CN1240940C - 在海上安装和运输一陆风动力站的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

用于在海上安装一陆风动力站(1)和/或将其从海上运输，例如以便维护的方法和系统，上述风力动力站包括一准备放在海底上的底座(2)和一固定地底座上的塔(3)，该风力动力站用运输船(4)运输至海上的安装地点并下降至海底上，和/或升离海底并用运输船运输至陆地/岸上。风力动力站通过在设置在风力动力站中的压舱水箱(6、7)加入压舱水而下降，并通过减少压舱水箱中的压舱水量而上升，风力动力站包括压舱水箱(6、7)。

Description

在海上安装和运输一陆风动力站的方法和系统
本发明涉及一种用于在海上安装一陆风(由陆地吹向海洋的风)(offshore wind)动力站和/或将其从海上运输以便维护的方法。再有，本发明涉及一种用于在海上安装一陆风动力站和/或将其从海上运输以便维护的系统。此外，本发明还涉及一种陆风动力站。
在现有技术中，已经从GB2327440的说明中知道有一种用于安装一陆风动力站的方法。风力动力站包括一宽的底座和一从底座垂直向上延伸并载有一装在其顶部的风力转子的塔。在上述说明所表示的安装方法中，风力动力站的塔和底座作为单个的组件通过采用一浮动的构架例如驳船来运输，该驳船将底座紧固在驳船的底面上，将其运输至安装地点，然后通过使用设置在浮动构架上的装置如链、钢缆、杠杆式千斤顶或类似物将其下降至海底上。浮动构架以后就可用于安装其它相应的底座与塔的组合体。
与此现有技术的方法有关的问题为，用于安装的浮动构架的负载能力必须如此设计，以使它能承受底座和塔的重量，外加其自身的重量。所得到的浮动构架非常笨重而且昂贵。此外，此说明完全忽略了偶然要使风力动力站从海底上升并将其运输到陆地/岸上，以便维护的需要。采用按照该说明建造的设备，这样做，就算有可能，但也是很困难。这是因为，可能用混凝土或钢做的底座必须非常重，以便抵抗由风力、海流、波浪和冰作用在风力动力站上的应力。因此，底座设有用砂、石头或铁矿石做成的压舱材料。从海底升举这样的载荷需要非常大的外部起升能力。因此，需要一个专门的公海起重船，以用于起升作业。
本发明的目的为消除上述缺点。
本发明的具体目的为公开一种用于运输陆风动力站的方法和系统，它在运输时允许运输船完全不必负载风力动力站的重量。
本发明的另一目的为公开一种风力动力站，它可以容易地在一安装地点和一维修地点之间来回运输，并且在水中独立地上升和下降，不必采用任何专门的起升设备。
本发明的方法、系统和风力动力站的有特色的特征示于下面的权利要求书中。
在本发明的方法中，风力动力站通过使用一运输船被运输至一安装地点，下降至海底和/或从海底上升，并用运输船运输至陆地/岸上。按照本发明，风力动力站通过在设置在风力动力站中的压舱水箱中加入压舱水而下降，而风力动力站又通过减少压舱水箱中的压舱水量而上升。
在本发明的系统中，风力动力站包括一准备安装在海底上的底座、一固定在底座上的塔和一运输船，该运输船设有抓握装置，以用于抓握风力动力站，并将风力动力站运输至海上的安装地点和/或将其从海上运输至陆地/岸上。按照本发明，该系统包括一设置在风力动力站中的压舱水箱。
本发明的陆风动力站包括一准备安装在海底上的底座和一固定在底座上的塔。按照本发明，风力动力站包括一压舱水箱。
其它本发明的优选特征和实施例在下面的从属权利要求中示出。
下面将借助其少数例子并参考附图详细说明本发明，图中：
图1用示意的侧视图并局部剖开地示出本发明的风力动力站。
图2-7示出本发明的系统的两个不同的实施例和本发明的过程中的不同阶段。
图1示出按照本发明的风力动力站1。它包括一例如圆的平板形的宽底座2，该底座可以放在海底上。再有，风力动力站包括一固定在底座上并从其垂直延伸的塔3。装在塔3的上端的是一风力转子9。可以用混凝土或钢制造的箱形底座2是一个空心结构，其中的空间用作压舱水箱6。塔3同样是一空心结构，其中的空间用作压舱水箱7。在底座2和塔3中的压舱水箱6、7的内部空间可以是分开的空间或者可以彼此连通。此外，风力动力站1可包括一个或多个泵8，用它可以将海水泵入或泵出压舱水箱6、7。泵8也可以设置在运输或服务船4上，在此情况下，风力动力站不一定需要设置压舱水泵。
风力动力站在水中的浮力要如此设计，以使该站在压舱水箱6、7是空的时候能漂浮并在水中负担其本身的重量。相应的是，当压舱水箱6、7部分地或全部灌以水时，风力动力站将沉至海底。
在图2中，底座2和塔3在陆地或岸上通过使用一岸上的起重机装配成单个的整体。底座2可单独地漂浮至安装地点并通过充灌底座中的压舱水箱6下降至停在海底的稳固的基座上。在底座2的顶上，塔3由一件或更多件建成。也可以将水泵入塔中的压舱水箱7中，以提高其稳固性。最后，在塔3的端部安装机房和风力转子9。
当风力动力站准备运输至其海上的安装地点时，则如图3和4所示，底座2和塔3中的压舱水箱6和7中的压舱水量要如此调节，以使底座2成为有浮力的并且离开海底上升。通过调节箱6、7中的压舱水量，底座相对于运输船4的标高和稳定性被调节成使其适合于运输。塔3如图4所示沿侧向从两相反侧被装在运输船上的抓握装置5的抓握爪10抓住。在塔上的抓握最好如此，以使之允许塔相对于运输船的垂直方向而不是别的方向移动。以后就将风力动力站运输至其海上的安装地点。
图5和6示出用于实现图3和4的运输船的另一种解决方案。在图5和6中，所用的运输船4为一驳船，它有一叉形的构架，有一从其中部至边缘延伸的通槽11，以允许塔3穿过该槽。为了运输，底座2可以按照基本固定的方式紧固在驳船4上。底座2的上表面靠在驳船4的底面上并用合适的紧固元件12如钢缆、链、螺栓或类似物紧固在其上。
图7示出了过程中的一个阶段，此时，风力动力站已经送至安装地点，并且一个足以增加重量以使底座2下沉至海底的水量已经被泵入底座2的压舱水箱6和塔3的压舱水箱7中。
塔3的构成压舱水箱7的整个内部空间可基本灌以水。除了底座2之外，在塔3中设置压舱水箱，连同合适的设计，就使风力动力站的重量得以增加，以使它能非常稳固地停放在海底上，而风力动力站则能承受由风、海流、海浪和冰产生的载荷，该载荷会倾翻或移动风力动力站。此外，在塔3中，设置一个压舱水箱7，使之有可能采用比较轻型和结构紧凑的底座2。
底座2可以设置喷水设备(图中未示出)，如果海底例如是砂地性质的，则在底座已经沉靠在海底上以后，就可用该设备采挖，从而使之有可能调节风力动力站的垂直对齐。
当风力动力站准备从海上送至岸上，以便维护时，其过程自然是与安装过程相反的。站立在海底上的风力动力站1的压舱水箱6、7中的水量被减少，直至底座2和塔3的浮力升举动力站，使其离开海底，并将其升高至一靠近表面的水平。风力动力站的标高和稳定性可以通过压舱水箱6、7调节，使其相对于用于运输的运输船4是合适的。以后就从两相反侧用运输船4的抓握装置5抓握塔3，并将风力动力站运离安装地点，到达维护地点。
本发明并不限于上述实施例，而是在权利要求书所限定的本发明的思想的范围内，可以有许多变型。

Claims (13)

1用于在海上安装一陆风动力站(1)和/或将其从海上运输以便维护的方法，上述风力动力站包括一准备安装在海底上的底座(2)和一固定在底座上的塔(3)，该风力动力站用一个运输船(4)运输至海上的安装地点并下降至海底上，和/或升离海底并用运输船(4)运输至陆地/岸上，其特征为，风力动力站通过在设置在风力动力站中的压舱水箱(6、7)中加入压舱水而下降以及风力动力站通过减少压舱水箱中的压舱水量而上升，压舱水箱(6、7)要如此设计，以使该站在压舱水箱(6、7)是空的时候能漂浮并在水中负担其本身的重量，并且相应地，在压舱水箱(6、7)部分地或全部灌以水时，风力动力站将沉至海底上。
2权利要求1的方法，其特征为，在运输中，风力动力站(1)相对于运输船(4)的垂直移动是允许的。
3如权利要求1或2的方法，其特征为，为了在海上安装风力动力站，用一安装在运输船(4)上的抓握装置抓握风力动力站；借助压舱水箱(6、7)调节风力动力站的标高和稳定性，使它们相对于运输船是合适的；将风力动力站运输至海上的安装地点，通过充灌压舱水箱(6、7)，在安装地点将风力动力站下降至海底上。
4如权利要求1或2的方法，其特征为，为了从海上运输风力动力站，减少压舱水箱(6、7)中的水量，直至风力动力站离开海底上升，至一靠近表面的水平；用压舱水箱(6、7)调节风力动力站的标高和稳定性，使它们相对于运输船(4)是合适的；用运输船(4)上的抓握装置(5)抓握风力动力站；将风力动力站从安装地点运输至岸上，从运输船的抓握中松开风力动力站。
5如权利要求1或2的方法，其特征为，使用一个设置在风力动力站的底座(2)中的压舱水箱(6)，和/或使用一个设置在风力动力站的塔(3)中的压舱水箱(7)。
6如权利要求1或2的方法，其特征为，用运输船(4)的抓握装置(5)从两相反侧抓握风力动力站的塔(3)。
7用于在海上安装一陆风动力站(1)和/或将其从海上运输以便维护的系统，上述风力动力站包括一准备放在海底上的底座(2)和一固定在底座上的塔(3)，以及一设有一用于抓握风力动力站的抓握装置(5)的运输船(4)，该船将动力站运输至海上的安装地点，和/或将其从海上运输至陆地/岸上，其特征为，该系统包括一设置在风力动力站中的压舱水箱(6、7)，以及压舱水箱(6、7)要如此设计，以使该站在压舱水箱(6、7)是空的时候能漂浮并在水中负担其本身的重量，并且相应地，在压舱水箱(6、7)部分地或全部灌以水时，风力动力站将沉至海底上。
8如权利要求7的系统，其特征为，系统包括一个设置在船(4)上或在风力动力站(1)上的泵(8)，以用于将压舱水泵入/泵出压舱水箱(6、7)。
9如权利要求7或8的系统，其特征为，底座(2)设有一个压舱水箱(6)，和/或塔(3)设有一个压舱水箱(7)。
10如权利要求7或8的系统，其特征为，运输船(4)的抓握装置(5)包括用于从侧向从其两个相反侧抓握塔(3)的抓握爪(8)，上述抓握爪设计成允许塔相对于运输船(4)垂直移动。
11陆风动力站，它包括一准备放在海底上的底座(2)和一固定在底座上的塔(3)，其特征为，风力动力站包括压舱水箱(6、7)，该压舱水箱(6、7)要如此设计，以使该站在压舱水箱(6、7)是空的时候能漂浮并在水中负担其本身的重量，并且相应地，在压舱水箱(6、7)部分地或全部灌以水时，风力动力站将沉至海底上。
12如权利要求11的陆风动力站，其特征为，底座(2)设有压舱水箱(6)，和/或塔(3)设有压舱压水箱(7)。
13如权利要求11或12的陆风动力站，其特征为，风力动力站(1)包括一泵(8)，以用于将压舱水泵入/泵出压舱水箱(6、7)。
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