ES2902771T3

ES2902771T3 - Sistema de acoplamiento de estructura costa afuera y método de instalación

Info

Publication number: ES2902771T3
Application number: ES18854180T
Authority: ES
Inventors: Stephen P Lindblade; Ananth Natarajan
Original assignee: Sofec Inc
Current assignee: Sofec Inc
Priority date: 2017-09-05
Filing date: 2018-08-03
Publication date: 2022-03-29
Anticipated expiration: 2038-08-03
Also published as: EP3526411B1; US10975541B2; CA3040544A1; DK3526411T3; EP3526411A4; EP3526411A1; WO2019050645A1; US20190071830A1; TWI756465B; JP2020514157A; JP6770198B2; TW201912931A; AU2018330542B2; CA3040544C; AU2018330542A1

Abstract

Un sistema para el acoplamiento de equipos (80) costa afuera en un casco flotante, tal como una boya de mástil, sin el uso de una grúa grande costa afuera, comprendiendo el sistema: una embarcación flotante (10) que tiene un par de horquillas (18) que definen una ranura (16); una mesa de cardán (20) colocada dentro de la ranura (16) y conectada a la embarcación (10), definiendo la mesa de cardán (20) una abertura (41), en donde la mesa de cardán (20) comprende: una mesa exterior (30) sustancialmente en forma de U en vista en planta, estando la mesa exterior (30) conectada de forma pivotante a la embarcación (10); y una mesa interior (40) sustancialmente en forma de U en vista en planta, ajustándose la mesa interior (40) dentro de la mesa exterior (30) y estando conectada de forma pivotante a la mesa exterior (30); un collar de bloqueo (60) montado en la mesa de cardán (20); y un miembro de acoplamiento (102) unido a un casco flotante (100), en donde cuando el casco flotante (100) se coloca dentro de la abertura de la mesa de cardán (41), el collar de bloqueo (60) se dispone y diseña para unirse de manera liberable al miembro de acoplamiento (102) para restringir el movimiento vertical relativo entre el casco flotante (100) y la embarcación (10) mientras que la mesa de cardán (20) permite que la embarcación flotante (100) se balancee y cabecee sin dirigir estos movimientos hacia el casco flotante (100).

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de acoplamiento de estructura costa afuera y método de instalación

Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención.

La presente invención, como se define por las reivindicaciones independientes, se refiere a un método y sistema para instalar el equipo costa afuera en un casco flotante y más particularmente se refiere a la instalación de un generador de turbina eólica en un casco flotante costa afuera sin usar una grúa grande costa afuera.

2. Descripción de la técnica relacionada.

En el campo de los proyectos flotantes de energía alternativa costa afuera, los costos de instalación son lo suficientemente importantes como para alejar el proyecto de ser económicamente factible en ciertos entornos. La instalación típica de un componente del lado superior, tal como una turbina eólica, en un casco flotante, tal como una boya de mástil, requiere el uso de una grúa grande costa afuera muy cara. Los números limitados de tales grúas junto con sus costos operativos y de movilización se combinan para aumentar sus gastos y reducir su disponibilidad bajo demanda.

El uso de una embarcación estándar tipo barcaza/horquilla para la instalación de la turbina eólica puede ahorrar costos sustanciales. Sin embargo, la respuesta de movimiento al entorno de las olas de una boya de mástil y una barcaza son muy diferentes. Como resultado, pueden existir grandes movimientos relativos entre la boya de mástil y la barcaza con el generador de turbina eólica durante la instalación, lo que hace muy difícil y peligroso acoplar el generador de turbina eólica a la boya de mástil.

La Patente de Estados Unidos del cesionario Núm. 9,725,870 B2 (correspondiente al documento US 2016/160836A1) describe un ensamble y método de acoplamiento de un generador de turbina eólica a una boya de mástil sin usar una grúa grande costa afuera. La patente describe dos armaduras grandes (una en el generador de turbina eólica y una en la boya de mástil) que contienen guías de apuñalamiento y amortiguadores para reducir las fuerzas de carga durante el acoplamiento. Aunque es una solución viable, el ensamble es a menudo demasiado caro debido a las adaptaciones requeridas a la boya de mástil y la estructura de la turbina eólica, lo cual es un costo adicional para cada generador de turbina eólica instalado en una boya de mástil.

El documento WO 2010/032044 describe un sistema de amarre de embarcaciones costa afuera y de embarque vertical. El sistema de amarre incorpora un ensamble de enganche del elemento de amarre para enganchar de manera liberable un elemento de amarre a una disposición de cardán. El ensamble de enganche se soporta por un ensamble de conector en voladizo montado en la región de la proa de la embarcación. El sistema de amarre incluye un miembro de cardán exterior en forma de un anillo de cardán que se acopla de manera rotatoria al ensamble de conector en voladizo a través de muñones. También se proporciona un miembro de cardán interior en forma de un anillo de cardán y se monta dentro del cardán exterior y se acopla de forma rotatoria al cardán exterior a través de muñones.

Es conveniente tener un sistema y método de instalación para instalar el equipo costa afuera en un casco flotante, tal como una boya de mástil, sin usar una grúa grande costa afuera. Además, es conveniente que el sistema y método se adapte para instalar un generador de turbina eólica en la boya de mástil. Es conveniente que el sistema y método sea rentable, seguro, reusable y capaz de realizarse en estados de mar más grandes.

Resumen de la invención

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema para el acoplamiento de equipo costa afuera en un casco flotante, tal como una boya de mástil, como se define en la reivindicación 1.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para instalar el equipo costa afuera en un casco flotante, tal como una boya de mástil, como se define en la reivindicación 11.

Las características preferidas de la invención se recitan en las reivindicaciones dependientes.

La presente invención es un sistema y método de instalación del equipo costa afuera en un casco flotante, tal como una boya de mástil, sin usar una grúa grande costa afuera. El sistema y método es adecuado para instalar un generador de turbina eólica en una boya de mástil de manera rentable, segura y oportuna. La invención hace uso de una mesa de cardán que agarra la boya de mástil desde la proa o la popa de una embarcación tipo horquilla y, de esta manera, aísla los movimientos de balanceo y cabeceo de la embarcación de la boya de mástil. Esto reduce en gran medida los movimientos y cargas relativos durante el acoplamiento y, de esta manera, reduce los riesgos. También puede configurarse para manejar entornos de instalación más grandes.

La modalidad preferida de la presente invención también incluye un conjunto de bastidor de soporte que soporta el generador de turbina eólica en la embarcación durante el transporte a la boya de mástil. El conjunto de bastidor de soporte se monta sobre un sistema de resorte para permitir que los movimientos angulares relativos de la boya de mástil se absorban entre el conjunto de bastidor de soporte y la embarcación durante el acoplamiento del generador de turbina eólica a la boya de mástil. El generador de turbina eólica puede bajarse sobre la boya de mástil de una manera muy controlada con movimientos y cargas relativos reducidos en gran medida. Esto disminuye los riesgos de instalación y permite la instalación en estados de mar más grandes.

Breve descripción de las varias vistas de los dibujos

La invención se comprende mejor al leer la descripción detallada de las modalidades que siguen y al examinar los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva de una modalidad ilustrativa de una embarcación de transporte de tipo horquilla de acuerdo con la invención;

La Figura 2 es una vista en planta de una porción de la embarcación de transporte que muestra las horquillas, una mesa de cardán y un collar de bloqueo del mástil en una posición abierta;

La Figura 3 es una vista en planta similar a la Figura 2 y que muestra el collar de bloqueo del mástil en una posición cerrada asegurado a una boya de mástil;

La Figura 4 es una vista en elevación parcial de las horquillas de la embarcación, la mesa de cardán, el collar de bloqueo del mástil y la boya de mástil;

La Figura 5 es una vista en elevación parcial de un bastidor de soporte montado en las horquillas de la embarcación que soportan un generador de turbina eólica que se coloca encima de la boya de mástil;

La Figura 6 es una vista en sección tomada a lo largo de las líneas 6--6 de la Figura 5; y

La Figura 7 es una vista en elevación parcial que muestra el acoplamiento de una guía/conector de alineación final del generador de turbina eólica y la boya de mástil.

Descripción de las modalidades preferidas

Las modalidades preferidas de la presente invención se describirán ahora en detalle con referencia a los dibujos. La Figura 1 muestra una modalidad ilustrativa de una embarcación de transporte 10 de acuerdo con la invención. La embarcación de transporte 10 incluye un casco 12 que tiene una cubierta 14. Un par de horquillas 18 que definen una ranura 16 se forman en el casco 12 o se extienden desde el casco 12. Las horquillas 18 y la ranura 16 están preferentemente en la proa o la popa de la embarcación tipo horquilla 10.

En una modalidad preferida de la presente invención, una mesa de cardán 20 se coloca dentro de la ranura 16 entre las horquillas 18 como se muestra en las Figuras. 2, 3 y 4. La mesa de cardán 20 incluye dos mesas anidadas 30, 40 que son de extremos abiertos y se ubican entre (o encima de) las horquillas 18 de la embarcación. Una mesa exterior 30 es generalmente en forma de U en vista en planta, como se muestra en las Figuras 2 y 3. La mesa exterior 30 tiene la primera y segunda patas exteriores 32 y 34, sustancialmente paralelas entre sí, que se extienden generalmente de forma transversal desde un segmento de base exterior 36. Como se muestra en la Figura 2 , 3 y 4, preferentemente la mesa exterior 30 se ajusta dentro de la ranura 16 con un espacio existente entre las patas exteriores 32, 34 y las horquillas 18.

La mesa de cardán 20 incluye el primer y segundo miembros de montaje 22 y 24, respectivamente, conectados a la embarcación 10. Los miembros de montaje 22 y 24 pueden conectarse al casco 12 y/o las horquillas 18 de la embarcación 10. Como se muestra en la Figura 3, los miembros de montaje 22 y 24 incluyen cada uno una superficie en ángulo 22a y 24a, respectivamente, con relación a un eje longitudinal de la embarcación 10. Preferentemente, las superficies en ángulo 22a y 24a son paralelas entre sí yen un ángulo de 45 grados (45°) con respecto al eje longitudinal de la embarcación. Adicionalmente, la mesa exterior 30 incluye la primera y segunda superficies en ángulo 32a y 34a, paralelas entre sí y en relación opuesta a las superficies en ángulo 22a y 24a de los miembros de montaje 22 y 24, respectivamente, como se muestra en la Figura 3.

Con referencia a las Figuras 2, 3 y 4, la mesa exterior 30 se monta en la embarcación 10/horquillas 18 con un par de ejes y casquillos exteriores 38. El par de ejes y casquillos exteriores 38 se alinean axialmente entre sí y en un plano horizontal.

Con referencia a las Figuras 2 y 3, una mesa interior 40, generalmente en forma de U en vista en planta, define una abertura 41. La mesa interior 40 tiene la primera y segunda patas interiores 42 y 44, sustancialmente paralelas entre sí, que se extienden generalmente de forma transversal desde un segmento de base interior 46. Como se muestra en la Figura 2, preferentemente la mesa interior 40 se ajusta dentro de la mesa exterior 30 con un espacio existente entre las patas interiores y exteriores 42, 44 y 32, 34 respectivamente y los segmentos de base interiores y exteriores 46 y 36, respectivamente.

Como se muestra en la Figura 3, la mesa exterior 30 incluye la tercera y cuarta superficies en ángulo 32b y 34b, respectivamente, con relación al eje longitudinal de la embarcación 10. Preferentemente, la tercera y cuarta superficies en ángulo 32b y 34b son paralelas entre sí y perpendiculares a la primera y segunda superficies en ángulo 32a y 34a de la mesa exterior 30. Adicionalmente, la mesa interior 40 incluye la primera y segunda superficies en ángulo 42a y 44a, paralelas entre sí y en relación opuesta a la tercera y cuarta superficies en ángulo 32b y 34b, respectivamente, de la mesa exterior 30 como se muestra en la Figura 3.

Con referencia a las Figuras 2, 3 y 4, la mesa interior 40 se monta en la mesa exterior 30 con un par de ejes y casquillos interiores 48. El par de ejes y casquillos interiores 48 se alinean axialmente entre sí y en un plano horizontal. Preferentemente, el par de ejes y casquillos interiores 48 alineados axialmente está en el mismo plano horizontal que el par de ejes y casquillos exteriores 38 alineados axialmente y perpendicular con respecto entre sí.

Como se describió anteriormente, la mesa interior 40 puede articularse alrededor de dos juntas de eje horizontal para permitir la suspensión cardán de la mesa interior 40 con respecto a la embarcación 10. El primer conjunto de dos ejes y casquillos 38 a lo largo de un eje horizontal está entre la embarcación 10 y la mesa exterior 30. El segundo conjunto de dos ejes y casquillos 48 a lo largo de un eje horizontal perpendicular al primer eje está entre la mesa exterior 30 y la mesa interior 40.

Montado debajo de la mesa interior 40 está un collar de bloqueo del mástil 60 que se usa para unir de manera liberable la mesa interior 40 a la boya de mástil 100 dentro del receptáculo 41. Preferentemente, el collar de bloqueo del mástil 60 incluye una pinza fija 62 (Figuras 2 y 3) fijada al segmento de base interior 46 de la mesa interior 40 y dos pinzas pivotantes 64 que se accionan con cilindros hidráulicos 66 para capturar la boya de mástil 100 en el collar de bloqueo del mástil 60. Las pinzas pivotantes 64 se unen de forma pivotante a las patas interiores 42, 44 a través de pines pivotantes 65. Los cilindros hidráulicos 66 se unen en un extremo a las patas interiores 42, 44 y se unen en un segundo extremo a las pinzas pivotantes 64. La Figura 2 muestra las pinzas pivotantes 64 del collar de bloqueo del mástil 60 en una posición abierta y la Figura 3 muestra las pinzas pivotantes 64 en una posición cerrada.

Con referencia a la Figura 4, el collar de bloqueo del mástil 60 define un receptáculo 68 con forma de hembra que agarra la característica 102 de acoplamiento con forma de toroide macho en la boya de mástil 100. Esta unión toma lugar con movimientos relativos entre la boya de mástil 100 y la mesa interior 40; por lo tanto, la forma del receptáculo 68 acomoda estos movimientos de modo que la mesa interior 40 seguirá los movimientos de la boya de mástil 100 durante la unión. Pueden colocarse defensas en esta interfaz para absorber parte de la energía del impacto inicial. Una vez que el collar de bloqueo del mástil 60 se cierra, la mesa interior 40 se une a la boya de mástil 100 y se fijan los movimientos relativos verticales entre la boya de mástil 100 y la mesa interior 40. La embarcación 10 todavía puede balancearse y cabecear sin dirigir estos movimientos angulares hacia la boya de mástil 100. El movimiento de oscilación es dirigido, pero la respuesta de la boya de mástil 100 a la oscilación es relativamente suave.

En la modalidad preferida, como se muestra en la Figura 5, la embarcación 10 incluye un conjunto de bastidor de soporte 82 para asegurar un generador de turbina eólica 80 durante el transporte del generador de turbina eólica 80 a la ubicación costa afuera de la boya de mástil 100. En la modalidad preferida, el conjunto de bastidor de soporte 82 también se usa para bajar y unir el generador de turbina eólica 80 a la boya de mástil 100. Preferentemente, el generador de turbina eólica 80 se une al conjunto de bastidor de soporte 82 con una pluralidad de collares de bloqueo 84 del generador liberables que incluyen cada uno una porción fijada 86 y dos brazos accionados 88 que se accionan con cilindros hidráulicos 87 para capturar y fijar el generador de turbina eólica 80 al bastidor de soporte 82 como se muestra en la Figura 6. Debe entenderse que pueden usarse mecanismos de bloqueo alternativos.

Con referencia a la Figura 5, el extremo inferior del conjunto de bastidor de soporte 82 se conecta a una pluralidad de unidades de acoplamiento hidráulicas de bastidor 90. En la modalidad como se muestra en las Figuras 5 y 6, cuatro unidades de acoplamiento hidráulicas de bastidor 90 se colocan entre el conjunto de bastidor de soporte 82 y las horquillas 18 de la embarcación. Cada unidad de acoplamiento hidráulico del bastidor 90 incluye una serie de gatos de cilindro 92 y resortes 94 para bajar el bastidor de soporte 82 y permitir y amortiguar los movimientos de rotación relativos entre la boya de mástil 100 y la embarcación 10.

Típicamente, la conexión final del generador de turbina eólica 80 a la boya de mástil 100 se hace mediante una conexión de brida atornillada. El generador de turbina eólica 80 se baja sobre la boya de mástil 100 de una manera controlada para reducir la carga de impacto sobre las bridas 72 y 74 (Figura 7). La brida 72 se coloca preferentemente dentro de una placa de carcasa 81 del generador de turbina eólica 80 y la brida 74 se coloca preferentemente dentro de una placa de carcasa 101 de la boya de mástil 100. Esto se logra con dos ensambles de componentes principales: la pluralidad de unidades de acoplamiento hidráulicas de bastidor 90 (Figura 5) y una pluralidad de guías/conectores de alineación final 50 (Figuras 5 y 6). Debe entenderse que mientras que solamente se muestra una guía/conector de alineación final 50, preferentemente se usa una pluralidad de guías/conectores 50 en el sistema.

Las funciones principales de la pluralidad de unidades de acoplamiento hidráulicas de bastidor 90 son:

• Bloquear o fijar el conjunto de bastidor de soporte 82 a la embarcación 10 durante la transportación;

• Resistir el vuelco del generador de turbina eólica 80;

• Bajar el generador de turbina eólica 80 sobre la boya de mástil 100 y transferir el peso del generador de turbina eólica 80 a la boya de mástil 100;

• Absorber los movimientos relativos de la boya de mástil 100 y la embarcación 10 durante y después del acoplamiento del generador de turbina eólica 80 con la boya de mástil 100;

• Trabajar al unísono con la guía/conectores de alineación final 50 para transferir los movimientos de la boya de mástil 100 al conjunto de bastidor de soporte 82 durante el acoplamiento; y

• La rigidez del resorte es rígida al principio del proceso de acoplamiento y suave una vez que el generador de turbina eólica 80 se acopla a la boya de mástil 100. Los resortes 94 se vuelven más suaves después de la transferencia de peso del generador de turbina eólica 80 a la boya de mástil 100. La modalidad preferida usa un sistema de resorte compuesto con una curva de deflexión de fuerza de doble pendiente.

Preferentemente, existen cuatro guías/conectores de alineación finales 50 colocados fuera de las bridas 74, 72 en la boya de mástil 100 y el generador de turbina eólica 80, respectivamente. La guía/conectores de alineación final 50 absorberán la carga de impacto entre el generador de turbina eólica 80 y la boya de mástil 100 tras el contacto inicial. Con referencia a la Figura 7, la guía/conector de alineación final 50 incluye un par de conos de alineación final de acoplamiento (macho y hembra) 52a y 52b. Preferentemente, una porción superior 50a de la guía/conector de alineación final 50 incluye un cilindro de acoplamiento del conector 54 y un conector macho 56a. Una porción inferior 50b de la guía/conector de alineación final 50 incluye un conector hembra 56b, un resorte de elevación 57 y un resorte principal 58. El resorte principal 58 reduce la carga de impacto y puede ser un resorte elastomérico. Los conectores macho y hembra 56a y 56b, respectivamente, pueden ser del tipo de conector de cierre rotatorio. Por ejemplo, el cilindro de acoplamiento del conector 54 se "empuja" y se inclina hacia abajo y se extiende para enganchar el cierre y tira hacia arriba para bloquearlo. Cuando el cilindro de acoplamiento del conector 54 se "empuja" de nuevo, se inclina hacia abajo y se extiende para desbloquear y desenganchar el cierre. Debe entenderse que pueden usarse otras formas y tipos de conectores conocidos por las personas de habilidades ordinarias en la técnica.

Las principales funciones de la guía/conectores de alineación final 50 son:

• Transición de la carga y el movimiento del generador de turbina eólica 80 desde la embarcación 10 a la boya de mástil 100;

• Proporcionar una alineación guiada del generador de turbina eólica 80 a la boya de mástil 100;

• Contener los amortiguadores para eliminar/reducir la carga de impacto de la brida 72 a la brida 74;

• Trabajar al unísono con las unidades de acoplamiento hidráulico de bastidor 90 para transferir carga y movimientos; y

• Contener el mecanismo de bloqueo para unir el generador de turbina eólica 80 a la boya de mástil 100 y dirigir los movimientos angulares de la boya de mástil 100 hacia las unidades de acoplamiento hidráulicas de bastidor 90.

El proceso de acoplamiento se resume en las siguientes etapas:

1. La embarcación 10 llega al sitio con el generador de turbina eólica 80 unido al conjunto de bastidor de montaje/soporte 82 en modo de tránsito.

2. La embarcación 10 se acerca a la boya de mástil 100 con el collar de bloqueo del mástil 60 en la posición abierta, une una estacha (no mostrada) y tira de la embarcación 10 a la boya de mástil 100 con la orientación y el calado adecuados. La boya de mástil 100 y la embarcación 10 se juntan de modo que el receptáculo 68 del collar de bloqueo del mástil se enganche con la característica 102 correspondiente en la boya de mástil 100.

3. Una vez que se obtiene el contacto entre el collar de bloqueo del mástil 60 y la boya de mástil 100, las pinzas pivotantes 64 del collar de bloqueo se cierran y la boya de mástil 100 se fija a la mesa interior 40 del cardán. La capacidad de alinear y hacer este contacto inicial es una característica clave de la mesa de cardán 20. El collar de bloqueo del mástil 60 y la mesa interior 40 se alinean con la boya de mástil 100 durante el bloqueo/acoplamiento.

4. El conjunto de bastidor de soporte del generador de turbina eólica 82 se elimina de la condición de bloqueo de tránsito y se baja con la pluralidad de unidades de acoplamiento hidráulicas de bastidor 90 para obtener contacto del generador de turbina eólica 80 con la boya de mástil 100.

5. La guía/conectores de alineación final 50 hacen el primer contacto y absorben la carga de impacto inicial. Los conectores 50 se enganchan y el peso del generador de turbina eólica 80 se transfiere a la boya de mástil 100 y la mesa interior 40.

6. Los tornillos de la brida se instalan y tensionan.

7. La boya de mástil 100 y la embarcación 10 se lastran de modo que la boya de mástil 100 toma el peso del generador de turbina eólica 80.

8. Se liberan los collares de bloqueo 84 del generador de turbina eólica. En este punto, puede ser deseable mover el bastidor hacia el centro de la embarcación 10 y alejándolo de la torre con el fin de evitar choques.

9. Se libera el collar de bloqueo del mástil 60.

10. La embarcación 10 libera la estacha y se aleja de la boya de mástil 100.

Como se discutió anteriormente, el acoplamiento de un generador de turbina eólica 80 a una boya de mástil 100 es una tarea de instalación costa afuera difícil y costosa. El uso de la embarcación tipo horquilla 10 es más económico que una embarcación con una grúa grande costa afuera, pero la respuesta de movimiento al entorno de las olas de la boya de mástil 100 y una embarcación 10 con forma de barco son radicalmente diferentes. La invención hace uso de una mesa de cardán 20 que agarra la boya de mástil 100 desde la proa o la popa de la embarcación tipo horquilla 10 y elimina el movimiento vertical relativo entre la boya de mástil 100 y la embarcación 10 mientras permite que la embarcación 10 se balancee y cabecee libremente sin que dirija los efectos de los movimientos angulares hacia la boya de mástil 100.

El conjunto de bastidor de soporte 82 que soporta el generador de turbina eólica 80 se monta preferentemente en un sistema de resorte para permitir que los movimientos angulares relativos de la boya de mástil 100 se absorban entre el conjunto de bastidor de soporte 82 y la embarcación 10 durante el acoplamiento del generador de turbina eólica a la boya de mástil 100. El generador de turbina eólica 80 se baja sobre la boya de mástil 100 de una manera muy controlada con movimientos y cargas relativos reducidos en gran medida. Esto disminuye los riesgos de instalación y permite la instalación en estados de mar más grandes.

Esta invención incluye un método de instalación y un sistema de acoplamiento para instalar un generador de turbina eólica 80 en un casco flotante, tal como una boya de mástil 100. El sistema consta de una mesa de cardán 20 para permitir la conexión de la embarcación 10 a la boya de mástil 100 y un conjunto de bastidor de montaje/soporte 82 para asegurar el generador de turbina eólica 80 y bajar el generador de turbina eólica 80 sobre la boya de mástil 100. El conjunto de bastidor de soporte 82 se une a la embarcación 10 por medio de una unidad de acoplamiento de soporte de bastidor 90 que puede bajar el conjunto de bastidor 82 y aislar los movimientos de la boya de mástil 100 de la embarcación 10 durante y después de la conexión. Además, la guía de apuñalamiento/conectores de alineación final 50 se usan para absorber el contacto inicial entre la boya de mástil 100 y el generador de turbina eólica 80 y proporcionar la alineación y conexión final de modo que puedan instalarse los tornillos de brida.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema para el acoplamiento de equipos (80) costa afuera en un casco flotante, tal como una boya de mástil, sin el uso de una grúa grande costa afuera, comprendiendo el sistema:

una embarcación flotante (10) que tiene un par de horquillas (18) que definen una ranura (16);

una mesa de cardán (20) colocada dentro de la ranura (16) y conectada a la embarcación (10), definiendo la mesa de cardán (20) una abertura (41), en donde la mesa de cardán (20) comprende:

una mesa exterior (30) sustancialmente en forma de U en vista en planta, estando la mesa exterior (30) conectada de forma pivotante a la embarcación (10); y

una mesa interior (40) sustancialmente en forma de U en vista en planta, ajustándose la mesa interior (40) dentro de la mesa exterior (30) y estando conectada de forma pivotante a la mesa exterior (30);

un collar de bloqueo (60) montado en la mesa de cardán (20); y

un miembro de acoplamiento (102) unido a un casco flotante (100),

en donde cuando el casco flotante (100) se coloca dentro de la abertura de la mesa de cardán (41), el collar de bloqueo (60) se dispone y diseña para unirse de manera liberable al miembro de acoplamiento (102) para restringir el movimiento vertical relativo entre el casco flotante (100) y la embarcación (10) mientras que la mesa de cardán (20) permite que la embarcación flotante (100) se balancee y cabecee sin dirigir estos movimientos hacia el casco flotante (100).

2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el collar de bloqueo (60) comprende:

una pinza fija (62) fijada a la mesa de cardán (20); y

al menos una pinza pivotante (64) unida a la mesa de cardán (20) dispuesta y diseñada para capturar el casco flotante (100) tras el cierre del collar de bloqueo (60).

3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el miembro de acoplamiento (102) es un miembro de forma de toroide macho y el collar de bloqueo (60) incluye un receptáculo con forma de hembra (68) para acoplarse con el miembro de forma de toroide macho (102).

4. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el collar de bloqueo (60) se monta en la mesa interior (40).

5. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un conjunto de bastidor de soporte (82) montado en la embarcación (10), el conjunto de bastidor de soporte (82) dispuesto y diseñado para soportar el equipo (80) por encima de la mesa de cardán (20).

6. El sistema de acuerdo con la reivindicación 5, que comprende además una pluralidad de unidades de acoplamiento hidráulicas de bastidor (90) colocadas entre el conjunto de bastidor de soporte (82) y el par de horquillas (18), la pluralidad de unidades de acoplamiento hidráulicas de bastidor (90) dispuestas y diseñadas para bajar el conjunto de bastidor de soporte (82).

7. El sistema de acuerdo con la reivindicación 6, en donde cada una de la pluralidad de unidades de acoplamiento hidráulicas de bastidor (90) comprende una serie de gatos de cilindro (92) y resortes (94) para bajar el conjunto de bastidor de soporte (82) y amortiguar los movimientos de rotación relativos entre el casco flotante (100) y la embarcación (10).

8. El sistema de acuerdo con la reivindicación 5, 6 o 7, en donde el conjunto de bastidor de soporte (82) incluye al menos un collar de bloqueo (84) del generador liberable dispuesto y diseñado para unirse de manera liberable al equipo (80) y restringir el movimiento vertical relativo entre el equipo (80) y el conjunto de bastidor de soporte (82).

9. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una pluralidad de guías y conectores de alineación final (50) que comprenden una porción superior (50a) dispuesta y diseñada para acoplarse con una porción inferior (50b), la porción superior (50a) de las guías y conectores de alineación final (50) unidos al equipo (80) y la porción inferior (50b) unida al casco flotante (100).

10. El sistema de acuerdo con la reivindicación 9, en donde cada una de las guías y conectores de alineación final (50) comprende un resorte principal (58) dispuesto y diseñado para absorber la carga de impacto entre el equipo (80) y el casco flotante (100) tras el contacto inicial y un mecanismo de bloqueo (56a, 56b, 54) dispuesto y diseñado para unir el equipo (80) al casco flotante (100).

11. Un método para instalar el equipo (80) costa afuera en un casco flotante, tal como una boya de mástil, sin usar una grúa grande costa afuera, comprendiendo el método:

equipar una embarcación tipo horquilla (10) con una mesa de cardán (20) y un conjunto de bastidor de soporte (82), en donde la mesa de cardán (20) comprende:

una mesa interior (40) sustancialmente en forma de U en vista en planta, ajustando la mesa interior (40) dentro de la mesa exterior (30) y estando conectada de forma pivotante a la mesa exterior (30);

cargar y asegurar el equipo (80) en la embarcación tipo horquilla (10);

transportar el equipo (80) al casco flotante (100) mediante el uso de la embarcación tipo horquilla (10); maniobrar la embarcación tipo horquilla (10) para llevar el casco flotante (100) dentro de una abertura (41) de la mesa de cardán (20);

cerrar un collar de bloqueo (60), montado en la mesa de cardán (20), en acoplamiento de bloqueo con el casco flotante (100);

bajar el equipo (80) para obtener contacto con el casco flotante (100);

conectar el equipo (80) al casco flotante (100);

ajustar un balasto de al menos una de las embarcaciones tipo horquilla (10) y el casco flotante (100) de modo que el casco flotante (100) soporte el peso del equipo (80);

liberar el equipo (80) del conjunto de bastidor de soporte (82);

abrir el collar de bloqueo (60) para liberar el casco flotante (100); y

maniobrar la embarcación tipo horquilla (10) lejos del casco flotante (100).

12. El método de la reivindicación 11, en donde la etapa de cerrar el collar de bloqueo (60) en acoplamiento de bloqueo con el casco flotante (100) comprende un receptáculo de collar de bloqueo (68) enganchado a una característica de acoplamiento (102) correspondiente en el casco flotante (100).

13. El método de la reivindicación 11 o 12, en donde la etapa de bajar el equipo (80) comprende bajar el conjunto de bastidor de soporte (82) a través de una pluralidad de unidades de acoplamiento hidráulicas de bastidor (90).

14. El método de la reivindicación 11, 12 o 13, en donde la etapa de liberar el equipo (80) del conjunto de bastidor de soporte (82) comprende desbloquear una pluralidad de collares de bloqueo (84) del generador del conjunto de bastidor de soporte (82).

15. El método de la reivindicación 11, 12, 13 o 14, en donde la etapa de conectar el equipo (80) al casco flotante (100) comprende:

enganchar una porción superior (50a) de una pluralidad de guías y conectores de alineación final (50) montados en el equipo (80) a una porción inferior (50b) de la pluralidad de guías y conectores de alineación final (50) montados en el casco flotante (100).