CN221030047U - 一种自升式海上风电组装平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海上风力发电工程技术领域，提供了一种自升式海上风电组装平台，包括自升式平台，所述自升式平台为现有技术中的自升式钻井平台，所述自升式平台包括平台主体和与所述平台主体活动连接的桩腿，所述桩腿能够相对所述平台主体进行上下运动；所述平台主体上设有第一吊机和第二吊机，所述第一吊机和所述第二吊机用于吊装风电机组零部件，所述平台主体上还设有叶片装配平台，所述叶片装配平台用于风机叶轮与风机叶片的组装；定位桩组件，用于固定设置在海上，所述定位桩组件用于运输驳船的靠泊和/或浮式风机的风机浮体的靠泊。解决了现有技术中陆上码头无法满足大型化海上风电组装的问题。

Description

一种自升式海上风电组装平台

技术领域

本实用新型涉及海上风力发电工程技术领域，特别是涉及一种自升式海上风电组装平台。

背景技术

随着我国经济快速发展，石油、煤炭等化石能源的高消费加重了空气污染，如何有效的缓解这方面的问题是发展清洁能源战略的重要步骤，是实现“碳达峰、碳中和”的必然要求，也是实现生态文明的必然要求。

在国家双碳目标的指引下，海上风电开发已成当下新能源技术开发和利用的主要形式之一，且作为新兴的清洁能源其发展速度迅猛，目前海上风电技术正朝大型化、大功率化及深远海方向发展。海上风电结构一般包括叶片、轮毂、主机和塔筒，随着风机朝着大型化、深水化的发展，现有的陆上码头条件已无法满足海上风电工程中的风机组装需求，特别是针对漂浮式海上风电，由于陆上码头前沿水深不足，满足不了漂浮式海上风电的吃水要求，且码头前沿的地面承载力也满足不了对于大型化风机的吊装要求，而对于目前市场上现有的风力发电安装船(WTIV)，因其建造周期长、建造成本极高，造成的船舶租赁成本也极高。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种自升式海上风电组装平台，用于解决现有技术中陆上码头无法满足大型化海上风电组装的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种自升式海上风电组装平台，用于海上风电机组的组装，其包括自升式平台，所述自升式平台为现有技术中的自升式钻井平台，所述自升式平台包括平台主体和与所述平台主体活动连接的桩腿，所述桩腿能够相对所述平台主体进行上下运动；所述平台主体上设有第一吊机和第二吊机，所述第一吊机和所述第二吊机用于吊装风电机组零部件，所述平台主体上还设有叶片装配平台，所述叶片装配平台用于风机叶轮与风机叶片的组装；定位桩组件，用于固定设置在海上，所述定位桩组件用于运输驳船的靠泊和/或浮式风机的风机浮体的靠泊。

进一步的，所述第一吊机的吊装能力为1200t-1400t，所述第二吊机的吊装能力为200t-400t。

进一步的，所述平台主体上还设有第一吊机支撑臂和第二吊机支撑臂，所述第一吊机支撑臂用于对所述第一吊机的吊臂进行支撑，所述第二吊机支撑臂用于对所述第二吊机的吊臂进行支撑。

进一步的，所述平台主体上还设有生活楼模块，所述生活楼模块至少包括居住区域子模块、办公区域子模块、健身休闲区域子模块。

进一步的，所述定位桩组件包括四个定位桩。

如上所述，本实用新型的一种自升式海上风电组装平台，具有以下有益效果：在使用时，先使得平台主体不动，使桩腿相对平台主体向上运动，以将桩腿上升到一定位置，即而该平台主体可作为船体浮在海面上，然后可将该自升式海上风电组装平台拖航至合适的海域，到达位置海域后，使桩腿相对平台主体向下运动，将桩腿下降到海底进行固定，然后再使得平台主体相对桩腿向上运动，将平台主体离开海面一定的高度，以避免海浪对平台主体的冲击，然后将定位桩组件在平台主体的一侧固定设置在海上，即而该自升式海上风电组装平台作为组装平台对海上风电进行组装，即组装浮式风机时，通过拖船将风机浮体拖浮至该自升式海上风电组装平台的定位桩组件处，将风机浮体靠泊在定位桩组件处，然后通过运输驳船将风电机组零部件运输到平台主体的停靠区域，即靠泊在定位桩组件处，然后通过第一吊机和第二吊机的配合将风电机组零部件在风机浮体进行装配，装配完成后，将该海上浮式风机拖运至风电安装海域进行安装。同时，由于该自升式海上风电组装平台易于安装，方便移动，因此该自升式海上风电组装平台也可直接拖航至风电安装海域进行固定式海上风电的组装。

与现有技术相比，本实用新型的自升式海上风电组装平台能够同时满足深远海大型浮式风机及固定式风机的组装安装工作，解决了风电安装工程中陆上码头水深不足、码头前沿地面承载力不足问题；且该自升式海上风电组装平台为可移动式，组装完工后可以移动到另一个项目场地，对于作业场地的生态环境影响较小；同时，与现有的风电安装船技术相比，本实用新型的自升式海上风电组装平台改造周期短、投入资金少，成本低；另外，本实用新型的自升式平台为利用市场上废弃不用的自升式钻井平台，此方案也解决了目前油气钻井平台过剩的问题。

附图说明

图1显示为本实用新型所提供的自升式海上风电组装平台主视图。

图2显示为本实用新型所提供的自升式海上风电组装平台俯视图。

图3至图3a显示为本实用新型所提供的风机浮体和运输驳船的站位示意图。

图4显示为本实用新型所提供的风电机组零部件倒驳存放示意图。

图5a至图5c显示为本实用新型所提供的风机塔筒翻身吊装示意图。

图6a至图6c显示为本实用新型所提供的风机叶片与风机叶轮的装配示意图。

图7a至图7d显示为本实用新型所提供的装配好风机叶片的风机叶轮的翻身吊装示意图。

附图标记说明：

10 自升式平台

11 平台主体

12 桩腿

111 第一吊机

1111 第一吊机支撑臂

112 第二吊机

1121 第二吊机支撑臂

113 叶片装配平台

114 生活楼模块

20 定位桩组件

201 定位桩

30 运输驳船

100 风机浮体

101 风机叶片

102 风机叶轮

103 风机塔筒

104 风机主机

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介相连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1至图7d。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实用新型提供一种自升式海上风电组装平台，用于海上风电机组的组装，具体如图1至图3所示，该自升式海上风电组装平台包括自升式平台10，该自升式平台10为现有技术中的自升式钻井平台，该自升式平台10包括平台主体11和与平台主体11活动连接的桩腿12，桩腿12能够相对平台主体11进行上下运动，具体的，在该平台主体11上设有第一吊机111和第二吊机112，该第一吊机111和第二吊机112用于吊装风电机组零部件(风机叶片101、风机叶轮102、风机塔筒103和风机主机104)，该平台主体11上还设有叶片装配平台113，该叶片装配平台113用于风机叶片101与风机叶轮102的组装；该自升式海上风电组装平台还包括一定位桩组件20，该定位桩组件20用于固定设置在海上、用于运输驳船30的靠泊和/或浮式风机的风机浮体100的靠泊。

本实用新型的自升式海上风电组装平台在使用时，使得平台主体11不动，使桩腿12相对平台主体11向上运动，以将桩腿12上升到一定位置，即而平台主体11可作为船体浮在海面上，然后可将该自升式海上风电组装平台拖航至合适的海域，到达位置海域后，使桩腿12相对平台主体11向下运动，将桩腿12下降到海底进行固定，然后再使得平台主体11相对桩腿12向上运动，即将平台主体11离开海面一定的高度，以避免海浪对平台主体的冲击，然后将定位桩组件20在平台主体11的一侧固定设置在海上，即而该自升式海上风电组装平台即可作为组装平台对海上风电进行组装。组装浮式风机时，通过拖船将风机浮体100拖浮至该自升式海上风电组装平台的定位桩组件20处，将风机浮体100靠泊在定位桩组件20位置处，然后通过运输驳船30将风电机组零部件运输到平台主体11的停靠区域，即靠泊在定位桩组件20位置处(如图3所示)，通过第一吊机111和第二吊机112的配合将风电机组零部件在风机浮体100进行装配，装配完成后，将该海上浮式风机拖运至风电安装海域进行安装。同时，由于该自升式海上风电组装平台易于安装，方便移动，因此该自升式海上风电组装平台也可直接拖航至风电安装海域进行固定式海上风电的组装。

因此，与现有技术相比，本实用新型的自升式海上风电组装平台能够同时满足深远海大型浮式风机及固定式风机的组装安装工作，解决了风电安装工程中陆上码头水深不足、码头前沿地面承载力不足问题；且该自升式海上风电组装平台为可移动式，组装完工后可以移动到另一个项目场地，对于作业场地的生态环境影响较小；同时，与现有的风电安装船技术相比，本实用新型的自升式海上风电组装平台改造周期短、投入资金少，成本低；另外，本实用新型的自升式平台为利用市场上废弃不用的自升式钻井平台，此方案也解决了目前油气钻井平台过剩的问题。

具体的，在本实施例中，本实用新型的自升式海上风电组装平台的自升式平台10所采用的自升式钻井平台为废弃不用的油气自升式钻井平台，通过对自升式钻井平台的改造，即拆除自升式钻井平台上的钻机模块和原始吊机，然后在该平台上增设第一吊机111和第二吊机112，且在平台边部增设叶片装配平台113。进一步的，为了减轻该自升式海上风电组装平台的重量，方便该自升式海上风电组装平台的移动，使得该自升式海上风电组装平台更适应于海上风电的组装，在本实施例中，还将自升式钻井平台上的原有的桩腿截去一定的长度，即将该自升式海上风电组装平台的作业水深设计为40m-70m。

具体的，在本实施例中，桩腿12与平台主体11之间为齿轮齿条连接，即在桩腿12上设有竖直延伸的齿条结构，在平台主体11上设有与齿条配合的齿轮结构，进而可实现桩腿12与平台主体11的相对上下运动。需要说明的是，由于桩腿与平台主体的之间能够实现上下升降运动的连接结构关系为现有技术，故在此不再进行详细赘述。

具体的，如图2所示，在本实施例中，桩腿12设有三个，即该自升式平台为三腿自升式平台，三腿自升式平台具有更加优越的稳定性，且结构简单，技术应用成熟，操作较为简便。

进一步的，如图1所示，在本实施例中，所述第一吊机111为海工吊，其吊装能力在1200t-1400t，第二吊机112为辅助吊机，其吊装能力为200t-400t。在对风电机组进行组装时，两者相互配合，具体如如图5a至图7d所述。

进一步的，如图1和图2所示，在本实施例中，在平台主体11上还设有第一吊机支撑臂1111和第二吊机支撑臂1121，在第一吊机111和第二吊机112不使用时，可将第一吊机111的吊臂放置在第一吊机支撑臂1111上，将第二吊机112的吊臂放置在第二吊机支撑臂1121上，从而能够提高第一吊机111和第二吊机112的使用寿命及该自升式平台10的稳定性。

进一步的，如图1所示，在平台主体11上还设有生活楼模块114，该生活楼模块114至少包括居住区域子模块、办公区域子模块、健身休闲区域子模块等，具体的，该生活楼模块114配置的生活设施可以根据该自升式海上风电组装平台所需操作人员的数量进行匹配，具体在本实施例中，生活楼模块114中所配置的生活设施可以供从60人～150人进行生活居住。进一步的，在本实施例中，在平台主体11上还设置有发电机、配电系统、空压机及压载水系统等辅助机械，具体的，其参数及设备数量可以根据该自升式海上风电组装平台的操作所需要的容量和数量进行配置。

进一步的，如图3所示，在本实施例中，定位桩组件20包括四个定位桩201，当然，需要说明的是，在其他可选的实施例中，本领域技术人员可以根据风机浮体100的类型、所设置的定位桩201的数量可以多余四个或者少于四个。

具体的，在该自升式海上风电组装平台在对浮式风机进行组装时，风机浮体100和运输驳船30的站位如图3和图3a所示，在其他可选的实施例中，风机浮体100的站位也可以如图3a所示。且需要说明的是，风机浮体100和运输驳船30在不同风电项目中尺寸和规格不尽相同，定位桩组件20中的定位桩201的数量和布置位置也需要根据实际情况进行调整。

具体的，该自升式海上风电组装平台在使用时，该平台主体11上还设有临时存放平台(图中未示出)，通在平台主体11上设置临时存放平台，进而可以在该临时存放平台上存放一套或者多套风电机组零部件，在将运输驳船30上运输的风电机组零部件吊至平台主体11的临时存放平台上后，运输驳船30即可离开进行下一套风机机组零部件的运输，避免了运输驳船需要一直停泊在该平台主体的旁侧、只能待整个风机组装完成后才能离开的情况，进而能够提高作业效率。如图4所示为本实施例所提供的风电机组零部件倒驳存放示意图，在将运输驳船30上的风电机组零部件吊放在平台主体11上时，需要运输驳船30停泊在设定的位置(图4中的A位置处)才满足第一吊机111的吊运操作。

本实用新型的自升式海上风电组装平台在进行吊装作业时，首先进行风机塔筒103的翻身安装，具体参阅图5a，第一吊机111和第二吊机112的吊钩分别在风机塔筒103上挂钩，即第一吊机111和第二吊机112分别挂钩在风机塔筒103的两端，然后参阅图5b所示，第一吊机111和第二吊机112起钩分别完成风机塔筒103的起吊和甩尾作业，最后如图5c所示，风机塔筒103翻身动作完成，然后将该风机塔筒103安装在浮式风机的风机浮托100上(或者固定式风机的风机基础上)。然后进行风机主机104的吊装，将该风机主机104吊装在风机塔筒103的顶端。然后再进行风机叶片101与风机叶轮102的装配工作，如图6a至图6c所示，首先将风机叶轮102使用第一吊机111吊至叶片装配平台113上，然后通过第一吊机111和第二吊机112的配合将第一片风机叶片安装在风机叶轮102上，将安装好第一片风机叶片的风机叶轮102逆时针旋转120°，然后再进行第二片风机叶片的安装，再将风机叶轮102逆时针旋转120°进行第三片风机叶片的安装，进而完成风机叶片101与风机叶轮102的装配工作。最后将装好风机叶片的风机叶轮102进行翻身和吊装，具体参阅图7a至图7d所示，将第一吊机111即海工吊的吊钩挂钩在风机叶轮102的吊点上，第二吊机112即辅助吊机的吊钩挂钩在风机叶片101的吊点上，第一吊机111进行主吊，第二吊机112辅助进行溜尾作业，即第一吊机111缓慢起吊，第二吊机112负责控制吊装方向，以将该风机叶轮102装在风机主机104上，进而完成整个风电机组的组装作业。

综上所述，本实用新型自升式海上风电组装平台基于市场中现有库存油气自升式气钻井平台的改装，其改造周期短、投入资金少，成本低，应用范围广，且具有良好的经济性，且能够同时满足深远海大型浮式风机及固定式风机的组装安装工作，即可以满足现有18MW以下的浮式及固定式风机的组装，解决了风电安装工程中陆上码头水深不足、码头前沿地面承载力不足问题；且该自升式海上风电组装平台为可移动式，组装完工后可以移动到另一个项目场地，对于作业场地的生态环境影响较小；另外，本实用新型的自升式平台为利用市场上废弃不用的自升式钻井平台，此方案也解决了目前油气钻井平台过剩的问题。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种自升式海上风电组装平台，用于海上风电机组的组装，其特征在于，包括：

自升式平台，所述自升式平台包括平台主体和与所述平台主体活动连接的桩腿，所述桩腿能够相对所述平台主体进行上下运动；

所述平台主体上设有第一吊机和第二吊机，所述第一吊机和所述第二吊机用于吊装风电机组零部件，所述平台主体上还设有叶片装配平台，所述叶片装配平台用于风机叶轮与风机叶片的组装；

定位桩组件，用于固定设置在海上，所述定位桩组件用于运输驳船的靠泊和/或浮式风机的风机浮体的靠泊。

2.根据权利要求1所述的一种自升式海上风电组装平台，其特征在于，所述第一吊机的吊装能力为1200t-1400t，所述第二吊机的吊装能力为200t-400t。

3.根据权利要求1所述的一种自升式海上风电组装平台，其特征在于，所述平台主体上还设有第一吊机支撑臂和第二吊机支撑臂，所述第一吊机支撑臂用于对所述第一吊机的吊臂进行支撑，所述第二吊机支撑臂用于对所述第二吊机的吊臂进行支撑。

4.根据权利要求1所述的一种自升式海上风电组装平台，其特征在于，所述定位桩组件包括四个定位桩。