NO346457B1

NO346457B1 - Anordning og metode til bruk ved montering av landfaste og flytende vindturbiner

Info

Publication number: NO346457B1
Application number: NO20201356A
Authority: NO
Inventors: Per Olav Haughom
Original assignee: Wind Spider As
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2022-08-22
Also published as: WO2022119452A1; NO20201356A1

Description

ANORDNING OG METODE TIL BRUK VED MONTERING AV LANDFASTE OG FLYTENDE VINDTURBINER

Denne oppfinnelsen omhandler en anordning til bruk ved montering av vindturbiner. Nærmere bestemt dreier det seg om en selvklatrende kranløsning med seksjonert bærestruktur som bygges opp av søylesegmenter.

Bruk av vindturbiner blir i dag benyttet til produksjon av elektrisk energi, utviklingen har gått fra små landfaste vind turbiner til dagens store bunnfaste og flytende turbiner.

Etter hvert som turbinene har vokst i størrelse har utfordringen og kostnadene forbundet med montering og vedlikehold økt betydelig.

Monteringen av vindturbiner gjøres i dag med store heisekraner som monteres opp ved selve vindturbinen og løfter på plass komponenter med vekter inntil 100 tonn. Det sier seg selv at dette blir store og kostbare kraner. For flytende vindturbiner er utfordringen med montering vesentlig mer krevende når både vindturbin og kran er flytende og påvirket av bølger og vind. Med dagen teknologi benyttes store flytende kranskip til montering av flytende vindturbiner. For bunnfaste installasjoner brukes såkalte «jekkups» som har forankring mot havbunnen. Bruk av flytende vindturbiner forventes å øke vesentlig i årene fremover.

For å redusere kostnader ved montering av vindturbiner både landfaste og flytende er det nå stor etterspørsel etter kostnadseffektive løsninger både til montering, men også til tyngre vedlikeholds operasjoner.

Dagens store vindturbiner består av en vertikal søyle satt sammen av sylindriske seksjoner med flens og skrueforbindelser. Oppå toppen av søylen som kan var opp til 200 m, monteres så «nacellen» som inneholder transmisjon og generator med tilhørende apparatanlegg. Generatoren som produserer elektrisk kraft drives av en propell med normalt 3 vinger festet til en nav konstruksjon. Alle disse konstruksjonselementene må heises opp og monteres sammen.

Med foreliggende oppfinnelse har en kommet fem til en monteringsløsning som kan brukes til montering av både faste- og flytende vindturbiner.

Det er tilveiebrakt en løsning hvor selve bærestrukturen til heiseutstyret monteres sekvensvis med bruk av en selvklatrende kranløsning med et sett konsentriske klatre elementer som forskyves aksielt i forhold til hverandre og Bygger opp bærestrukturen med seksjoner. Klatrerne festes til bæresøylen ved at såkalte klakker går i inngrep mot flensforbindelsene mellom bæresøyle elementene. På toppen av den ene klatrestrukturen er det anordnet en kranbom med vincher. Denne heiser opp seksjoner av bæresøyle somtidig som den brukes til å sette på plass søyleelementer for selve vindturbinen.

Når bæresøyle med kranbom er bygget opp i ønsket høyde løftes «nacelle» og turbinvinger på plass ved hjelp av kranbommen og vincher.

Når montering er fullført demonteres heiseutstyret ved reverserte sekvenser av montering.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere med henvisning til etterfølgende liste over figurer.

Fig 1 viser en ferdig montert landfast vindturbin

Fig 2 viser en vindturbin på flytende fundament

Fig 3 viser fundament for vindturbin og kranstruktur

Fig 4 viser oppmontert kran med klatrer

Fig 5 viser oppmontert kran og bærestruktur

Fig 6 viser oppmontering av første søyleelement for vindturbinen

Fig 7 viserferdig montert søyle for vindturbin

Fig 8 viser montering av «nacelle»

Fig 9 viser montering av propell vinger

Fig 10 viser nedklatring av kran og bærestruktur

Fig 11 viser klatrer med to klatrestrukturer og kran

Fig 12 viser snitt gjennom klatrestruktur og rotasjon for kranbom

Fig 13 viser snitt gjennom nedre klatrestruktur.

Fig 14 viser klatrere i utkjørt posisjon og kranbom

Fig 15 viser prinsipp for innbyrdes aksial forflytning av klatrerstrukturer

På figurene angir henvisningstallet 1 en ferdig oppmontert vindturbin bestående av en vertikal søyle 4 sammensatt av søyleelementer 5. På toppen av søylen 4 er det anordnet «nacelle» 10, nav 6 og propell med vinger 7.

Vindturbinen er festet til et fundament 8. Henvisningstallet 2 angir en flytende vindturbin med søyle 9 og tilordnet «nacelle» 10 med propell 11. Vindturbinen 2 er tilknyttet et flytelement 12 med forankringer 13.

Til montering av bæresøyleelementer 21 benyttes en klatrer 18 bestående av en indre del 22 og en ytre del 23 konsentrisk opplagret i forhold til hverandre rundt bæresøylen 24 med elementer 21. Alsial forskyvning av klatreelementer 22 og 23 gjøres ved hjelp av vinsjer 30 og 32 samt wire 35 og 31.

Stabiliseringsbjelker 20 med wincher 19 monteres inn i slisser på fundamentet 8 og wire 16 festes til øvre del av indre klatrer 22.

Indre klatrer 22 trekkes opp ved hjelp av winch 30 montert på ytre klatrer 23 og med wire 31 over rulle 36 med viren 31 festet til nedre del 37 av indre klatrer 22. Ytre klatrer 23 trekkes opp ved hjelp av winch 32 montert på indre klatrer 22 og wire 35 festet til topp av ytre klatrer 23.

Ytre klatrer 23 og indre klatrer 22 forankres vekselvis mot flensforbindelse 45 mellom bæresøyle elementer 21 ved hjelp av klakker 40 og 41 som kan forskyves radielt med bruk av hydraulisk eller elektriske aktuatorer.

På toppen av indre klatrer 22 er anordnet kranbom 17 opplagret i rammen 52 med bolteforbindelse 53 og roterbar om disse ved hjelp av sylindere 54.

Winch 55 med wire 58 over ruller 57 benyttes til oppheising av bæresøyleelementer 21 og søyleelementer 5.

Kranbomen 17 er roterbar om vertikalaksen 29 ved hjelp av tannkrans 60 og motorer 61. Rammen 52 er opplagret i indre klatrer 22 med lager 62.

Når et ønsket antall bæresøyleelementer 21 er montert og klatrer 18 med kranbom 17 er kommet i passende høyde monteres tårnelementer 5 med bruk av karnbommen 17. Søyle elementene 5 skrues sammen med flensforbindelser.

Etter at hele søylefundamentet 65 med søyleelementer 5 er montert opp heises «nacellen» på plass med kranbommen 17, wire 58 og winch 55.

Deretter settesnavet 6 på plass hvoretter vingene 7 monteres med kranbommen 17. Klatrer 18 med kranbommen 17 demonterer nå bæresøyleseksjoner 21 somtidig som 18 senkes ned ved at indre og ytre klatrer vekselvis forskyves aksielt og vekselvis settes fast med klakker 40 og 41 mot flens 45 mellom bæresøyleelementer 21.

Claims

Patentkrav 1

Anordning og metode ved montering av en vindturbin (1) alternativt (2) består av en søyle (4) satt sammen av søyleelementer (5) der det på toppen er montert nacelle (10) med nav (6) og propell med vinger (7) hvor søyle (4) eller (9) er montert på et fast fundament (8) eller flytende fundament(12) med forankringer(12), karakterisert ved at monteringen av vindturbinen (1) alternativt f2) utføres med klatrer (18) konsentrisk orn frittstående bæresøyle (24) påmontert kranbom (17) hvor klatreren (18) består av en indre klatrer (22) og ytre klatrer (23) forskybar i forhold til hverandre ved hjelp av wincher (30) , (32) og wireforbindelser (31) og (35) med klakker (40) og (41) for vekselvis feste mot flenser (45) mellom søyleelementer (21).

Patentkrav 2

Anordning og metode som beskrevet i patentkrav 1, karakterisert ved at kranbommen (17) er rotasjonsopplagret om akse (29) med rotasjon tilveiebrakt gjennom tannkransen (60) og motorer (61).

Patentkrav 3

Anordning og metode som beskrevet i patentkrav 1 og 2, karakterisert ved at bæresøylen (24) avstives med wire (16) forbundet til stabiliseringsbjelker (20) tilordnet wincher (19).