CN219840751U - 一种固定式风机的安装系统 - Google Patents

Abstract

一种固定式风机的安装系统，安装船甲板边缘固定有推移装置，推移装置上固定有悬臂梁，推移装置带有转动导向底座和移动导向底座，转动导向底座连接有弧形齿条，四个弧形齿条的连线形成一个圆形。弧形齿条通过电动齿轮与移动导向底座连接，移动导向底座通过推移液压缸悬臂梁连接。悬臂梁带有垂向升降机构，通过垂向升降机构对风机进行安装。本发明是基于现有风电安装平台，不需要再为超大功率的固定式风机额外建造安装平台，降低了风机安装及营运的综合成本，不需要为满足超大功率的固定式风机安装而更换吊机，目前已经服役的海上风机安装平台上的起重吊机都可以满足，充分利用了现有的海上风电安装平台，从而降低了固定式风电平台风机安装成本。

Description

一种固定式风机的安装系统

技术领域

本发明属于海上船舶设计及建造领域，具体涉及一种固定式风机的安装系统。

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，为了将海上风能开发利用做到最大化，近几年在国内外已经开始推广大发电功率的风机机组。该大发电功率的风机机组的主要特点是风机的叶片直径要达到百米级别，风机塔筒高度非常高；发电风机整体尺寸和重量也均超过目前近海浅海海域的风机。

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，无法满足大功率风电机组的海上安装要求。不得不将面对无法进行海上大功率风机安装作业的窘境，

目前国内外已经应用的大功率固定式风机的安装方法主要是基于将安装平台进行升级，重新建造超大型风电安装平台，提高安装吊机的起重能力和吊运安装高度。建造新型超大型风电安装平台则需要大量资金，从而增加了海上风电场的综合开发费用。

一面是现有服役的风电安装平台将处于无法作业的窘境，另一方面需要为超大型风机专门建造新的安装平台，而增加了大量建造成本，造成了大量资源浪费。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种固定式风机的安装系统，其所采用的技术方案是：

一种固定式风机的安装系统，安装船甲板边缘固定有推移装置，推移装置上固定有悬臂梁，推移装置有四组，四组推移装置形成两列，两列推移装置对称设置，推移装置带有转动导向底座和移动导向底座，转动导向底座固定连接有弧形齿条，四个弧形齿条的连线形成一个圆形。

弧形齿条齿啮合有电动齿轮，电动齿轮与移动导向底座固定连接，移动导向底座顶部设置推移液压缸，推移液压缸的缸体与移动导向底座顶部固定连接。

悬臂梁带有箱型框架和垂向升降机构，垂向升降机构焊接在箱型框架靠近海面的一端，箱型框架底部两侧固定有条形推移导向轨，推移导向轨上等间距开有一排推移孔，推移液压缸的液压杆端部侧方固定有推移销轴，推移销轴插入推移孔内固定。

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个铰接点，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风机塔筒相接触，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，第一液压缸带有第一缸体和第一液压杆，第二液压缸带有第二缸体和第二液压杆，第一液压缸和第二液压缸上、下放置，第一缸体通过支架与攀爬支架固定，第一液压杆一侧与第二缸体固定连接，另一侧固定有第一可伸缩销轴，第二液压杆顶部固定有第二可伸缩销轴。

上述一种固定式风机的安装系统，更进一步地，液压推移机构带有的液压缸与推移导轨平行放置。

上述一种固定式风机的安装系统，更进一步地，抱臂桩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。

上述一种固定式风机的安装系统，更进一步地，抱臂桩环形主体上的两处铰接点对称设置。

上述一种固定式风机的安装系统，更进一步地，悬臂梁是框架型结构，其底部框架与导向底座滑动连接。

上述一种固定式风机的安装系统，更进一步地，悬臂梁箱型框架底部与移动导向底座滑动连接，移动导向底座顶部设有滑槽，悬臂梁箱型框架底部呈倒T型，倒T型底部插入滑槽内，与移动导向底座滑动连接。

上述一种固定式风机的安装系统，更进一步地，弧形齿条侧立放置，与电动齿轮齿啮合。

上述一种固定式风机的安装系统，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。

上述一种固定式风机的安装系统，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。

上述一种固定式风机的安装系统，更进一步地，攀爬支架与悬臂梁之间固定有加强杆，加强杆一端与攀爬支架顶部固定，另一端与悬臂梁中部固定。

本发明的优点如下：

1、采用该悬臂梁系统方案，可以满足固定式风机海上安装风机的操作需要，解决了因大发电功率风机安装高度增加后，只能加大平台安装吊机的臂长和起重能力，造成对应的安装平台也需重新建造，从而增加海上风场开发的综合成本的问题；

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，不需要再为超大功率的固定式风机额外建造安装平台，降低了风机安装及营运的综合成本；

3、本发明安装方案后，风机组装过程中所需要的起重吊机能力只需要满足风机组件中最大部件的重量，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；不需要为满足超大功率的固定式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，从而降低了固定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是转动导向底座与弧形齿条连接结构的局部放大图；

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是本发明将风机塔筒抱柱固定的整体结构侧视示意图；

图9是本发明将风机塔筒抱柱固定的整体结构浮式示意图；

图10是提升装置结构的局部放大示意图；

图11是利用本发明将风机塔筒对接组装示意图；

图12是风机组装完毕状态示意图；

图13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14是将组装好的风机整体向外推移，移动至风机基础上方；

图15是将风机与风机基础对接示意图；

图16是风机与风机基础安装对接完毕示意图；

其中：1-安装船、2-推移装置、3-转动导向底座、4-弧形齿条、5-电动齿轮、6-推移装置、7-推移导向轨、8-移动导向底座、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、15-升降导轨、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-风机基础、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至图10所示，本发明一种固定式风机的安装系统，安装船甲板边缘固定有推移装置，推移装置上固定有悬臂梁，推移装置有四组，四组推移装置形成两列，两列推移装置对称设置，推移装置带有转动导向底座和移动导向底座，转动导向底座固定连接有弧形齿条，四个弧形齿条的连线形成一个圆形。

弧形齿条齿啮合有电动齿轮，电动齿轮与移动导向底座固定连接，移动导向底座顶部设置推移液压缸，推移液压缸的缸体与移动导向底座顶部固定连接。

悬臂梁带有箱型框架和垂向升降机构，垂向升降机构焊接在箱型框架靠近海面的一端，箱型框架底部两侧固定有条形推移导向轨，推移导向轨上等间距开有一排推移孔，推移液压缸的液压杆端部侧方固定有推移销轴，推移销轴插入推移孔内固定。

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个铰接点，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风机塔筒相接触，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，第一液压缸带有第一缸体和第一液压杆，第二液压缸带有第二缸体和第二液压杆，第一液压缸和第二液压缸上、下放置，第一缸体通过支架与攀爬支架固定，第一液压杆一侧与第二缸体固定连接，另一侧固定有第一可伸缩销轴，第二液压杆顶部固定有第二可伸缩销轴。

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，再将弧形齿条安装在转动导向底座上，电动齿轮安装在移动导向底座上，将电动齿轮与安装在弧形齿条连接，调整好电动齿轮与弧形齿条的啮合。

将悬臂梁拖移进移动导向底座上预定位置，将推移液压缸安装到悬臂梁移动导向底座上，同时将推移液压缸的推移销轴与推移孔配合连接，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。

悬臂梁的整体前后移动，是通过前后四个推移液压缸配合达到的，四个推移液压缸对称形成两列，每列带有两个推移液压缸，两个推移液压缸前后设置。初始状态时，两个推移液压缸的液压杆均位于缸体内，且通过销轴与悬臂梁锁定。将悬臂梁向海面推移时，将后面推移液压缸与悬臂梁解锁，前面推移液压缸(即远离海面的推移液压缸)的液压杆向前伸出，进而带动悬臂梁向前移动，当前面推移液压缸的液压杆伸至最大值时，此时，将后面推移液压缸与悬臂梁锁定，将前面推移液压缸与悬臂梁解锁，前面推移液压缸的液压杆回缩至缸体内，此时，再将前面推移液压缸的液压杆与悬臂梁锁定，将后面推移液压缸与悬臂梁解锁，此为一个进程。多次重复此进程直至将悬臂梁推移至指定位置结束。

或者，初始状态时，两个推移液压缸的液压杆均位于缸体内，且通过销轴与悬臂梁锁定。同时伸展前面推移液压缸的液压杆和后面推移液压缸的液压杆，将悬臂梁向海面推移，当前面推移液压缸的液压杆与后面推移液压缸的液压杆伸至最大值时，此时，将后面液压缸的液压杆与悬臂梁解锁，后面液压缸的液压杆回缩至缸体内后，再与悬臂梁锁定；此时，将前面液压缸的液压杆与悬臂梁解锁，前面液压缸的液压杆回缩至缸体内后，再与悬臂梁锁定，此为一个进程。多次重复此进程直至将悬臂梁推移至指定位置结束。

完成整个悬臂梁系统后，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转动和伸缩移动，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。

如图11-16所示，当安装了用于固定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，为确保组装后的风机底部高于固定式风机基础安装法兰，确保组装后的风机顺利被推移到固定式风机基础安装法兰位置，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；

启动悬臂移动液缸，将悬臂梁及组装后的整体风机推到固定式风机基础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固定式风机平台的风机安装法兰上方，将风机塔筒的法兰上螺栓孔与固定式风机基础上安装法兰的螺栓孔对中，因固定式风机基础与安装平台在风机安装时都是固定在海床上，安装平台就位后很难与固定式风机基础完全对中，如出现两个法兰螺栓孔没有对中问题，则需启动悬臂梁转动装置，转动悬臂梁，调整被安装风机的在风机基础上左右位置，同时启动悬臂梁伸缩液缸，让悬臂梁伸缩，调整风机在风机基础上的前后位置，通过这种方案将风机塔筒法兰螺栓孔与固定式风机基础上安装法兰螺栓孔准确对中，然后再通过提升装置将风机安放到固定式风机基础的安装法兰上。最后通过螺栓固定到固定式风机基础的风机安装法兰上，确认风机与固定式风机基础完全连接，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。从而顺利的完成了固定式风机的海上安装。

Claims (10)

1.一种固定式风机的安装系统，其特征在于：安装船(1)甲板边缘固定有推移装置(2)，推移装置上固定有悬臂梁(10)，推移装置有四组，四组推移装置形成两列，两列推移装置对称设置，推移装置带有转动导向底座(3)和移动导向底座(8)，转动导向底座固定连接有弧形齿条(4)，四个弧形齿条的连线形成一个圆形；

弧形齿条齿啮合有电动齿轮(5)，电动齿轮与移动导向底座固定连接，移动导向底座顶部设置推移液压缸(6)，推移液压缸的缸体与移动导向底座顶部固定连接；

悬臂梁带有箱型框架(11)和垂向升降机构，垂向升降机构焊接在箱型框架靠近海面的一端，箱型框架底部两侧固定有条形推移导向轨(7)，推移导向轨上等间距开有一排推移孔，推移液压缸的液压杆端部侧方固定有推移销轴，推移销轴插入推移孔内固定；

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(15)，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，攀爬支架(9)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个铰接点，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风机塔筒相接触，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)，第一液压缸带有第一缸体和第一液压杆，第二液压缸带有第二缸体和第二液压杆，第一液压缸和第二液压缸上、下放置，第一缸体通过支架与攀爬支架固定，第一液压杆一侧与第二缸体固定连接，另一侧固定有第一可伸缩销轴(22)，第二液压杆顶部固定有第二可伸缩销轴(23)。

2.根据权利要求1所述的一种固定式风机的安装系统，其特征在于：推移液压缸与推移导向轨平行放置。

3.根据权利要求1所述的一种固定式风机的安装系统，其特征在于：抱桩臂的环形主体与攀爬支架连接点、环形主体上的开口、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所述的一种固定式风机的安装系统，其特征在于：抱桩臂的环形主体上的两处铰接点对称设置。

5.根据权利要求1所述的一种固定式风机的安装系统，其特征在于：悬臂梁是框架型结构，其底部框架与导向底座滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种固定式风机的安装系统，其特征在于：悬臂梁箱型框架底部与移动导向底座滑动连接，移动导向底座顶部设有滑槽，悬臂梁箱型框架底部呈倒T型，倒T型底部插入滑槽内，与移动导向底座滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种固定式风机的安装系统，其特征在于：弧形齿条侧立放置，与电动齿轮齿啮合。

8.根据权利要求1所述的一种固定式风机的安装系统，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所述的一种固定式风机的安装系统，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。

10.根据权利要求1所述的一种固定式风机的安装系统，其特征在于：攀爬支架与悬臂梁之间固定有加强杆，加强杆一端与攀爬支架顶部固定，另一端与悬臂梁中部固定。