CN206071798U - 风电机组海上运输安装船 - Google Patents

Abstract

本实用新型风电机组海上运输安装船涉及风力发电设备安装领域。其目的是为了提供一种风机安装效率高、受海况影响小、施工成本低，集风机码头整机装船、整机运输、卸船和安装于一体的风电机组海上运输安装船。本实用新型风电机组海上运输安装船包括船体、运输支架和顶升系统，船体至少一端沿纵向中轴线方向设置凹口；运输支架包括主塔架、能够开合的上部支架和能够开合的下部支架；两个主塔架固定在所述船体上凹口的两侧，上部支架固定在两个主塔架的顶部，用于支撑风机塔筒上段；下部支架设置在两个主塔架之间的下部，用于固定风机塔筒底段；顶升装置固定在下部支架下方的船体上，顶升装置顶部与下部支架连接，用于带动下部支架上下移动。

Description

风电机组海上运输安装船

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备安装领域，特别是涉及一种风电机组海上运输安装船。

背景技术

目前国内外的海上风电机组安装设备有：自升式起重船、稳性桩浮吊船、普通驳船加装履带起重机、普通浮吊船。安装风机采用分体式安装或整体式安装。分体式安装就是将风机各个部件由陆地运输到海上风机机位旁，采用海上吊装设备逐件进行海上风机安装；整体式安装就是将风机各个部件在码头组装好，然后运输到海上风机机位旁，采用海上吊装设备整体进行风机安装。

自升式起重船设置有液压自力式升降腿柱。工作时，腿柱插入海底把船的整体举升离开水面，这样可以避免风浪对吊装作业的影响。安装风机多采用分体式安装风机。但是船舶的造价成本过高，收、伸支腿时间较长。

稳性桩浮吊船通常由常规船舶改建而成，尺度小于专业的起重船，桩腿为后改建而成。在施工中船体依然依靠自身浮力漂浮在水中，桩腿仅起到稳定船体的作用，并不能承载船及船上货物的整体重量，甲板面积较小，一般只能运输两到三台风机部件不适合远距离作业，特别是不能在深水区施工，仅能在浅水区施工。安装风机多采用分体式安装风机。

普通驳船加装履带起重机，就是将大型履带起重机放置在普通驳船上进行吊装作业。安装风机多采用分体式安装风机。加装履带起重机进行风机安装，仅适合在浪潮较小的浅水区域较为突出，如果是滩涂地，也可以适当的作为备选方案，但效率要相对低一些。

普通浮吊船是海上的起重船，可进行风机分体式安装和整体式安装。是用普通的大型浮吊将运输船上的风机部件或风机整体吊装至风机基础上安装。一般受海况影响较为严重，受浪潮影响较大，作业效率相对较低，工期也存在不确定性；风机部件一旦碰撞容易碎裂，安装时的风险较大；要求船队作业；只能使用大型浮吊船，不利于船舶的落实。

此外，传统风机整体方案需要每次先从临时基础上拆除，再向运输船上的临时基础上安装；到安装机位后，从运输船上的临时基础又拆除，再向海上基础上安装，工作效率不高，施工时间相对较长。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种风机安装效率高、受海况影响小、施工成本低，集风机码头整机装船、海上整机运输、海上整机卸船和安装于一体的风电机组海上运输安装船。上述目的通过下述技术方案实现：

一种风电机组海上运输安装船，包括船体，船体至少一端沿纵向中轴线方向设置有凹口；运输支架，包括主塔架、能够开合的上部支架和能够开合的下部支架；两个所述主塔架的底座分别固定在所述船体上凹口的两侧，所述上部支架的两端分别固定在两个所述主塔架的顶部，用于支撑风机塔筒上段；所述下部支架设置在两个所述主塔架之间的下部，用于固定风机塔筒底段；顶升装置，固定在下部支架下方的船体上，用于支撑下部支架并带动下部支架上下移动。

在其中一个实施例中，所述顶升装置包括液压顶升机构、顶升支架、固定支架和顶升导轨，所述顶升导轨分别设置在两主架塔的相对侧面上，所述顶升支架与下部支架固定，顶升支架侧立面与顶升导轨滑动配合，所述液压顶升机构通过固定支架固定在船体上，液压顶升机构的顶杆与顶升支架相连接，能够带动顶升支架沿顶升导轨上下滑动。

在其中一个实施例中，所述下部支架包括共中心线的上环梁、中环梁和下环梁；上环梁、中环梁和下环梁之间分别通过连接件固定；所述上环梁、中环梁和下环梁均能径向分开，将下部支架分为对称的两部分，对称的两部分能够通过法兰连接，形成环状整体用于夹持风机塔筒。

在其中一个实施例中，所述连接件包括连接上环梁与中环梁的立柱、连接上环梁与下环梁的斜梁和连接中环梁与下环梁的底梁。

在其中一个实施例中，所述下部支架对称的两部分分别与两侧的第一开合油缸相连接，两个所述第一开合油缸控制所述下部支架对称的两部分打开或闭合。

在其中一个实施例中，所述下部支架还包括旋转定位机构，所述旋转定位机构包括设置在下环梁上的齿条板和安装在顶升支架上且与齿条板相啮合的回转齿轮，所述下部支架能够通过锁定件锁定于顶升支架上。

在其中一个实施例中，所述上部支架的中间部分包括固定的U型槽和与U型槽两端连接的两片可开合的C型箍，两片所述C型箍均通过连接在C型箍外侧的第二开合油缸控制开合。

在其中一个实施例中，所述U型槽的内壁和C型箍的内壁上均设置有若干调心油缸，所述调心油缸的顶端设置有万向轮。

在其中一个实施例中，所述船体上还设置有船体导向定位机构，用于对船体与风机基础的对接以及风机与风机基础的对接进行定位。

上述风电机组海上运输安装船，对于风机整体安装方案来说，风机装船和安装过程中一次操作就可以完成，大大缩短了施工时间，提高了工作效率；集风机码头整机装船、海上整机运输、海上整机卸船和安装于一体，一艘船代替了原来的运输船和大型起重船，可以独自在海上完成风机整体安装，大大降低了施工成本；风机的稳定性一直受主塔架和上部支架的保护而避免了重心失稳，受海况影响小；对于同样的风机，塔筒高度变高时，仅需调整运输支架的高度即可，适用性好；对于重量更大的风机，仅需更换液压顶升装置中起重量更大的液压千斤顶即可。

船体为双体驳船，驳船两头分别架设一套运输支架，能够提高运输能力；双体驳船对水深较浅的海域以及赶潮施工的潮间带的风机安装也适用；改造后的双体驳船宽度比普通运输船体宽度宽，具有更好的运输的稳定性；由于对驳船本体的改造不大，即使在退出风电安装行业时，能很方便恢复成其单独的驳船或用于其他的用途。

液压顶升机构顶升过程安全平稳，操作简便，船体受波浪的影响产生晃动时，液压顶升机构在液压控制系统的调控下可以大大减缓冲击力，甚至可以消除。

下部支架上安装的旋转定位机构，在风机整体就位出现圆周向偏差时，能够转动调整风机就位角度。

上部支架开合由液压控制闭合，不需要施工人员在高空拆除紧固螺栓，避免了施工人员高空作业。

导向定位机构，能够对船体与风机基础的对接以及风机与风机基础的对接进行定位，可使双体驳船快速卡住风机基础并能确保风机塔筒底部中心能和基础中心重合。

附图说明

图1为本实用新型风电机组海上运输安装船的侧视图；

图2为本实用新型风电机组海上运输安装船的正视图；

图3为图1中A-A处的剖视图；

图4为图1中B-B处的剖视图；

图5为图1中I处放大图；

图6为本实用新型风电机组海上运输安装船的下部支架的正视图；

图7为图5中C-C处的剖视图；

图8为本实用新型风电机组海上运输安装船的上部支架的闭合示意图；

图9为本实用新型风电机组海上运输安装船的上部支架的开启示意图；

图10为本实用新型风电机组海上运输安装船的驶入码头时风机装船示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型的风电机组海上运输安装船进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型风电机组海上运输安装船包括船体100、运输支架和顶升装置500。船体100至少一端沿纵向中轴线方向设置有凹口。运输支架包括主塔架200、能够开合的上部支架300和能够开合的下部支架400；两个主塔架200的底座分别固定在船体上凹口的两侧，上部支架300的两端分别固定在主塔架200的顶部，用于支撑风机塔筒上段；下部支架400设置在两个主塔架200之间的下部，用于固定风机塔筒底段。顶升装置500固定在下部支架400下方的船体上，用于支撑下部支架400并能带动下部支架400上下移动，进而带动风机塔筒上下运动，将风机塔筒从风机基础上移出装船或安装时将风机塔筒放置于风机基础上。

优选地，参照图3和图4，船体由两个并列且中部通过钢结构架相连的驳船船体组成，形成一艘双体驳船，凹口由两驳船船体端部的空隙形成，在驳船两头可以分别架设一套运输支架，以提高运输能力。因为驳船对水深要求不高，最大吃水深度不超过2.5米，所以双体驳船对水深较浅的海域以及赶潮施工的潮间带的风机安装也适用。改造后的双体驳船宽度比普通运输船体宽度宽，具有更好的运输的稳定性。此外由于对驳船本体的改造不大，即使在退出风电安装行业时，能很方便恢复成其单独的驳船或用于其他的用途。

进一步地，如图5所示，顶升装置包括液压顶升机构510、顶升支架520、顶升导轨530固定支架540，顶升导轨530分别设置在两主架塔200的相对侧面上，顶升支架520为三角形框架结构，下部支架400固定在顶升支架520上，顶升支架520侧立面与顶升导轨530滑动配合，液压顶升机构510固定设置在固定支架540上，固定支架540固定在船体上，液压顶升机构510的顶杆与顶升支架520相连接，能够使顶升支架520沿顶升导轨530上下滑动。液压顶升机构510底部由固定支架540支撑固定，风机基础距离海平面高时，固定支架540可以加高，相反则降低固定支架高度，尽量使液压装置的总工作行程不超过1米，减少作业时间。液压顶升机构510采用多台液压千斤顶或者市场上其他液压顶升装置，总顶升重量可以达到600吨左右，满足现有风电机组最大450吨重量的顶升要求，可以步进式连续顶升，安全平稳，操作简便，行程可达数米。船体受波浪的影响产生晃动时，液压顶升机构510在液压控制系统的调控下可以大大减缓冲击力，甚至可以消除。

作为进一步地改进，如图6和图7所示，下部支架400包括共中心线的上环410、中环梁420和下环梁430；上环梁410、中环梁420和下环梁430之间分别通过连接件相互固定；优选地，上环梁410与中环梁420之间通过立柱440连接、上环梁410与下环梁430通过斜梁450连接，中环梁420与下环梁430通过底梁460连接。上环梁410、中环梁420和下环梁430均能径向分开，将下部支架400分为对称的两部分，对称的两部分能够通过法兰连接，形成环状整体，将塔筒下部夹持起来。参见图4，下部支架400对称两部分分别与两侧的第一开合油缸490相连接，第一开合油缸490控制下部支架400对称两部分的打开或闭合。下部支架的下环梁430两侧还各焊接一个齿条板470，在运输和安装过程中齿条板470一直通过锁定件锁定于顶升支架上，该锁定件可以是销钉，插入下部支架和顶升支架上的销钉孔中锁定；同时在顶升支架520上安装有与齿条板470相啮合的回转齿轮480，齿条板470和回转齿轮480组成旋转定位机构。在风机整体就位出现圆周向偏差时，拔出固定销钉，启动旋转定位机构，随着旋转定位机构转动调整风机就位角度。

在一个实施例中，如图8和图9所示，上部支架300整体为长方体桁架，中间部分包括固定的U型槽310和与U型槽310两端连接的两片可开合的C型箍320。U型槽为固定结构，和上部支架为一体结构。两片C型箍320均通过固定在C型箍外侧的第二开合油缸330来控制开合，从而完成对塔筒的夹持和释放，第二开合油缸330可以固定在上部支架300上，也可以固定于两个主塔架200上。U型槽310和C型箍320内壁上安装有多个调心油缸340，调心油缸340可以使夹持在U型槽310和C型箍320里面的塔筒保持垂直状态，调心油缸340顶端安装有万向轮，可以方便塔筒上下移动和转动。如图9，C型箍320在开启状态时，塔筒可进入或退出上部支架300。上部支架300采用液压控制闭合，不需要施工人员在高空拆除紧固螺栓，也不需要多次进行高空吊索具挂钩和摘钩，避免了施工人员高空作业。

为了防止船体100和基础的猛烈碰撞，如图3，在船体的凹口内侧面设置缓冲装置600，以缓冲船体对基础的撞击，也可在上部支架的U型槽内侧面设置缓冲装置600，以缓冲船体对塔筒的撞击。

进一步地，如图3，船体上还设置有导向定位机构700，用于对船体与风机基础的对接以及风机与风机基础的对接进行定位，双体驳船可快速卡住风机基础并能确保风机塔筒底部中心能和基础中心重合。

下面详细说明本实用新型风电机组海上运输安装船的风机装船、运输和卸船安装的工作过程。

风机装船过程：

风机装船前已由大型履带起重机将其安装在码头的临时风机基础上。临时风机基础在项目开始前的码头改造时进行建造。为了提高双体驳船的工作效率，临时风机基础001按图9中所示设置在码头。码头上临时建造两个临时风机基础001，临时风机基础001和码头002有廊道003相连，该廊道003的长度稍大于运输支架中心到船头的距离。两台临时风机基础001之间凹槽宽度大于单台驳船的宽度，以满足双体驳船驶入进行风机装船。

双体驳船靠近码头时，先打开双体驳船靠近基础的运输支架上的上部支架300和下部支架400，下部支架400顶升高度稍高于临时风机基础001；然后双体驳船沿船体100方向的中轴线对准临时基础廊道缓慢驶入，使廊道插入双体驳船凹口之间。在船上导向定位机构的调整下，风机进入运输支架内。船体位置调整好后，抛锚固定。通过顶升支架520上下调整，使下部支架400略低于塔筒下法兰高度位置处；顶升支架520上的第一开合油缸490将下部支架400推出，左右两下部支架400合拢；通过上下和左右两个方向的调整，使下部支架400和塔筒下法兰(外法兰)完全对接，通过高强螺栓连接下部支架400和塔筒下法兰，最终紧固左右两下部支架400。随着上部支架300第二开合油缸330的伸出，上部支架300闭合，上部塔筒固定在上部支架300中。启动调心油缸340，使所有调心油缸端头的万向轮顶住塔筒壁。

风机整体在运输支架上固定好后，拆除风机塔筒下法兰(内法兰)和临时风机基础001的紧固螺栓。随后再启动液压顶升机构510，将风机整体提起并脱离风机临时基础001。在提升风机的过程中，可以通过船舶隔舱压水调整双体驳船的平衡。下塔筒下法兰脱离临时风机基础500mm左右时，双体驳船收锚，缓慢驶离临时风机基础。当风机完全离开临时风机基础后，液压顶升机构510缓慢泄压，将顶升支架520落在固定支架上并进行固定。

在完成第一台风机的装船后，船体掉头，在双体驳船的另一头用同样的方法完成第二台风机的整体装船。

风机运输、卸船及安装过程：

两套风机完成装船后，通过船舶隔舱压水再次调整双体驳船的平衡，在适宜的天气情况下将风机整体运往海上风电场。

双体驳船靠近目标风机基础后，根据目标风机基础上的安装方位和风机塔筒门的方位，调整船的行驶方向，保证双体驳船卡入目标风机基础后，风机安装方位基本和设计方位一致。

船缓慢驶向目标风机基础，使目标风机基础位于双体驳船之间。

开启液压顶升机构510，随着液压顶升机构510的顶升，风机被提升到一定高度(风机底塔筒下法兰面高出风机基础法兰上表面500mm～1000mm)。

调整运输船上的导向定位机构，使船体缓慢靠上风机基础，风机整体将位于基础正上方。运输船抛锚定位。

液压顶升机构510泄压下降，风机随顶升支架520的下落而缓慢接近风机基础，在塔筒下法兰和基础法兰相距200mm左右时，液压顶升机构510控制风机暂停降落。查看风机安装方位的偏差，根据偏差的方向启动顶升支架520上的旋转定位机构，使风机整体顺时针或逆时针缓慢转动。当风机转至准确的安装方位时，在塔筒内法兰上沿任一直径方位的两个法兰孔中插入临时导向棒，使风机和基础位置相对固定。液压顶升机构510控制风机继续下降，直至风机整体落在风机基础上。

风机完全在基础上就位后，用紧固螺栓将风机固定在基础上。在紧固螺栓完成规定的紧固力矩值后，开始拆除下部支架400和上部支架300。

先进行塔筒下部支架400拆除。首先，采用液压力矩扳手松开下部支架400两部分之间的紧固螺栓，再松开下部支架400和塔筒下法兰的紧固螺栓。然后，开启控制下部支架400的第一开合液压油缸490，左右下部支架400背向运动，松开对塔筒的夹持。

再进行塔筒上部支架300拆除。开启上部支架300开合控制系统，第二开合油缸330收缩，打开上部支架300，松开对塔筒的上部夹持。

最后，运输船收锚，缓慢脱离风机基础，驶向下一个待安装风机的基础。再用同样的方法安装另一台风机。

本实用新型风电机组海上运输安装船中，对于整体安装方案来说，风机装船和安装过程中一次操作就可以完成，大大缩短了施工时间，提高了工作效率；集风机码头整机装船、海上整机运输、海上整机卸船和安装于一体，一艘船代替了原来的运输船和大型起重船，可以独自在海上完成风机整体安装，大大降低了施工成本；风机的稳定性一直受主塔架和上部支架的保护而避免了重心失稳，受海况影响小；对于同样的风机，塔筒高度变高时，仅需调整运输支架的高度即可，适用性好。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种风电机组海上运输安装船，其特征在于，包括

船体，船体至少一端沿纵向中轴线方向设置有凹口；

运输支架，包括主塔架、能够开合的上部支架和能够开合的下部支架；两个所述主塔架的底座分别固定在所述船体上凹口的两侧，所述上部支架的两端分别固定在两个所述主塔架的顶部，用于支撑风机塔筒上段；所述下部支架设置在两个所述主塔架之间的下部，用于固定风机塔筒底段；

顶升装置，固定在下部支架下方的船体上，用于支撑下部支架并带动下部支架上下移动。

2.根据权利要求1所述的风电机组海上运输安装船，其特征在于，所述船体由两艘并列且中部相连的驳船船体组成，所述凹口由两驳船船体端部之间空隙形成。

3.根据权利要求1所述的风电机组海上运输安装船，其特征在于，所述顶升装置包括液压顶升机构、顶升支架、固定支架和顶升导轨，所述顶升导轨分别设置在两主架塔的相对侧面上，所述顶升支架与下部支架固定，顶升支架侧立面与顶升导轨滑动配合，所述液压顶升机构通过固定支架固定在船体上，液压顶升机构的顶杆与顶升支架相连接，能够带动顶升支架沿顶升导轨上下滑动。

4.根据权利要求1所述的风电机组海上运输安装船，其特征在于，所述下部支架包括共中心线的上环梁、中环梁和下环梁；上环梁、中环梁和下环梁之间分别通过连接件固定；所述上环梁、中环梁和下环梁均能径向分开，将下部支架分为对称的两部分，对称的两部分能够通过法兰连接，形成环状整体用于夹持风机塔筒。

5.根据权利要求4所述的风电机组海上运输安装船，其特征在于，所述连接件包括连接上环梁与中环梁的立柱、连接上环梁与下环梁的斜梁和连接中环梁与下环梁的底梁。

6.根据权利要求4所述的风电机组海上运输安装船，其特征在于，所述下部支架对称的两部分分别与两侧的第一开合油缸相连接，两个所述第一开合油缸控制所述下部支架对称的两部分打开或闭合。

7.根据权利要求4-6任一所述的风电机组海上运输安装船，其特征在于，所述下部支架还包括旋转定位机构，所述旋转定位机构包括设置在下环梁上的齿条板和安装在顶升支架上且与齿条板相啮合的回转齿轮，所述下部支架能够通过锁定件锁定于顶升支架上。

8.根据权利要求1-6任一所述的风电机组海上运输安装船，其特征在于，所述上部支架的中间部分包括固定的U型槽和与U型槽两端连接的两片可开合的C型箍，两片所述C型箍均通过连接在C型箍外侧的第二开合油缸控制开合。

9.根据权利要求8所述的风电机组海上运输安装船，其特征在于，所述U型槽的内壁和C型箍的内壁上均设置有若干调心油缸，所述调心油缸的顶端设置有万向轮。

10.根据权利要求1所述的风电机组海上运输安装船，其特征在于，所述船体上还设置有船体导向定位机构，用于对船体与风机基础的对接以及风机与风机基础的对接进行定位。