CN221068390U - 一种用于海上风电塔筒运输和安装的胎架装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于海上风电塔筒运输和安装的胎架装置，包括工装法兰盘机构、滚轴机构、底部承台机构和限位机构；所述工装法兰盘机构上设置有用于与风电塔筒底部螺孔配合的紧固部；所述滚轴机构固定设置在工装法兰盘机构远离风电塔筒的一侧，所述滚轴机构用于使风电塔筒绕其转动；所述底部承台机构的底端放置在甲板上，所述底部承台机构的顶端与滚轴机构的端部固定相连；所述限位机构设置在工装法兰盘机构与底部承台机构之间，用于对风电塔筒进行限位。本实用新型的胎架装置只需与单个大型起重机配合，即可完成风电塔筒的吊装过程，节省了一个小型起重机的成本，而且耗时短，不需要进行二次转场。

Description

一种用于海上风电塔筒运输和安装的胎架装置

技术领域

本实用新型涉及一种胎架装置，具体涉及一种用于海上风电塔筒运输和安装的胎架装置。

背景技术

目前，海上风电塔筒的运输一般采用平板驳船及塔筒胎架工装进行，传统的塔筒胎架工装为半圆弧凹形铁架，一般单节塔筒均匀间隔配置2-3个半圆形胎架，胎架置于平板驳船甲板上，胎架上布置废弃棉被等软质隔离物，随后将塔筒吊装至胎架上，使用驳船运输至海上风电场各机位点。

传统的海上风电塔筒安装方法是：利用海上风电自升式安装船上的两台起重机，以及平衡梁吊装工装，在塔筒两端使用专用吊带兜住塔筒，两条专用吊带末端与平衡梁相连，自升式安装船上的起重机通过起重平衡梁将塔筒转移至自升式安装船的甲板上，该甲板上同样布置有传统的半圆弧凹形铁架；随后通过自升式安装船上的小型起重机与大型起重机配合，小型起重机通过吊带及工装法兰与塔筒尾部法兰相连接，大型起重机通过小型平衡梁、吊带及工装法兰与塔筒首部法兰相连接，两台起重机互相配合完成塔筒翻身(水平状态调整为竖直状态)，随后工作人员拆除底部工装，大型起重机吊装塔筒至海上风电基础。上述海上风电塔筒的安装需海上风电自升式安装船上的两个起重机，造成成本较高，且需二次转场，造成工序较为复杂，最终耗时较长。

因此，亟需提供一种新的方案来解决上述问题。

发明内容

本实用新型提供了一种用于海上风电塔筒运输和安装的胎架装置，解决了现有技术中海上风电塔筒的安装需海上风电自升式安装船上的两个起重机，造成成本较高，且需二次转场，造成工序较为复杂，最终耗时较长的问题。

本实用新型提供了一种用于海上风电塔筒运输和安装的胎架装置，包括工装法兰盘机构、滚轴机构、底部承台机构和限位机构；

所述工装法兰盘机构上设置有用于与风电塔筒底部螺孔配合的紧固部；

所述滚轴机构固定设置在工装法兰盘机构远离风电塔筒的一侧，所述滚轴机构用于使风电塔筒绕其转动；

所述底部承台机构的底端放置在甲板上，所述底部承台机构的顶端与滚轴机构的端部固定相连；

所述限位机构设置在工装法兰盘机构与底部承台机构之间，用于对风电塔筒进行限位。

进一步地，所述工装法兰盘机构包括工装法兰盘本体，所述工装法兰盘本体的形状为圆盘状，所述紧固部包括多组设置在工装法兰盘本体外围的螺孔组，单组螺孔组对应不同直径大小的风电圆筒，还包括多组分别与不同大小螺孔组对应的工装螺栓。

进一步地，所述工装法兰盘本体的边缘沿风电塔筒一侧垂直设置有包边部，所述包边部与风电塔筒之间可设置有用于避免在运输或吊装过程中使风电塔筒的外壁受到损伤的隔离物。

进一步地，所述滚轴机构包括水平设置的转轴，多块套设在转轴上的支撑板，所述支撑板的一侧边为平直部，所述平直部与所述工装法兰盘的底面固定连接，所述转轴的两端均套设有第一套筒。

进一步地，所述底部承台机构包括框架梁、第一支撑柱、斜撑臂和第二支撑柱，所述框架梁水平放置在甲板上，两个所述第一支撑柱固定设置在框架梁的中部，所述斜撑臂固定设置在第一支撑柱的两侧，所述第一支撑柱和斜撑臂的顶部与所述第一套筒固定连接，所述第二支撑柱设置在框架梁的中心位置，所述第二支撑柱的顶部设置有供转轴穿过的第二套筒。

进一步地，所述限位机构包括固定设置在工装法兰盘底面的第一挂钩部和固定设置在框架梁上的第二挂钩部，所述第一挂钩部与第二挂钩部由多根限位缆绳对风电塔筒进行限位。

进一步地，所述第一挂钩部包括四个对称设置的第一挂钩，所述第二挂钩部包括四个与所述第一挂钩一一对应的第二挂钩，单个第一挂钩与第二挂钩之间设置有单根限位缆绳。

进一步地，所述风电塔筒的顶部两侧设置有用于起重机进行吊装的吊缆。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型的胎架装置只需与单个大型起重机配合，即可完成风电塔筒的吊装过程，节省了一个小型起重机的成本，而且耗时短，不需要将像现有技术将风电塔筒二次转场至自升式安装船甲板；

2、本实用新型通过相互配合的工装法兰盘机构和滚轴机构、以及提供支撑的底部承台机构，使得在吊装过程中风电塔筒能够平稳安全地绕着滚轴机构转动；

3、本实用新型通过第一挂钩、第二挂钩、限位缆绳以及吊缆的配合，保证了在运输和吊装过程中的安全性；

4、本实用新型通过设置多组螺孔组，保证能与不同直径大小的风电塔筒相匹配，提高了该胎架装置的适配性；

5、本实用新型通过设置斜撑臂、第一支撑柱和第二支撑柱，用于传递风电塔筒对甲板的荷载并减小集中力，增强了底部承台机构的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型胎架装置含风电塔筒的整体结构示意图；

图2为本实用新型滚轴机构的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一的底部承台机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二的底部承台机构的结构示意图；

图5为本实用新型工装法兰盘机构的结构示意图；

附图标记：1、风电塔筒；11、吊缆；2、工装法兰盘机构；21、紧固部；211、螺孔组；22、包边部；23、工装法兰盘本体；3、滚轴机构；31、转轴；32、支撑板；33、第一套筒；4、底部承台机构；41、框架梁；42、第一支撑柱；43、斜撑臂；44、第二支撑柱；441、第二套筒；5、限位机构；51、第一挂钩部；511、第一挂钩；52、第二挂钩部；521、第二挂钩；53、限位缆绳。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹举以下实施例，并配合附图1～5详细说明如下。

如图1所示，本实施例公布了一种用于海上风电塔筒运输和安装的胎架装置，其包括工装法兰盘机构2、滚轴机构3、底部承台机构4和限位机构5；工装法兰盘机构2上设置有用于与风电塔筒1底部螺孔配合的紧固部21；滚轴机构3固定设置在工装法兰盘机构2远离风电塔筒1的一侧，滚轴机构3用于使风电塔筒1绕其转动；底部承台机构4的底端放置在甲板上，底部承台机构4的顶端与滚轴机构3的端部固定相连；限位机构5设置在工装法兰盘机构2与底部承台机构4之间，用于对风电塔筒1进行限位。

本实用新型的胎架装置只需与单个大型起重机配合，即可完成风电塔筒的吊装过程，节省了一个小型起重机的成本，而且耗时短，不需要将像现有技术将风电塔筒二次转场至自升式安装船甲板；另外通过相互配合的工装法兰盘机构和滚轴机构、以及提供支撑的底部承台机构，使得在吊装过程中风电塔筒能够平稳安全地绕着滚轴机构转动。

本实施例中，如图5所示，工装法兰盘机构2包括工装法兰盘本体23，其形状为圆盘状，紧固部21包括两组设置在工装法兰盘本体23外围的螺孔组211，单组螺孔组211对应不同直径大小的风电圆筒，还包括多组分别与不同大小螺孔组211对应的工装螺栓。本实施例中，工装螺栓采用超高强度钢，尺寸为M54、M56和M64，工装法兰盘本体23的直径为，两组螺孔组211的中心构成圆弧到工装法兰盘本体23中心的距离分别为8.0m和7.5m。并且单组螺孔组211的螺孔大小交替布置，分别设置规格为M64及M56，以及M64及M56的螺栓孔。本实用新型通过设置多组螺孔组，保证能与不同直径大小的风电塔筒相匹配，提高了该胎架装置的适配性。上述工装螺栓采用超高强度钢，其尺寸与塔筒底法兰螺栓尺寸一致。

本实施例中，如图5所示，工装法兰盘本体23的边缘沿风电塔筒1一侧垂直设置有包边部22，包边部22与风电塔筒1之间可设置有用于避免在运输或吊装过程中使风电塔筒1的外壁受到损伤的隔离物，本实施例中，该隔离物为棉被。

本实施例中，如图2所示，滚轴机构3包括水平设置的转轴31，4块套设在转轴31上的支撑板32，支撑板32的一侧边为平直部，平直部与工装法兰盘本体23的底面通过焊接的形式固定连接，转轴31的两端均套设有第一套筒33，单个第一套筒33与底部承台机构4固定连接。其中，转轴31采用优质碳素结构钢，其直径为25cm，长度为8.5m；第一套筒33和第二套筒441均采用高强结构钢。

作为本实用新型的实施例一，如图3所示，底部承台机构4包括水平放置在甲板上的框架梁41、第一支撑柱42、斜撑臂43和第二支撑柱44。其中框架梁41为正方形，其边长为9米，两个支撑柱的高度均为4.5米。框架梁41可以利用缆绳绑扎在船舶的舷侧或者利用相关重物对其进行限位，保证整个胎架装置在运输或吊装过程中的稳定性，两个第一支撑柱42固定设置在框架梁41的中部，斜撑臂43沿船舶长度方向固定设置在第一支撑柱42的两侧，位于第一支撑柱42和斜撑臂43的顶部与第一套筒33固定连接，两个斜撑臂43和位于其底端的框架梁41组成三角形，增强了结构的稳定性，第二支撑柱44设置在框架梁41的中心位置，第二支撑柱44的顶部设置有供转轴31穿过的第二套筒441。在安装时，转轴31依次穿过左侧的支撑板32、第二套筒441和右侧的支撑板32，再将两个第一套筒33套接在转轴31的两端，并且两个第一套筒33分别在两个第一支撑柱42的顶端，再通过焊接将第一套筒33外端与第一支撑柱42进行固定，并通过焊接将四个支撑板32均固定在工装法兰盘本体23底面。本实用新型通过设置斜撑臂43、第一支撑柱42和第二支撑柱44，用于传递风电塔筒对甲板的荷载并减小集中力，增强了底部承台机构的稳定性。

作为本实用新型的实施例二，与实施例一唯一不同的是两个第一套筒33提前分别固定焊接在两个第一支撑柱42的顶端，再将转轴31依次穿过左侧的第一套筒33、左侧的支撑板32、第二套筒441、右侧的支撑板32和右侧的第一套筒33，再通过焊接将四个支撑板32均固定在工装法兰盘本体23底面。相比实施例一可以提高效率，但是对操作要求相对高点。

本实施例中，如图3和4所示，限位机构5包括固定设置在工装法兰盘本体23底面的第一挂钩部51和固定设置在框架梁41上的第二挂钩部52，第一挂钩部51与第二挂钩部52由多根限位缆绳53对风电塔筒1进行限位。上述限位缆绳53为高强缆绳，主材质采用高强度化纤，其两端设置有卸扣(图中未画出)，便于快速与挂钩部进行结合和分离。

本实施例中，第一挂钩部51包括四个对称设置的第一挂钩511，第二挂钩部52包括四个与第一挂钩511一一对应的第二挂钩521，单个第一挂钩511与第二挂钩521之间设置有单根限位缆绳53。当风电塔筒1在运输过程中，由两个第二挂钩521和两个第一挂钩511对风电塔筒1进行限位，使其保持在水平状态；当风电塔筒1与胎架装置分离后，由四个第二挂钩521和四个第一挂钩511对胎架装置进行限位，使其保持在水平状态。

本实施例中，风电塔筒1的顶部两侧设置有用于起重机进行吊装的吊缆11。本实用新型通过第一挂钩511、第二挂钩521、限位缆绳53以及吊缆11的配合，保证了在运输和吊装过程中的安全性。

如图1～5所示，本实用新型的胎架装置的使用方法，包括以下步骤：

1)、风电塔筒1在吊装至运输驳船前，将工装法兰盘本体23调整为竖直状态，并在工装法兰盘本体23的包边部22上垫置一层废旧棉被作为隔离物，起到保护风电塔筒1侧壁的作用，通过远离风电塔筒1的两个第二挂钩521上绑扎限位缆绳53，其另一端绑扎至两个第一挂钩511上，保证了在运输过程中的平稳性，同时在甲板上设置多个间隔布置的弧形胎架对风电塔筒1进行支撑，同时增加挡板或者紧固措施对弧形胎架和胎架装置起到限位作用，放置在吊装过程中发生移位；

2)、将风电塔筒1吊装至运输驳船甲板上的胎架装置上，将风电塔筒1的底端吊装至工装法兰盘本体23上，并使用高强度的工装螺栓将塔筒法兰与工装法兰盘本体23进行连接；

3)、风电塔筒1运输至待装机的机位后，风机安装船的起重机通过吊缆11起吊风电塔筒1的顶端，工装法兰盘本体23承托塔筒底部，起重机在起吊风电塔筒1的过程中，第一套筒33可绕转轴31转动，工装法兰盘本体23因而也带动整个风电塔筒1缓慢转动，风电塔筒1由水平状态逐步调整为竖直状态；

4)、起重机起吊风电塔筒1至竖直状态后，通过在四个第一挂钩511与第二挂钩521之间对应系挂四根限位缆绳53，在四根限位缆绳53的作用下，可控制工装法兰盘本体23保持在水平状态，然后由作业人员拆除工装螺栓，之后风电塔筒1与胎架装置成功分离，并同时移走弧形胎架，接着在起重机的作用下，继续将风电塔筒1起吊至机位处，完成对风电塔筒1的安装；

5)、解除四根限位缆绳53的限位缆绳4，在重力作用下工装法兰盘本体23由水平状态回复至竖直状态，而后随运输船返回港口，实现循环使用。

相较于传统的海上风电塔筒运输及安装装备，本实用新型的经济性对比如下表所示，另外传统的塔筒吊装方法需将塔筒二次转场至自升式安装船甲板，全程耗时约4小时；采用本实用新型的吊装方法可直接在驳船上起吊，不需要经过二次转场，全程耗时约1小时，只需要一台大型起重机，节约了成本和时间，具有较好的工效优势。

以上所述实用新型仅表达了本实用新型实施例的实施方式，并不能因此理解为对实用新型专利范围的限制，也并非对本实用新型实施例的结构作任何形式上的限制。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实施例构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些都属于本实用新型实施例的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于海上风电塔筒运输和安装的胎架装置，其特征在于：包括工装法兰盘机构(2)、滚轴机构(3)、底部承台机构(4)和限位机构(5)；

所述工装法兰盘机构(2)上设置有用于与风电塔筒(1)底部螺孔配合的紧固部(21)；

所述滚轴机构(3)固定设置在工装法兰盘机构(2)远离风电塔筒(1)的一侧，所述滚轴机构(3)用于使风电塔筒(1)绕其转动；

所述底部承台机构(4)的底端放置在甲板上，所述底部承台机构(4)的顶端与滚轴机构(3)的端部固定相连；

所述限位机构(5)设置在工装法兰盘机构(2)与底部承台机构(4)之间，用于对风电塔筒(1)进行限位。

2.根据权利要求1所述的一种用于海上风电塔筒运输和安装的胎架装置，其特征在于：所述工装法兰盘机构(2)包括工装法兰盘本体(23)，所述工装法兰盘本体(23)的形状为圆盘状，所述紧固部(21)包括多组设置在工装法兰盘本体(23)外围的螺孔组(211)，单组螺孔组(211)对应不同直径大小的风电圆筒，还包括多组分别与不同大小螺孔组(211)对应的工装螺栓。

3.根据权利要求2所述的一种用于海上风电塔筒运输和安装的胎架装置，其特征在于：所述工装法兰盘本体(23)的边缘沿风电塔筒(1)一侧垂直设置有包边部(22)，所述包边部(22)与风电塔筒(1)之间可设置有用于避免在运输或吊装过程中使风电塔筒(1)的外壁受到损伤的隔离物。

4.根据权利要求1所述的一种用于海上风电塔筒运输和安装的胎架装置，其特征在于：所述滚轴机构(3)包括水平设置的转轴(31)，多块套设在转轴(31)上的支撑板(32)，所述支撑板(32)的一侧边为平直部，所述平直部与所述工装法兰盘(2)的底面固定连接，所述转轴(31)的两端均套设有第一套筒(33)。

5.根据权利要求4所述的一种用于海上风电塔筒运输和安装的胎架装置，其特征在于：所述底部承台机构(4)包括框架梁(41)、第一支撑柱(42)、斜撑臂(43)和第二支撑柱(44)，所述框架梁(41)水平放置在甲板上，两个所述第一支撑柱(42)固定设置在框架梁(41)的中部，所述斜撑臂(43)固定设置在第一支撑柱(42)的两侧，所述第一支撑柱(42)和斜撑臂(43)的顶部与所述第一套筒(33)固定连接，所述第二支撑柱(44)设置在框架梁(41)的中心位置，所述第二支撑柱(44)的顶部设置有供转轴(31)穿过的第二套筒(441)。

6.根据权利要求5所述的一种用于海上风电塔筒运输和安装的胎架装置，其特征在于：所述限位机构(5)包括固定设置在工装法兰盘机构(2)底面的第一挂钩部(51)和固定设置在框架梁(41)上的第二挂钩部(52)，所述第一挂钩部(51)与第二挂钩部(52)由多根限位缆绳(53)对风电塔筒(1)进行限位。

7.根据权利要求6所述的一种用于海上风电塔筒运输和安装的胎架装置，其特征在于：所述第一挂钩部(51)包括四个对称设置的第一挂钩(511)，所述第二挂钩部(52)包括四个与所述第一挂钩(511)一一对应的第二挂钩(521)，单个第一挂钩(511)与第二挂钩(521)之间设置有单根限位缆绳(53)。

8.根据权利要求1～7任一所述的用于海上风电塔筒运输和安装的胎架装置，其特征在于：所述风电塔筒(1)的顶部两侧设置有用于起重机进行吊装的吊缆(11)。