水上风力发电机的安装设备及其施工方法技术

一种水上风力发电技术领域的水上风力发电机的安装设备及其施工方法，包括：吊装船、运输驳船、起吊机、吊环、可伸缩浮筒及充气装置、支撑腿及升降装置，其中：吊装船下方固定设有四个支撑腿，吊装船四周固定设置若干可伸缩浮筒，吊装船的上方甲板正中竖直固定设置起吊机，吊装船的上方甲板的起吊机两侧分别对称固定设有２～１０个吊环，吊环与起吊机的背杆通过钢索连接。运输驳船周围安装有可伸缩浮筒，并配有充气装置。本发明专利技术可以在水深０．３～５米的范围内进行海上风力发电塔桩基及风机的安装工作，可大幅提高海上风力发电塔安装效率，降低海上风电场建设成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种风力发电
的风力发电机及其施工方法，具体是 一种用于水深小于5米处的。
技术介绍
与陆地风电场相比，海上风电场风速高、风能资源丰富，不受占地面积、噪 声污染等因素的限制，而且距离如沿海经济发达电力紧缺区的电力负荷中心更 近，因此海上风力发电已成为风力发电的一个重要方向。海上风力发电塔的结构通常包括风塔桩基、风塔塔柱和包括机舱和水上风力 发电机叶片的发电机组。风塔桩基用来支撑风力发电塔柱及发电机组，可为水泥 桩基础或钢管桩基础，钢管桩又可分为单钢管桩或多钢管桩基础。但无论水泥基础或钢管桩基础，其重量都非常大，如单钢管桩直径为4 5米，长40 50米， 重量达300 450吨，水泥桩重量更是在千吨以上。而且现代风力涡轮发电机功 率越来越高，水上风力发电机重量和水上风力发电机基础重量也是越来越大。因 此，风力涡轮发电机及其桩基的海上运输及安装是海上风电场建设工作的核心内 容，也是最大的困难所在。经对现有技术的文献检索发现，有多项国内外专利涉及风力涡轮发动机的海 上安装和运输，如中国专利技术专利申请号CN200810111711.0、 CN200610016265. 6、 CN200610129933. 6，欧洲专利EP20000125114等。但这些专利多针对水深大于5 米的水域，使用现有的大型运输驳船和大型吊装船舶进行海上水上风力发电机的 运输和安装，这类船舶吃水较大，不能用于浅水区风力发电塔的安装。如中国发 明专利申请号CN200810111711.0 ( 一种风电机组海上整体安全运输 的方法)介绍一种风电机组海上运输方法，特点是利用大型运输驳船海上长距离 整体运输风电机组；中国专利技术专利申请号CN200610016265.6 (海上 风力发电塔结构及其安装方法)主要提供一种底部为单筒吸力锚基础的风力发电 塔结构，采用大型运输驳船整体运输、整体安装风力发电塔；欧洲专利 EP20000125114 (海上水上风力发电机安装方法及船舶)主要介绍一4种水上风力发电机海上安装方法，即在岸上或码头完成风力发电塔的组装，然后 使用大型运输驳船将风力发电塔整体运输到风电场，从而降低风力发电塔海上装 配成本。这些技术多采用整体运输风力发电塔的形式，由于重量大运输船舶吃水 深，因此都无法应用于浅水区风力发电塔的安装。又经检索发现丹麦专利申请号DK20030000515，记载了一种"运送风电机 组的驳船，搬运水上风力发电机的方法，及用于海上风电场的水上风力发电机"， 该技术可整体竖直运输风力发电塔，主要特点是运输过程中对水上风力发电机几 乎没有伤害风险；另有欧洲专利申请号EP20020026381，记载一种"运输海上风 电机组的升降驳船"，该技术装载水上风力发电机塔架时不需起吊机，并可竖直 运输水上风力发电机塔架；还有欧洲专利申请号EP20020026383,记载了一种"用 于运输海上风电的驳船"，该技术装载水上风力发电机塔架时不需起吊机，可水 平运输水上风力发电机塔架。以上现有技术所涉及的新型驳船都是关注节省起吊机或对水上风力发电机 避免伤害，这些驳船只有在足够深的水域才能使用，而在如水深5米以下的浅水 区域均无法有效实施。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种水上风力发电机的安装设备 及其施工方法，可在水深0. 3 5米的范围内进行海上风力发电塔桩基及水上风 力发电机的安装工作，扩大了海上风力发电塔安装范围，安装方法合理有效，可 大幅提高海上风力发电塔安装效率，降低海上风电场建设成本。本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术涉及水上风力发电机的安装设备，包括吊装船、运输驳船、起吊机、吊环、可伸縮浮筒和支撑腿，其中吊装船下方固定设有四个支撑腿，吊装船和运输驳船的四周分别固定设置若干可伸縮浮筒，吊装船的上方甲板正中竖直固定设置起吊机，吊装船的上方甲板的起吊机两侧分别对称固定设有2 10个吊环，吊环与起吊机的背杆通过钢索连接。所述的起吊机为桁架式全回转起吊机，该起吊机的配重为80 120吨。 所述的吊环固定在吊装船甲板上，通过钢索与起吊机的背杆连接，用于取代 起吊机的超起配重。所述的可伸缩浮筒包括浮筒结构件、充气皮囊和充气机，其中浮筒结构件活动设置于吊装船上，充气皮囊的一端与充气机相连，充气皮囊固定设置于浮 筒结构件上。所述的充气机用于给充气皮囊充气，当不需要可伸縮浮筒提供浮力时，把充 气皮囊放气并縮回浮筒结构件，减小船体尺寸。 所述的吊装船的满载吃水深度为0. 3 5米。所述的运输驳船为长方形船体，该运输驳船的满载吃水深度为0. 3 5米。 本专利技术所涉及的如上述水上风力发电机的安装设备的施工方法，包括以下步骤第一步、使用运输驳船分别将吊装船、水上风力发电机的桩基、转接头、打 桩锤及其动力系统运输至风电场，当运输驳船和吊装船位于水深小于1米处的浅 水航行时启动可伸缩浮筒，并用充气机向充气皮囊内充气提供浮力以减小船体吃 水深度，当运输结束后，将充气皮囊内的气体放出并縮回浮筒结构件，以减小船体尺寸；第二步、将起吊机的背杆与吊环用钢索连接，然后用起吊机将若干桩基分别 吊起竖立并置于风电场位置，然后松开起吊机背杆与吊环的连接，循环本次操作 直至所有桩基均安置于风电场位置；最后用起吊机吊起打桩锤并依次将所有桩基 打桩至风电场位置，打桩结束后安装转接头；第三步、使用运输驳船将风力发电机的塔柱、机舱和叶片运输至风电场，当 运输驳船和吊装船位于水深小于1米处的浅水航行时启动可伸縮浮筒，并用充气 机向充气皮囊内充气提供浮力以减小船体吃水深度，当运输结束后，将充气皮囊 内的气体放出并縮回浮筒结构件，以减小船体尺寸；第四步、将起吊机的背杆与吊环用钢索连接，然后用起吊机分别将水上风力 发电机塔柱、机舱和叶片吊装组合，然后松开起吊机背杆与吊环的连接，施工结 束。本专利技术可在水深0.3米的范围内进行海上风力发电塔桩基及风机的安装工 作，进一步扩大了海上风力发电塔安装范围的同时结构简单，建造容易，成本低廉。附图说明图1为本专利技术浅水风力发电机的吊装船主视图； 图2为本专利技术浅水风力发电机的吊装船俯视图；图3为本专利技术浅水运输驳船主视图； 图4为本专利技术浅水运输驳船俯视图5为本专利技术可伸縮浮筒由收縮状态变为工作状态的过程示意图； 其中(a)浮筒为收縮状态；(b)浮筒结构件伸出；(C)用充气机为充气皮 囊充气。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方案为前提下 进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限 于下述的实施例。如图1、图2、图3和图4所示，为本实施例涉及的水上风力发电机的安装 设备，包括吊装船l、起吊机2、吊环3、可伸縮浮筒4、支撑腿5和运输驳船 6，其中吊装船1下方固定设有四个支撑腿5，吊装船1和运输驳船6的四周 均固定设置若干可伸縮浮筒4，吊装船l的上方甲板正中竖直固定设置起吊机2， 吊装船1的上方甲板的起吊机2两侧分别对称固定设有2 10个吊环3，吊环3 与起吊机2的背杆7通过钢索连接。所述的起吊机2为桁架式全回转起吊机，所带配重8为100吨。 如图5所示，所述的可伸縮浮筒3由浮筒结构件9、充气皮囊10、充气机 ll组成，充气后浮筒尺寸为宽4米、高2米。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水上风力发电机的安装设备，包括：吊装船、运输驳船、起吊机、吊环、可伸缩浮筒和支撑腿，其特征在于：吊装船下方固定设有四个支撑腿，吊装船和运输驳船的四周分别固定设置若干可伸缩浮筒，吊装船的上方甲板正中竖直固定设置起吊机，吊装船的上方甲板的起吊机两侧分别对称固定设有２～１０个吊环，吊环与起吊机的背杆通过钢索连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林金保，范会渠，戚涛，
申请(专利权)人：上海利策科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]