ES2338746B1 - Equipo para autoelevacion/autodescenso de turbinas de aero-generacion. - Google Patents
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Abstract
Equipo para autoelevación/autodescenso de
turbinas de aero-generación.
Se describe un equipo de elevación/descenso de
turbinas de aero-generación u otras grandes cargas,
para el posicionamiento de una turbina sobre el extremo superior de
una torre de sustentación especialmente dispuesta al efecto. El
equipo incluye un mecanismo autopropulsado de elevación/descenso de
la carga a base de gastos hidráulicos de tipo "heavy lifting"
de accionamiento remoto que actúan sobre cordones de acero anclados
en la coronación de la torre, que actúa sobre una plataforma
susceptible de deslizamiento a lo largo de guías de instalación
extendidas a lo largo de una generatriz de la torre de sustentación,
cuya plataformas soporta un bastidor al que se encuentra sujeta la
turbina, y cuyo bastidor incluye medios de elevación/descenso y
desplazamiento horizontal para el posicionamiento correcto de la
turbina sobre la vertical del eje de dicha torre. Los
desplazamientos están animados por medio de gatos hidráulicos.
Description
Equipo para autoelevación/autodescenso de
turbinas de aero-generación.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de autoelevación/autodescenso de turbinas de
aero-generación, que aporta esenciales
características de novedad y notables ventajas con respecto a los
sistemas y dispositivos utilizados para fines similares en el estado
actual de la técnica.
En particular, el objeto de la invención se
refiere a un equipo concebido y diseñado para la elevación/descenso
de grandes cargas, como pueden ser por ejemplo las turbinas de
aero-generación, sobre torres de hormigón, acero,
polímeros reforzados o cualquier combinación de estos materiales,
dispuestas al efecto, con mecanismo autopropulsado, mediante gatos
hidráulicos del tipo que se conoce en la técnica como "heavy
lifting", que actúan sobre cordones de acero anclados en la
coronación de las citadas torres.
El campo de aplicación de la invención se
encuentra comprendido, obviamente, dentro del sector industrial
dedicado a la fabricación e instalación de equipamiento para la
elevación de cargas pesadas.
Los expertos en la materia son conocedores del
hecho de que para la instalación de equipos de generación eólica, es
necesaria la utilización de grandes grúas, en emplazamientos que
normalmente son de difícil accesibilidad.
Estos sistemas de instalación tienen mayor
dificultad de aplicación, si cabe, dado que el actual desarrollo de
equipos de aero-generación, cada vez más potentes,
obliga a su instalación en torres de altura progresivamente
creciente y en localizaciones de mayor dificultad orográfica,
buscando una mayor disponibilidad de horas efectivas de viento,
mayores velocidades de viento disponibles, y por lo tanto una mayor
eficacia en el aprovechamiento de la energía proporcionada por
dichos equipos.
La presente invención se ha propuesto como
objetivo principal el hecho de ofrecer una alternativa eficaz a la
utilización de los sistemas tradicionales de elevación de los
equipos de aero-generación u otras grandes cargas
mediante grúas de gran tamaño, no siempre posible por la mayor
altura necesaria de las torres de soporte de los
aero-generadores y por las localizaciones de éstas
en zonas con dificultades de acceso crecientes, a cuyo efecto ha
diseñado el equipo de autoelevación que va a ser objeto de
descripción en lo que sigue. Asimismo, la invención resuelve el
eventual desmontaje y descenso del equipo en caso de sustitución o
desmantelamiento.
De acuerdo con la invención, el objetivo
planteado se ha resuelto mediante el equipo preconizado de
autoelevación/autodescenso, consistente básicamente en una
plataforma sobre la que se posiciona la turbina para su elevación,
realizada a partir de una estructura metálica diseñada y
dimensionada para transmitir la carga total del conjunto a unos
elementos de guiado que mediante sistemas de deslizamiento adecuados
en cada caso, sujetan el conjunto a unos perfiles guía instalados
previamente en la propia torre de hormigón u otro material, de
manera que se garantiza la traslación del equipo a lo largo de una
generatriz de la torre. Los elementos de guiado de la plataforma
disponen de mecanismos de bloqueo de seguridad que se encargan de
inmovilizar la citada plataforma en cualquier momento del izado ante
cualquier eventualidad que así lo requiera.
El sistema de propulsión del conjunto
turbina-plataforma-estructura de
soporte consiste preferentemente en dos gatos hidráulicos de heavy
lifting, posicionados bajo la estructura de soporte, que actúan
sobre cordones de acero anclados en la coronación de la torre, de
manera que, cuando el gato extiende/recoge su cilindro anclado sobre
el cordón, arrastra en su movimiento al conjunto, ocasionando su
elevación/descenso.
Asimismo, la plataforma de soporte del
aero-generador está capacitada para soportar un
bastidor sobre el que se encuentra sujeta la turbina durante la
operación de elevación/descenso, y que, accionado por otro conjunto
de gatos hidráulicos, permite movimientos horizontales relativos en
ambos ejes durante las operaciones de posicionamiento. También
dispone de otro conjunto de gatos hidráulicos dispuestos en posición
vertical, que permiten el ajuste de cota final del equipo, dotando
al bastidor de la capacidad de realizar pequeños movimientos
verticales relativos.
El equipo de la invención resuelve también la
operación de instalación/desmontaje de las palas de la turbina del
aero-generador, a cuyo efecto está capacitado para
realizar una parada en una posición intermedia de su recorrido de
elevación/descenso, una vez alcanzada la altura necesaria que
permita alojar las palas de la turbina
aero-generadora y conectarlas/desconectarlas en el
rotor de la turbina, en su posición vertical y por debajo del eje
del mismo, disponiéndose una fijación mecánica de la estructura en
dicha posición. La operación de instalación/desinstalación de las
palas puede realizarse también una vez que el
aero-generador ha alcanzado una posición
correspondiente a la altura de coronación, procediendo de manera
análoga a la indicada para la operación en posición intermedia.
Para el izado/descenso de las palas, y en la
posición lateral de la plataforma, a ambos lados y en posiciones
equidistantes del eje del rotor, se han dispuesto dos brazos
metálicos deslizantes, de manera que pueden ser recogidos para que
no interfieran con el movimiento de las palas, con la utilización de
sistemas de elevación adecuados en función del peso y geometría de
las palas a montar/desmontar (trácteles, cabrestantes o gatos
hidráulicos), de los que se suspende cada pala para su
conexión/desconexión al rotor de la turbina.
Si la instalación de las palas se realiza a una
altura intermedia, el bloqueo mecánico puede ser retirado de la
estructura una vez completada la operación de
instalación/desinstalación de la totalidad de las palas, de modo que
después puede continuar el recorrido de ascenso/descenso del
conjunto.
Una vez que la plataforma está posicionada a la
altura de coronación de la torre, se despliegan carriles
horizontales adecuados para permitir el deslizamiento sobre los
mismos del bastidor mencionado, con el equipo de
aero-generación posicionado sobre este último, a
efectos de situarlo en la vertical de su posición definitiva, desde
donde se hará descender utilizando los gatos hidráulicos dispuestos
al efecto en el bastidor, para llevar a cabo el anclaje definitivo
del aero-generador en su posición operativa.
Las centrales hidráulicas que accionan los
equipos de gatos hidráulicos que se han descrito en lo que antecede,
están alojadas en la estructura de soporte de la plataforma, por
debajo de ésta, de manera que mediante la utilización de un sistema
de control remoto, permite el accionamiento automotriz del equipo
objeto de la invención, desde el suelo y en condiciones de seguridad
para los técnicos responsables de la operación de
elevación/descenso.
Estas y otras características y ventajas de la
invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la
descripción detallada que sigue de una forma preferida de
realización, dada únicamente a título de ejemplo ilustrativo y no
limitativo, con referencia a los dibujos esquemáticos que se
acompañan, en los que:
La Figura 1 muestra varias vistas
(a-d) esquemática del equipo de la invención con el
sistema de elevación/descenso a distintas alturas en correspondencia
con las posiciones inicial, intermedia para
instalación/desinstalación de las palas, y final, con la turbina del
generador posicionada sobre el bastidor de soporte, apareciendo
además en la Figura algunos detalles a mayor escala;
La Figura 2(a-e) es una
representación esquemática que muestra gráficamente la secuencia
operativa de instalación de la turbina sobre la torre de
sustentación, con el equipo posicionado a la altura de coronación de
la torre, y con las guías de traslación horizontal desplegadas en su
posición de trabajo, y
La Figura 3 muestra una vista esquemática, en
perspectiva desde arriba, del equipo en la posición ilustrada en
relación con la Figura 2.
De acuerdo con lo anterior, la descripción
detallada de la forma de realización preferida del objeto de la
invención, va a ser llevada a cabo en lo que sigue con la ayuda de
los dibujos anexos, a través de los cuales se utilizan las mismas
referencias numéricas para designar las partes iguales o
equivalentes. En este sentido, atendiendo en primer lugar a las
representaciones de las Figuras 1a a 1d, se aprecian vistas en
alzado lateral de un equipo concebido de acuerdo con la invención,
preparado para realizar la instalación de una turbina
aero-generadora sobre la cúspide de una torre 1 de
sustentación. En la Figura 1a el equipo está situado en la posición
más inferior, pudiendo ser apreciados más claramente sus componentes
en el detalle D1, mostrado a mayor escala, en el que se aprecia que
el equipo de elevación/descenso de la carga (una turbina
aero-generadora en este caso concreto, según se ha
descrito anteriormente), está acoplado a guías de instalación 2 de
posicionamiento aseguradas verticalmente a una generatriz de la
torre 1 de sustentación, solidarias con la torre 1 y extendidas a la
altura de esta última. El equipo comprende una plataforma 3
resistente, capacitada para desplazarse a lo largo de dichas guías
de instalación 2 de forma autopropulsada por la acción de, por
ejemplo, gatos hidráulicos de tipo heavy lifting, apreciables en la
vista en alzado del detalle D2 y señalados con la referencia
numérica 4, contando además esta plataforma 3 con medios 11 de
bloqueo mecánico para la detención y mantenimiento de la plataforma
a una altura seleccionada. El detalle D3 muestra una vista en planta
superior que ilustra igualmente el acoplamiento entre la plataforma
3 y las guías de instalación 2 solidarias con la columna 1.
Sobre la plataforma 3 se ha previsto la
disposición de un bastidor 5, anclado posicionalmente a la
plataforma, encargado de soportar una turbina 6 u otra carga
cualquiera durante las operaciones de ascenso/descenso, y dotado de
medios de desplazamiento vertical y horizontal de dicha turbina 6
para permitir un posicionamiento correcto de la misma en el lugar de
instalación, consistiendo dichos medios de desplazamiento vertical y
horizontal, preferentemente, en gatos hidráulicos 8 posicionados
sobre los brazos laterales 7 del bastidor 5.
De acuerdo con lo anterior, las Figuras 1a a 1d
explican la secuencia relativa a la operación de ascenso (o a la
inversa, descenso) de una turbina 6 desde una posición inferior
(Figura 1a) hasta una posición superior (Figura 1d), a lo largo de
una torre 1, incluyendo la detención en posiciones intermedias, si
así está previsto para el montaje eventual de palas 10 en el rotor 9
de una turbina 6 aero-generadora. Esta secuencia es
como sigue:
En la representación que aparece en la Figura
1a, el conjunto de plataforma 3, bastidor 5 y turbina 6, previamente
vinculado de forma deslizante a las guías de instalación 2 por medio
de la plataforma 3, ocupa una posición inferior (el detalle D1
muestra este situación inicial a mayor tamaño). Desde aquí, una vez
que la turbina ha sido fijada y asegurada sobre el equipo, se inicia
la operación de elevación mediante el accionamiento remoto de los
medios de impulsión constituidos en este caso por los gatos
hidráulicos 4 de tipo heavy lifting. En su caso, si está previsto la
instalación de las palas 10 de la turbina 6
aero-generadora en una posición intermedia del
recorrido ascendente, tal como la mostrada en la Figura 1b, se
determina la detención del equipo en tal posición, quedando el
conjunto anclado a la altura correspondiente con la ayuda de los
medios 11 de bloqueo incorporados en la vinculación de la plataforma
3 a las guías de instalación 2. Con la ayuda de los medios de
elevación adecuados (no representados), instalados en los brazos
laterales 7 del bastidor 5.
Una vez finalizada la instalación de todas las
palas 10 en el rotor 9 de la turbina 6
aero-generadora, tal y como representa la Figura le,
se desactivan los mecanismos de bloqueo y se reinicia el movimiento
de traslación ascendente del equipo hasta la posición de coronación
superior que se muestra en la Figura 1d, en cuya posición se ancla
el conjunto nuevamente con la utilización de los mecanismos 11 de
bloqueo.
Como alternativa, las palas 10 de la turbina 6
podrían ser instaladas en el rotor 9 una vez alcanzada esta posición
superior en vez de en la posición intermedia de las Figuras
1b-1c, siendo las operaciones exactamente las mismas
que se han descrito anteriormente.
En cualquier caso, una vez alcanzada la posición
superior de la Figura 1d y con las palas 10 fijadas al rotor 9 de la
turbina 6, con independencia de dónde se haya efectuado el montaje
de las palas, el conjunto se encuentra listo para transferir dicha
turbina 6 hasta su asiento sobre el extremo superior de la torre 1
de sustentación. Esta operación de transferencia se encuentra
representada en la secuencia de la Figura 2, en la que se muestran
varias vistas (a-e) en alzado frontal, alzado
lateral y planta superior de la turbina 6 sujeta al bastidor 5, y
éste a su vez soportado por la plataforma 3.
Con el bloqueo de la plataforma 3 respecto a las
guías de instalación 2, se actúa sobre los conjuntos de gatos
hidráulicos 8 de ascenso/descenso y traslación. Con ello, tal y como
se indica mediante la flecha F_{1} de la Figura 2c, se provoca el
movimiento ascendente o descendente, según proceda, de la cuna del
bastidor que soporta la turbina 6, quedando con ello lista para ser
movida horizontalmente (Figura 1d), mediante otros gatos hidráulicos
incorporados en el bastidor, hasta su asiento sobre la torre 1 de
sustentación. La representación que aparece en la Figura 1e permite
ver cómo el bastidor 5 con la turbina 6 sujeta al mismo, ha sido
desplazado según indica la flecha F_{2} hasta su posición sobre la
torre 1, quedando con ello preparada para ser anclada en su
posición operativa. La Figura 3 es una vista a mayor escala y con
mayor detalle, del equipo de la invención situado en la posición
superior de la Figura 1d, en la que se puede ver el despliegue de
las guías, los gatos hidráulicos 8 del bastidor encargados de las
operaciones de elevación/descenso, y las eventuales interferencias
de las palas 10 con la estructura y la torre de hormigón durante el
desplazamiento horizontal de posicionamiento de la turbina 6
aero-generadora sobre la vertical del eje de la
torre 1 de sustentación.
En lo que antecede, se ha realizado una
explicación del equipo preconizado por la presente invención,
enfocada principalmente al movimiento de elevación e izado de una
turbina 6 aero-generadora para su posicionamiento
sobre el extremo superior de una torre vertical especialmente
construida y diseñada para tal aplicación. Sin embargo, los expertos
en la materia comprenderán que, según ha sido insinuado en
determinados pasajes de la explicación, el equipo resulta igualmente
idóneo para su aplicación al caso contrario, es decir, el movimiento
de bajada o descenso de la turbina desde la parte superior de la
torre hasta la posición baja que ha sido descrita como punto de
partida de la explicación, y que se muestra en la Figura 1a. Las
operaciones son exactamente las mismas, pero se verifican en el
orden inverso. De igual modo, debe entenderse que aunque la
explicación ha considerado, a título de ejemplo, un caso práctico de
izado de una turbina aero-generadora hasta el
extremo superior de una torre de sustentación vertical de mayor
altura que la habitual, el equipo de la invención puede ser
utilizado con cualquier otro tipo de carga.
No se considera necesario hacer más extenso el
contenido de la presente descripción para que un experto en la
materia pueda comprender su alcance y las ventajas que de la misma
se derivan.
No obstante lo anterior, y puesto que la
descripción realizada corresponde únicamente con un ejemplo de
realización preferida, se comprenderá que dentro de su esencialidad
podrán introducirse diversas modificaciones y variaciones, que
podrán afectar a las formas, tamaños y materiales de fabricación del
conjunto o de sus partes, o cualesquiera otras que no supongan
apartarse del alcance de las reivindicaciones que siguen.
Claims (6)
1. Equipo para autoelevación/autodescenso de
turbinas de aero-generación, en particular para la
elevación/descenso de una turbina (6)
aero-generadora u otra gran carga hasta/desde el
extremo superior de una torre (1) de soporte de altura variable
construida a base hormigón, acero, polímeros reforzados o cualquier
combinación de estos materiales, a efectos de instalación de dicha
turbina en torres ubicadas en zonas con accesibilidad reducida,
caracterizado porque comprende una plataforma (3) resistente,
vinculada a guías de instalación (2) solidarias con la citada torre
(1) de sustentación y con capacidad para desplazarse a lo largo de
las citadas guías, dotada de mecanismos (11) de bloqueo en cualquier
posición seleccionada; un bastidor (5) dispuesto sobre la citada
plataforma (3) y encargado de soportar la turbina (6) durante los
movimientos de ascenso/descenso, y medios de elevación y
deslizamiento horizontal de dicho bastidor (5) durante las
operaciones de instalación/desinstalación de la turbina (6) en su
posición operativa sobre el extremo superior de la torre (1) de
sustentación.
2. Equipo para autoelevación/autodescenso de
turbinas de aero-generación, según la reivindicación
1, caracterizado porque los medios de elevación/descenso del
equipo a lo largo de las guías de instalación (2) consisten en gatos
hidráulicos (4) de tipo "heavy lifting", de accionamiento
remoto, que actúan sobre cordones de acero anclados en la coronación
de las citadas torres.
3. Equipo para autoelevación/autodescenso de
turbinas de aero-generación, según las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque los medios de
elevación y desplazamiento horizontal del bastidor (5) consisten
preferentemente en gatos hidráulicos (8) instalados en los laterales
(7) de dicho bastidor (5).
4. Equipo para autoelevación/autodescenso de
turbinas de aero-generación, según las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la plataforma
(3) incluye guías de deslizamiento sobre la coronación de la torre
(1) para el movimiento horizontal del bastidor (5), en ambos ejes,
durante su movimiento hacia fuera de la mencionada plataforma (3)
con motivo de la colocación de la turbina (6) sobre la vertical del
eje de dicha torre (1) de sustentación.
5. Equipo para autoelevación/autodescenso de
turbinas de aero-generación, según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
plataforma (3) incluye además medios de izado/descenso de las palas
(10) de la turbina (6) aero-generadora, para la
conexión/desconexión de dichas palas al rotor (9) de la turbina en
la posición en altura previamente seleccionada, estando dichos
medios de izado/descenso situados a ambos lados de la plataforma y
equidistantes del eje del rotor (9).
6. Equipo para autoelevación/autodescenso de
turbinas de aero-generación, según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
además centrales hidráulicas para el accionamiento de los conjuntos
de gatos hidráulicos, alojadas en la estructura de soporte de la
plataforma (3), por debajo de ésta, y susceptibles de accionamiento
automotriz desde una posición remota.
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2011
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