CN203753364U - 自升式海上风机安装船 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自升式海上风机安装船，包括设置有升降机构室的船体以及贯穿升降机构室的桩腿，设置于船体上的摩擦绞车、导向滑轮和钢丝绳；桩腿上设有桩腿顶部定滑轮组和桩腿下部定滑轮组，升降机构室上装有升平台，升平台上设有平台下定滑轮组和平台上定滑轮组；钢丝绳的一端固定在升降机构室的顶部，另一端依次绕制在桩腿顶部定滑轮组、平台上定滑轮组导向滑轮和摩擦绞车，并通过另一组导向滑轮绕制于平台下定滑轮组、桩腿下部定滑轮组上，该末端固定于升降机构室上；钢丝绳与各滑轮组、摩擦绞车形成闭合的循环系统。本实用新型具有体积小、运动平稳连续、升降速度较快、便于维护与保养的优点，适用于浅水区的风电安装，具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及海工平台和大型船舶，尤其是一种自升式海上风机安装船。
背景技术
风机安装船，又称为海上风电场工程船、风车安装船，是集运输、起重、升降和航行功能于一身的专用海上风机安装工程船。超大型自升式风电安装船属于第二代海上风机安装工程船。
现有自升式安装船桩腿的设计主要有两种：壳体式和桁架式。壳体式优点是结构简单，制造容易，强度主要通过采用超高超厚强度板来实现，相对桁架式结构占船体面积小，但其受风浪作用面积大；桁架式桩腿受风浪作用面积小，可提高船体稳定性，减少平台重量、提高船体的有效载荷，但建造工艺复杂，造价较高。
桩腿或平台的抬升方式主要有齿轮齿条式和液压插销式。例如200920101091.2公开了一种具有齿轮齿条式升降系统风电安装船，它是在桩腿上烧焊齿条，在平台或船体上固定安装与桩腿对应的齿轮组，齿轮与齿条啮合，通过电机或液压马达驱动齿轮正反向运动，使桩腿相对船体或平台上下运动。
但是上述系统具有运动不连续，对船体或平台有冲击，需单独泵站提供油源，海上维护任务较重等缺点。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型要提供一种自升式海上风机安装船，以解决上述问题。
技术方案：一种自升式海上风机安装船，包括设置有升降机构室的船体以及贯穿升降机构室的桩腿，设置于船体上的摩擦绞车、导向滑轮和钢丝绳；所述桩腿上设有桩腿顶部定滑轮组和桩腿下部定滑轮组，所述升降机构室上装有升平台，所述升平台上设有平台下定滑轮组和平台上定滑轮组；钢丝绳的一端固定在升降机构室的顶部，另一端依次绕制在桩腿顶部定滑轮组、平台上定滑轮组导向滑轮和摩擦绞车，并通过另一组导向滑轮绕制于平台下定滑轮组、桩腿下部定滑轮组上，该末端固定于升降机构室上；钢丝绳与各滑轮组、摩擦绞车形成一个闭合的循环系统。
各滑轮组上对应设置挡绳和注油点，以保证转动灵活正常。所述桩腿的底部设有桩靴，桩靴的顶面和底面设有若干个喷嘴，便于桩腿的抬升，减小阻力。
升式海上风机安装船还包括测量装置，用于实时测量钢丝绳的张力、行程和速度，所述测量装置与中央控制室通信连接。所述摩擦绞车设有棘轮棘爪制动装置和张紧装置。
自升式海上风机安装船总长为89.6米，型宽为36米，型深为5米，桩腿为4根。
安装船还包括冷却水提升塔装置，在平台升出水面后，通过所述提升塔装置将冷却水抽入系统，冷却机械设备；压载舱，所述压载舱设有双控止回舱底阀；在平台升起时，打开双控止回舱底阀，将压载舱的压载水排出。在所述船体的甲板作业上设置配合主吊施工作业的履带吊行走通道。安装船还包括发电机组，发电机组的冷却风扇为分体外置方式。
有益效果：本实用新型具有体积小，运动平稳连续、升降速度较快、冲击动力，而且便于维护与保养的优点。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是本实用新型的摩擦式绞车和桩腿的配合关系示意图。
图3是钢丝绳的走向示意图。
具体实施方式
结合图1至图3描述本实用新型的自升式海上风机安装船。本实用新型为钢质非自航自升式风电安装平台，具有改装成短距离调遣航行的条件，设计中预留有发电机组和推进装置的安装空间，主要用于黄海离岸浅水区的风电安装。
本实用新型自升式海上风机安装船主要包括设置有升降机构室的船体1以及贯穿升降机构室的桩腿2，设置于船体上的摩擦绞车3、导向滑轮9和钢丝绳10；桩腿2上设有桩腿顶部定滑轮组4和桩腿下部定滑轮组7，用于实时测量钢丝绳的张力、行程和速度的测量装置，测量装置与中央控制室通信连接，桩腿的底部设有桩靴，桩靴的顶面和底面设有若干个喷嘴。升降机构室上装有升平台，升平台上设有平台下定滑轮组5和平台上定滑轮组6；钢丝绳的一端固定在升降机构室的顶部，另一端依次绕制在桩腿顶部定滑轮组4、平台上定滑轮组6导向滑轮和摩擦绞车，并通过另一组导向滑轮8绕制于平台下定滑轮组5、桩腿下部定滑轮组7上，该末端固定于升降机构室上；钢丝绳与各滑轮组、摩擦绞车形成一个闭合的循环系统，操作方便，摩擦绞车设有棘轮棘爪制动装置14和张紧装置13，各滑轮组上对应设置挡绳11和注油点12，桩腿下部定滑轮组采用滑动轴承，其余滑轮组采用滚动轴承，以保证其转动灵活。本实用新型设置4根带桩靴的桩腿。桩腿截面方形2.8×2.8m，桩靴为长方形8.7×6.9m，高度1.3m。从桩靴底面至桩顶总长度42m。桩腿钢材采用H36高强度船用结构钢。桩靴底面和顶面设置若干个喷嘴(上下各两圈)，供拔桩时喷冲用。每根桩上设升平台滑轮组和升桩滑轮组各一组，每组16个φ1400mm滑轮。
上述升降机构的工作原理是：桩腿顶部前后各设8个升平台滑轮(φ1400mm)，共16个滑轮，在桩腿前后各设7个升平台滑轮(φ1400mm)，共14个滑轮，它们组成升 平台滑轮组。钢索(φ70mm)从升降机构室顶面开始穿绕升平台滑轮组(倍率为30)，然后经导向滑轮(φ1120mm)到达摩擦式绞车滚筒，在绞车的两个滚筒上盘绕9圈后引向升桩滑轮组，该滑轮组与升平台滑轮组的组成相同，分别设在桩腿下部和升降机构室顶的下面，钢索倍率亦为30，末端固定在升降机构室顶的下面。升降钢索形成闭式循环。升平台时摩擦式绞车滚筒卷绕钢索使平台向上举升，降平台时反向动作，使平台下降，升桩和下桩与此类似。
此外，在绞车的进、出索上装设张紧装置，使松弛钢丝绳保持一定的张力。除液力推杆制动器外还设有棘轮棘爪制动装置，制动安全系数不低于2，以确保安全。当主电动机发生故障时，可以用付电机通过一套应急机构驱动绞车低速运转，以保证升降动作。钢丝绳的直径φ70mm，长度1200m／根规格：70ZAA6×36SW+1WR，钢芯镀锌，钢丝绳公称抗拉强度1870MPa，钢丝绳最小破断力3260KN(332.3t)，额定拉力800KN时安全系数大于4。升平台和升桩钢丝绳倍率均为30，滑轮底径φ1400mm(d／D＝20)，外径φ1580mm，采用滑轮专用新型滚子轴承和严密密封。导向滑轮的滑轮底径φ1120mm(d／D＝16)，外径φ1300mm，采用滑轮专用新型滚子轴承和严密密封。
升降机构由设在中央控制室内的操纵台集中控制，每桩还设有桩边控制台。集中控制台和桩边控制台主要包括：每个桩腿起升、停止、下降按钮及相应指示灯功率指示表、水平仪、桩腿负荷显示、桩腿行程显示、应急停止按钮。摩擦式电动绞车采用交流变频控制，轻载时可以加速。
升降机构室升平台和升桩滑轮组、导向滑轮以及导向块均装于其上。导向块厚度40mm，宽度140mm，采用HARDOX500耐磨钢板。桩腿安全插销在上甲板桩腿左右两侧各设置一排插孔，节距1600mm，在升平台完成后和拖航状态时用液压油缸将插销插入，以保证安全。
本实用新型自升式海上风机安装船的主要参数为：总长89.6m；型宽36.0m；型深5.0m；桩腿数4；桩腿型式方形，2.8×2.8m；桩腿长(包括桩靴)42.00m；桩腿横向中心距28.80m；桩腿纵向中心距52.20m；作业水深(包括潮差)12.00m；桩腿设计插入土层最大深度5.00m；轻载拖航吃水～2.10m；设计拖航吃水～2.30m；轻载拖航排水量～5644t；设计吃水排水量～6235t；自持力15天；床位40P。
除上述技术特点外，本实用新型其他的技术创新点为：由3道纵舱壁、7道横舱壁和若干道小舱壁将主体内分隔为若干个空间，其中：舷侧纵壁与舷侧之间设有海水存储舱、海水沉淀舱、压载水舱、空舱、桩腿开口加强区、绞车舱；舷侧纵壁与中纵壁之间设有机舱、泵舱、配电板间、生活污水舱、生活污水处理舱、压载水舱、燃油舱、淡水舱和空舱等。上甲板艉部设有250t×30m电动回转起重机1台，中部为风机吊装作业 区。风机安装船的主桁结构是连接桩腿围井，传递载荷的强力结构。纵向主桁由舷侧板、纵舱壁及其之间的甲板和底板组成，横向主桁由连接桩腿围井的横舱壁及其之间的甲板和底板组成。自升式海上风机安装船的甲板、底部、舷侧及纵舱壁采用纵骨架式结构，固桩区之间的上甲板、底部横向区域(FR15～FR30及FR102～FR117)局部采用横向骨架形式。甲板及底部的纵骨间距为0.6m，舷侧及纵舱壁的纵骨间距为0.625m。由强横梁、强肋骨和肋板构成的横向强框架的间距为1.8m。甲板结构均采用纵骨架形式，围壁结构均采用垂向骨架形式。甲板室结构采用船用低碳钢(σy＝235MPa)，主平台体和大型吊机底座结构等采用船用高强度钢H32(σy＝315MPa)，桩腿围井区加强结构及吊臂托架等局部结构适当采用高强度钢H36(σy＝355MPa)。结构用钢材的化学成分和力学性能应符合CCS《材料与焊接规范》的规定。
平台采用冷却水提升塔装置，在平台升出水面后，通过提升塔装置，将冷却水抽入系统，对机械设备进行冷却，改变了传统冷却水舱的设置，有效减轻了船体起升时的总重。压载舱采用双控止回舱底阀，在平台升起时，可以通过打开双控止回舱底阀，将压载舱的压载水，通过重力迅速排出，短时间内减轻船体总重。甲板作业区域设计履带吊行走通道，改变传统的固定辅助吊机作业模式，采用履带吊配合主吊施工作业，增强了操作的灵活性。发电机组采用冷却风扇分体外置方式，将发电机组冷却风扇置于外界开敞空间，增加了冷却效果，简化了系统设置。
本实用新型的工作过程是：拖航前往风电场时可携带一套3MW的风机设备，包括塔柱(分三段)、机舱、轮毂和叶片，总重约500t。到达预定地点后本平台下桩定位或抛锚定位，桩腿经过预压后，将平台升离水面至安全高度。用DC250t×30m电动回转起重机的主钩分别起吊塔柱的下、中、上段到固定基座上逐段安装固定，然后起吊机舱至塔柱顶上安装固定，再将带叶片的轮毂吊起与机舱相接。起吊作业在履带吊的辅助下完成。待第一套风机设备安装完成后，第二套由驳船运到，通过DC250t×30m电动回转起重机将风机设备吊放到本平台上，按第一套的布置位置放好，然后重复第一套的安装顺序进行吊装。
Claims (9)
1.一种自升式海上风机安装船，包括设置有升降机构室的船体（1）以及贯穿升降机构室的桩腿（2），其特征在于，还包括设置于船体上的摩擦绞车（3）、导向滑轮（9）和钢丝绳（10）；所述桩腿上设有桩腿顶部定滑轮组（4）和桩腿下部定滑轮组（7），所述升降机构室上装有升平台，所述升平台上设有平台下定滑轮组（5）和平台上定滑轮组（6）；钢丝绳的一端固定在升降机构室的顶部，另一端依次绕制在桩腿顶部定滑轮组（4）、平台上定滑轮组（6）导向滑轮和摩擦绞车，并通过另一组导向滑轮绕制于平台下定滑轮组（5）、桩腿下部定滑轮组（7）上，末端固定于升降机构室上；钢丝绳与各滑轮组、摩擦绞车形成一个闭合的循环系统。
2.如权利要求1所述的自升式海上风机安装船，其特征在于，各滑轮组上对应设置挡绳（11）和注油点（12）。
3.如权利要求1或2所述的自升式海上风机安装船，其特征在于，所述桩腿的底部设有桩靴，桩靴的顶面和底面设有若干个喷嘴。
4.如权利要求3所述的自升式海上风机安装船，其特征在于，还包括测量装置，用于实时测量钢丝绳的张力、行程和速度，所述测量装置与中央控制室通信连接。
5.如权利要求1所述的自升式海上风机安装船，其特征在于，所述摩擦绞车设有棘轮棘爪制动装置（14）和张紧装置（13）。
6.如权利要求1所述的自升式海上风机安装船，其特征在于，还包括冷却水提升塔装置，在平台升出水面后，通过所述提升塔装置将冷却水抽入系统，冷却机械设备。
7.如权利要求1所述的自升式海上风机安装船，其特征在于，还包括压载舱，所述压载舱设有双控止回舱底阀；在平台升起时，打开双控止回舱底阀，将压载舱的压载水排出。
8.如权利要求1所述的自升式海上风机安装船，其特征在于，在所述船体的甲板作业上设置配合主吊施工作业的履带吊行走通道。
9.如权利要求1所述的自升式海上风机安装船，其特征在于，还包括发电机组，发电机组的冷却风扇为分体外置方式。
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