆完全由一个放置在另一个之上的塔段(32-1、32-2、32-3)建造。上部结构10在此仍然位于基础101上并且围绕所建造的风力涡轮机桅杆32。为了能够移除上部结构10，整个风力涡轮机桅杆32用接合结构5略微提升，地板41沿着供应结构4的支撑梁40从内部空间11中的位置B移动到与位置A相对的位置C(例如见图12)。然后，风力涡轮机桅杆32再次下降到抵靠板102的位置，并固定到板102上。
在图21和图22所示的最后一个步骤中，上部结构10从基础101释放，并用起重机22沿着上部结构10的敞开侧壁从风力涡轮机塔架32周围移除。接合结构5的门51在此处于折叠打开状态。
显而易见的是，装置1也可以用于布置风力涡轮机的部件，例如当它们需要更换时。因此，下部塔段32-3可以例如通过将塔段(32-1、32-2)与塔段32-3解联接并利用接合结构5将它们向上移动来更换。然后，待更换的塔段32-3可以通过将地板41从位置B从内向外平移到位置A，并且然后用起重机22将其移除的方式，从塔段(32-1、32-2)下方移除。新的塔段32-3然后可以用起重机22提供，并且以上述方式沿着底部联接到塔段(32-1、32-2)。其他磨损的部件也可以以类似的方式移除并更换为新的部件。

Claims (23)

1.用于风力涡轮机或其部件在存在于海上的竖直延伸的基础上的海上布置的装置，包括：
-基础；
-细长上部结构，细长上部结构可释放地连接到基础，并从基础在基础的下表面和上表面之间沿竖直方向延伸，其中上部结构包括内部空间，风力涡轮机的塔段可进入内部空间，并且塔段可以接收在内部空间中；
-用于塔段的水平地可移位的供应结构，其中供应结构构造为通过水平位移将与其联接的塔段从内部空间外部移动到内部空间中；
-接合结构，接合结构接收在内部空间中用于竖直位移，用于接收在内部空间中的塔段，其中接合结构构造为通过竖直位移提升内部空间中的接合的塔段，由此在相关的塔段的下方产生足够的空间以用于在内部空间中接收另一个下层的塔段。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，接合结构构造为在内部空间中将接合的塔段下降到抵靠下层的塔段的位置，以便将相关的塔段联接到下层的塔段。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，接合结构构造成在内部空间中将接合的塔段提升到塔段在上部结构的上表面的上方突出的位置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，接合结构在固定位置之间可移位。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，供应结构布置在上部结构的下表面的位置处。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，供应结构在水平方向上在上部结构的两侧突出。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，供应结构包括用于地板的支撑表面，地板在水平方向上在内部空间内部和外部的位置之间可滑动，并且塔段可以联接到地板，并且支撑表面优选地在上部结构的两侧突出。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，上部结构在上表面的位置处包括用于风力涡轮机叶片的根部的定位手段，其中定位手段在水平方向和竖直方向上可移动。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，塔段通过上部结构的至少部分敞开的侧壁可进入上部结构的内部空间。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，上部结构包括格子形式的侧壁。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，基础部分地在水的上方突出。
12.用于风力涡轮机或其部件在存在于海上的竖直延伸的基础上的海上布置的组件，包括：
-船，船设置有待布置的风力涡轮机部件，并且还设置有用于提起风力涡轮机部件的提升手段，风力涡轮机部件包括毂、一个或更多个叶片和/或用于形成风力涡轮机的塔架的一个或更多个塔段；以及
-根据前述权利要求中任一项所述的装置。
13.用于风力涡轮机或其部件在存在于海上的竖直延伸的基础上的海上布置的方法，包括：
a)提供根据权利要求12所述的组件；
b)用提升手段提起塔段并将其联接到供应结构；
c)通过在水平方向上移位供应结构和与其联接的塔段，将与供应构件联接的塔段从内部空间外部移动到内部空间中；
d)将移动到内部空间中的塔段与接合结构接合；以及
e)通过在竖直方向上移位接合结构来在内部空间中提升接合的塔段，从而在相关的塔段的下方产生足够的空间，用于在内部空间中接收另一个下层的塔段。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，与接合结构接合的塔段在内部空间中下降到抵靠下层的塔段的位置，并且相关的塔段联接到下层的塔段。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，与接合结构接合的塔段在内部空间中被提升到塔段在上部结构的上表面的上方突出的位置。
16.根据权利要求13-15中任一项所述的方法，其中，接合结构在固定位置之间移位，并在固定位置锚固到上部结构。
17.根据权利要求13-16中任一项所述的方法，其中，在步骤b)之前，上部塔段利用提升手段布置在接合结构中，并由此接合，使得最上部塔段在上部结构的上表面的上方突出，接合结构在固定位置锚定，并且毂利用提升手段布置在第一塔段上并固定到第一塔段。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，风力涡轮机叶片利用提升手段提起，并且利用其叶片根部布置在毂开口中并固定在毂开口中。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，用提升手段提起的风力涡轮机叶片的叶片根部由设置在上部结构的上表面的位置处的定位手段接合，并且定位手段在水平反向和竖直方向上移动，以便将叶片根部与毂开口对准并将叶片根部布置在毂开口中且将叶片根部固定在毂开口中。
20.根据权利要求13-19中任一项所述的方法，其中，重复所述步骤b)-e)，直到堆叠的且相互连接的塔段的完整的风力涡轮机塔架已经被建造。
21.根据权利要求13-20中任一项所述的方法，还包括从基础释放围绕风力涡轮机塔架建造的上部结构，并用提升手段移除上部结构。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，上部结构通过折叠可打开，并且在折叠打开状态下被移除。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，上部结构具有敞开侧壁，并且上部结构沿着敞开侧壁从风力涡轮机塔架周围移除。
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