NO332791B1

NO332791B1 - Overgangselement for festing av et tarn til en jacket

Info

Publication number: NO332791B1
Application number: NO20110776A
Authority: NO
Inventors: Gunnar Foss
Original assignee: Owec Tower As
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2013-01-14
Also published as: NO20120617A1; NO20110776A1; NO333674B1; EP2715130A4; EP2715008B1; US9194151B2; EP2715008A4; NO20120618A1; EP2715130B1; KR20140051862A; NO333738B1; CN103582759A; EP2715008A1; EP2715130A1; US20140075864A1; WO2012165969A1; ES2644134T3; DK2715130T3; WO2012165970A1

Abstract

Et overgangselement (1) mellom en jacket (4) har fire ben (8) og et tårn (2), hvor det nedre parti (14) av tårnet (2) er festet til en torsjonsplate (10) som er forbundet til et øvre parti (12) av benene (8), og en avstiver (16) som strekker seg fra hvert ben (8), hvor hver avstiver (16) inkluderer et stag (20) som er festet til det øvre parti (12) av hvert ben (8), og en plate (24) som er festet til tårnet (2) ved et kontaktparti (18) ovenfor torsjonsplaten (10), hvor platen (24) er plan, er festet til tårnet (2) i omkretsretningen og har en felles symmetriakse (28) med staget (20).

Description

OVERGANGSELEMENT FOR FESTING AV ET TÅRN TIL EN JACKET

Det er tilveiebragt et overgangselement for å forbinde et tårn til en jacket. Mer presist tilveiebringes det et overgangselement mellom en jacket som har fire ben og et tårn hvor det nedre parti av tårnet er festet til en torsjonsplate som er forbundet til det øvre parti av benene, og en avstiver som strekker seg fra hvert ben, hvor hver avstiver inkluderer et stag som er festet til det øvre parti av benet og en plate som er festet til tårnet ved et kontaktparti ovenfor torsjonsplaten.

Innretningen illustreres nedenfor ved hjelp av en bærende tårnstruktur av en vind-mølle, idet en struktur av denne type adekvat viser de utfordringer oppfinnelsen er rettet mot. Oppfinnelsen er ikke begrenset til et tårn for vindmøller, men kan brukes i en rekke strukturer, hvor det finnes lignende kraftmønstre.

For å unngå kollisjon med vindmøllens blader, må det øvre parti av et vindmølletårn være formet som en slank struktur. Fra landbaserte vindmøller er det kjent at denne slanke strukturen, som ofte har form av et rør, er forbundet til en basis i bakken.

Når vindmøller plasseres til havs, og oftere i forholdsvis dypt vann, er det ikke prak-tisk å bruke ett rør som strekker seg fra vindmøllens basis og opp til vindmøllens na-celle.

Den bærende tårnstruktur av kjente vindmøller som er plassert til havs har derfor ofte et rørformet øvre tårnparti og et nedre parti, hvor det nedre parti kan være i form av en jacket.

Overgangselementet mellom det øvre slanke tårnparti og den nedre jacket er ofte dannet av en forholdsvis tung og komplisert struktur. Årsaken er blant annet at kon-struksjonspnnsipper som er kjent fra havbasert oljeutvinningsutstyr anvendes. Slikt utstyr er dimensjonert for betydelige bølgekrefter og for håndtering av tungt utstyr, og for å tillate personell å være tilstede på strukturen til enhver tid.

I vindmølleinstallasjoner til havs, er designen av strukturen vanligvis bestemt av vind-kreftene.

Kjente overgangselementer må justeres på en slik måte at den naturlige periode for tårnet vil være kort nok for den aktuelle vindmølle. Dette bidrar til en ytterligere øk-ning til vekten av tårnet.

Oppfinnelsens hensikt er å overvinne eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.

Hensikten oppnås i henhold til oppfinnelsen med de trekk som er angitt i beskrivelsen nedenfor og i de følgende patentkrav.

Det er tilveiebragt et overgangselement mellom en jacket som har fire ben og et tårn, hvor den nedre del av tårnet er festet til en torsjonsplate som er forbundet til det øvre parti av benene, og en avstiver som strekker seg fra hvert ben, hvor hver avstiver inkluderer et stag som er festet til det øvre parti av hvert ben og en plate som er festet til tårnet ved et kontaktparti ovenfor torsjonsplaten, hvor platen er plan, er festet til tårnet i omkretsretningen og har en felles symmetriakse med staget.

Ettersom platene kan anses å være membraner, vil platene kun bære et ubetydelig omfang av bøyemomenter, og stagene vil nesten helt og holdent motta strekk- og trykkrefter, og kraftstrømmen i avstiverne er svært forenklet sammenlignet med kjente avstivere.

Kraftstrømmen forklares i den spesielle del av beskrivelsen med henvisning til tegningene.

Det er ikke nødvendig at platene dekker hele omkretsen av tårnet. Det er tilstrekkelig at platene av alle avstiverne sammen dekker minst 70 % av tårnets omkrets.

På denne måte opprettholdes den sirkulære form av tårnet. Det beste resultat oppnås hvis platene sammen dekker mer enn 90 % av omkretsen.

Tårnet kan ha en økt veggtykkelse ved de kontaktposisjoner hvor platen er festet til tårnet, for å absorbere kreftene som bæres av avstiverne.

Ettersom torsjonsplaten ikke er designet til å bære vertikale krefter fra tårnet, er avstiverne designet til å bære disse kreftene.

Bøyekreftene fra tårnet blir vanligvis båret antimetrisk av avstiverne i par. Se forkla-ringen i den spesielle del av beskrivelsen.

Overgangselementet i henhold til oppfinnelsen forenkler overgangstrukturen mellom tårnet og jacketen betydelig, også ved at en rmgavstiver som vanligvis er tilstede ved tårnet gjøres overflødig.

Nedenfor forklares et eksempel på en foretrukket innretning med henvisning til de ledsagende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et perspektivriss av en vindmølle til havs; Fig. 2 viser et perspektivriss av et overgangselement av vindmøllen på fig. 1; Fig. 3 viser et grunnriss av overgangselementet på fig. 2;

Fig. 4 viser et sideriss av overgangselementet på fig. 2; og

Fig. 5 viser et snitt III-III på fig. 3.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 et overgangselement mellom et tårn 2 og en jacket 4 av en vindmølle 6. Tårnet 2 er i form av et rørformet organ, og jacketen 4 er i form av et romlig rammeverk satt sammen av trekanter som har fire ben 8. I denne foretrukne utførelse er overgangselementet en sveiset stålkonstruksjon.

En horisontal torsjonsplate 10 er festet til et topp-parti 12 av hvert av benene 8. Et nedre tårnparti 14, er i form av et skaft som er designet til å boltes til resten av tårnet 2, er festet til torsjonsplaten 10. Torsjonskrefter fra tårnet 2 overføres til benene 8 gjennom torsjonsplaten 10.

Avstivere 16 strekker seg fra hvert av det øvre parti 12 og til tårnet 2 ved et kontaktparti 18 ovenfor torsjonsplaten 10.

Nedenfor, når det er nødvendig å vise til individuelle avstivere 16, har en første avstiver henvisningstall 16', osv.

Hver avstiver 16 har et rørformet stag 20 som er forbundet til det øvre parti 12 av det korresponderende ben 8. Ved sitt motsatte endeparti har det rørformede stag to slis-ser 22 som strekker seg aksialt inn i staget 20 på diametralt motsatte sider, se fig. 5. En plate 24 er innsatt i slissene 22 og sveiset til staget 20. Staget har påsveiset luk-kende plater 26 som også er sveiset til platen 24.

Staget 20 og platen 24 har en felles symmetriakse 28.

Platen 24 er festet til tårnet i omkretsretningen av tårnet 2. Ettersom platen 24 er plan, se fig. 4, er kontaktpartiet 18 mellom platen 24 og tårnet 2 krummet både i omkretsretningen og i lengderetningen av tårnet 2, se fig. 2.

Platen er bredere ved kontaktpartiet 18 enn ved staget 20.

På fig. 1, står vindmøllen 6 på havbunnen 30, mens henvisningstall 32 betegner ha-vets nivå.

Reaksjonskrefter som virker på tårnet setter opp et bøyemoment i tårnet 2. Momentet motvirkes av et kraftpar mellom torsjonsplaten 10 og kontaktpartiet 18. Resultat-kreftene ved kontaktpartiet 18 dekomponeres til å virke som strekk- eller trykkrefter i avstivningen 16.

Overgangselementet 1 er symmetrisk om et snitt A-A, som vist på fig. 3. Lasten L', L'", med opprinnelse fra en horisontal reaksjonskraft som virker på tårnet 2, er så-ledes antimetrisk. Elementene langs A-A er fullstendig fastspent, dvs. at de er ute av stand til å bevege seg eller rotere. Reaksjonskrefter er viktige sett ut fra hensynet til utmatting, og en enkel og sikker måte til å overføre disse fra tårnet 6 til jacketen 4 er viktig. Lasten L' virker på en første avstiver 16', og lasten L'" virker på den tredje avstiver 16'".

Avstiverne 16 er nesten fullstendig fastspent ved sine endepartier nær torsjonsplaten 10, ettersom de er festet til det korresponderende ben 8. Stivheten av staget 20 er så høy at det motsatte endeparti av staget 20, ved forbindelse til platen 24, i bunn og grunn er faststående i rommet. Membranstivheten av platen 24 sørger for at den sirkulære form av tårnet 2 opprettholdes langs kontaktpartiet 18.

I lasteksempelet på fig. 3, gjelder trekkene både for kontaktpartiet 18 av avstiverne 16' og 16'", så vel som for kontaktpartiet 18 av den annen avstiver 16" og den fjerde avstiver 16"" hvor platene 24 og stagene 20 er fullstendig fastspent langs A-A og så-ledes ikke kan rotere. Membranstivheten av platene sørger for en sirkulær form av tårnet 2 ved kontaktpartiet 18.

Claims

1. Overgangselement (1) mellom en jacket (4) som har fire ben (8) og et tårn (2), hvor det nedre parti (14) av tårnet (2) er festet til en torsjonsplate (10) som er forbundet til et øvre parti (12) av benene (8), og en avstiver (16) som strekker seg fra hvert ben (8), hvor hver avstiver (16) inkluderer et stag (20) som er festet til det øvre parti (12) av hvert ben (8), og en plate (24) som er festet til tårnet (2) ved et kontaktparti (18) ovenfor torsjonsplaten (10),karakterisert vedat platen (24) er plan, er festet til tårnet (2) i omkretsretningen og har en felles symmetriakse (28) med staget (20).

2. Overgangselement (1) som angitt i krav 1,karakterisertved at platene (24) av alle avstiverne (16) sammen dekker minst 70 % av tårnets (2) omkrets.

3. Overgangselement (1) som angitt i krav 1,karakterisertved at tårnet (2) har økt veggtykkelse ved kontaktpartiet (18).

4. Overgangselement (1) som angitt i krav 1,karakterisertved at avstiverne (16) er designet til å bære all aksial kraft i tårnet (2).

5. Overgangselement (1) som angitt i krav 1,karakterisertved at bøyende krefter fra tårnet (2) bæres antimetnsk av avstiverne (16) i par.