海上风轮机安装制造技术

一种用于安装海上风轮机(500)的海上风轮机安装船(1)，其中所述风轮机为要安装在基座(600)上的类型，所述基座在所述风轮机安装在所述基座上之前安装在海床上，其中所述风轮机为这样的类型，其具有：垂直桅杆(501)，通过其下端待被装配到所述基座上；并且具有吊舱，具有支撑在所述桅杆顶部上的毂和叶片，其中所述船包括：船体(1a,1b)，优选为非自升式浮动船体；优选为自推进式浮动船体；从所述船体向上延伸的起重机结构(200)，其中所述起重机结构设有起重装置，其具有一个或多个风轮机悬吊元件(400)和由所述一个或多个悬吊元件支撑并且适于与所述风轮机接合的风轮机接合装置(450)，所述起重装置适于在处于垂直取向的情况下支撑并且以可控制方式使至少所述风轮机的所述桅杆上升和下降，优选地与所述吊舱一起，并且优选地还与装配在所述桅杆的顶部上的所述毂和叶片一起。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及海上风轮机在海上位置的安装。
技术介绍
目前，许多海上风轮机放置区设计成允许大量发电。由于效率的原因，风轮机具有日渐增大的容量和尺寸。现在，正在设计5MW涡轮机，并且将来要设想8MW涡轮机。在已知的设计中，5MW涡轮机具有直径为126米的带叶片的毂，并且毂的高度大约在海平面上方90米。所提出的8MW涡轮机具有160米的叶片直径，并且毂在海平面上方120米。至少在未来的设计中包括桅杆、吊舱和叶片的风轮机的重量会超过1000t。例如根 据基座的类型，基座自身可重达几百吨。在US2007/243063中描述了许多基座类型。已经发现在岸上构建整个风轮机是最成本有效的。具体地说，在岸上完成吊舱、毂和叶片在桅杆上的安装和测试，这比在海上进行这些操作花费要少得多。该方法允许简化海上安装和试车为简洁操作、全部风轮机的安装。在该方法中，基座可以预先安装在海床上，并且将具有吊舱、毂和叶片的桅杆固定在基座上。到现在为止，已经提出了专用于海上风轮机安装的安装船和方法。船MV Resolution是这种专用的风轮机安装船。它是具有六条自升支腿的自升式船，该自升支腿用来至少部分将船体提升至水面上方以使船体稳定以便安装风轮机。该船在船尾处配备有安装在主基座上的吊杆起重机，该起重机具有可旋转并且可转舵的吊杆。现有的MV Resolution船具有300t的起重能力，相同设计的新建造的(船)设计有IOOOt的起重能力。自升式系统的使用为起重机提供了大体上不会受到海况影响的非常稳定的平台，从而能够有效地完成将桅杆安装到预安装的海床基座。已知的基座包括结构钢构架导管架、单粧、基于重力的基座等。对于风轮机安装来说自升式船的使用也有缺陷，例如在自升式支腿不能达到的水深中建立风电场。另一个缺陷在于，展开/收回(很长的)自升式支腿减缓了安装过程。现有技术还披露了非自升式专用风轮机安装船，因此没有自升式支腿并且在风轮机和/或基座的安装过程期间保持处于浮动状况中。示例为在W02007/091042中所示的Rambiz船,其中起重机结构允许在大体上垂直取向中拾取和运输风轮机。Rambiz由两个并排互连的驳船式船体构成，每个驳船承载有枢轴起重吊杆或起重臂。笨重的撑开器由缆索从起重机上悬吊。桅杆延伸穿过在撑开器中的特大型开口，并且其他承载缆索在撑开器和装配在桅杆下端处的风轮机支撑框架之间延伸。撑开器布置在风轮机重心上方。W02007/091042讨论了船在安装到预安装好的基座上期间的浮动状态，在将桅杆安放到基座上时带来了冲击负载问题。这里要注意的是，桅杆相当脆弱，但在纵向方向刚硬，这会在桅杆和基座之间产生出不合需要的撞击。为了避免这个问题，风轮机支撑框架具有带有液压支脚的支腿。相应的临时基座框架安装在基座的顶端上。为了安装风轮机，起重机将支撑框架以及因此风轮机下降。随着使风轮机进一步下降，液压支腿然后接触基座框架并且吸收由于海况导致的垂直运动。支脚在水平面中的一些滑动运动也是允许的，并且布置其他液压缸来将支撑框架推入到适当位置中。虽然在W02007/091042中所提出的措施可以克服与从浮动船安装风轮机相关联的一些问题，但是本专利技术目的在于提供进一步的改进或者至少有用的替代方案。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提出了如权利要求I所述的海上风轮机安装船。设想风轮机接合装置适于在高于风轮机重心的高度处接合所述风轮机的桅杆，或者设置第二另外的风轮机接合装置，从而可以通过所述接合组件在沿着垂直方向间隔开例如间隔开至少20米的两个位置处接合所述桅杆。优选的是，所述主动水平运动装置适于执行所述一个或多个悬吊构件和/或所述接合装置优选相对于刚性连接在所述船的船体上的刚性起重机结构至少沿着所述船的纵 向方向的主动水平移位。优选的是，所述起重机结构为刚性连接在所述船的船体上的刚性起重机结构，例如刚性结构框架。在可能的实施方案中，所述主动水平运动装置安装在所述起重机结构和所述风轮机接合装置之间。在如权利要求2所述的船的优选实施方案中，所述船包括从所述船体向上延伸的刚性起重机结构，例如刚性结构框架，该起重机结构刚性连接在所述船的船体上。所述刚性起重机结构至少具有第一垂直侧面，并且所述第一垂直侧面设有缆车引导件。设有风轮机支撑缆车，其可以在所述起重机结构的所述第一垂直侧面上沿着所述缆车弓I导件垂直运动。该缆车由一个或多个悬吊元件优选是可通过一个或多个绞盘操作的一根或多根缆索支撑。该缆车支撑着所述风轮机接合装置。该缆车和相关的风轮机接合装置适于支撑所述风轮机的重量。在所述缆车和所述风轮机接合装置之间安装有主动水平运动装置，所述主动水平运动装置适用于并且操作用来在风轮机由所述风轮机接合装置支撑的同时，主动补偿由海况引起的所述风轮机接合装置在至少一个水平方向上、可能地在两个非平行的水平方向上例如在两个正交的水平方向上的水平移位。优选的是，在所述桅杆下端设置在预安装好的基座上的情况下，至少在将所述桅杆下降到基座上并且将所述桅杆固定在基座上的步骤期间进行所述主动水平运动装置的操作，以便补偿所述风轮机接合装置的由海况引起的水平运动。该船允许显著减少或甚至消除桅杆下端相对于预安装好的基座的水平运动。由于下面原因中的一个或多个，所以这是有利的 -可以增大浮动船的操作天气窗，从而允许在更糟糕的条件下安装风轮机； -可以安装更高和/或更重的风轮机； -减小了作用在桅杆、基座和任意桅杆紧固件上的力； -在使用该船将处于垂直取向中的风轮机例如从岸上位置运输到海上位置时，主动水平运动装置在期望时可以操作，这允许降低在风轮机上的力。在该船的另一个优选实施方案中，在所述刚性起重机结构的所述第一垂直侧面处，除了风轮机支撑缆车之外，还设有第二缆车，该缆车可以在所述起重机结构的所述第一垂直侧面上沿着缆车引导件垂直运动，其中所述第二缆车支撑着第二风轮机接合装置，并且其中在所述第二缆车和所述相关的风轮机接合装置之间安装有主动水平运动装置，所述主动水平运动装置适于主动补偿由海况引起的所述风轮机接合装置在至少一个水平方向上、可能地在两个非平行的水平方向上例如在两个正交的水平方向上的水平移位，其中所述起重机允许所述风轮机的所述桅杆在垂直间隔开的位置处与所述风轮机接合装置接合，以便在垂直取向中支撑所述桅杆，所述一个接合装置主要支撑着所述风轮机的重量，另一个接合装置主要用来将所述风轮机稳定在垂直取向中。在优选实施方案中，风轮机支撑缆车为下缆车，在其下端处或附近接合所述桅杆，并且第二缆车用来在更高的位置处接合所述桅杆。优选的是，在所述第一垂直侧面处具有两个缆车的实施方案中，起重机允许在沿着垂直方向间隔开至少20米优选至少30米例如约40米的位置处所述桅杆与所述风轮机接合装置接合。在另一个实施方案中，想到仅在所述风轮机重心上方因此在沿着其高度的单个位置而不是垂直间隔开很大距离的两个位置处通过由所述风轮机支撑缆车支撑的风轮机接合装置来接合所述风轮机的桅杆。要理解的是，在将桅杆下降到基座上并且将桅杆固定在基座上期间优选采用其他措施来应对任意不期望的垂直运动。为此优选的是，风轮机起重装置还包括升起补偿装置，其适于补偿风轮机接合装置的由于海况引起的垂直移位。采用这种船，设想这样一种方法，其中在桅杆下端设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.09.04 NL 20034411.一种用于安装海上风轮机的海上风轮机安装船，其中所述风轮机为待安装在基座上的类型，所述基座在所述风轮机安装在所述基座上之前安装在海床上，其中所述风轮机为这样的类型，其具有通过其下端装配到所述基座上的垂直桅杆，和吊舱，以及具有支撑在所述桅杆顶部上的毂和叶片，其中所述船包括 非自升式浮动船体；优选为自推进的浮动船体； 从所述船体向上延伸的起重机结构； 其中所述起重机结构设有风轮机起重装置，其具有一个或多个风轮机悬吊元件和由所述ー个或多个悬吊元件支撑的风轮机接合装置，其中，所述风轮机接合装置适于接合所述风轮机的桅杆，所述风轮机起重装置适于在处于垂直取向的情况下支撑并且以可控方式使至少所述风轮机的所述桅杆上升和下降，优选地与所述吊舱一起，优选地还与装配在所述桅杆的顶部上的所述毂和叶片一起， 其中所述船包括主动水平运动装置，其适于在所述风轮机的垂直取向的桅杆由所述风轮机接合装置接合的同时，主动地补偿由海况引起的所述风轮机接合装置在至少ー个水平方向上、可能地在两个非平行的水平方向上、例如在两个正交的水平方向上的水平移位。2.如权利要求I所述的船，其中所述起重机结构为从所述船体向上延伸的刚性起重机结构，例如刚性结构框架，所述起重机结构刚性连接到所述船的船体， 其中所述起重机结构至少具有第一垂直侧面，其中所述第一垂直侧面设有缆车引导件， 其中所述起重机包括风轮机支撑缆车，其在所述起重机结构的所述第一垂直侧面上沿着所述缆车引导件能够垂直运动，其中所述缆车由所述ー个或多个悬吊元件来支撑，并且其中所述缆车支撑所述风轮机接合装置，并且其中所述缆车和所述风轮机接合装置适于支撑所述风轮机的重量， 并且其中所述主动水平运动装置安装在所述缆车和所述风轮机接合装置之间，所述主动水平运动装置适于在风轮机由所述风轮机接合装置支撑的同时，主动地补偿由海况引起的所述风轮机接合装置在至少ー个水平方向上、可能地在两个非平行的水平方向上例如在两个正交的水平方向上的水平移位。3.如权利要求2所述的船，其中在所述起重机结构的所述第一垂直侧面处，额外于所述风轮机支撑缆车，设有第二缆车，所述第二缆车沿着在所述起重机结构的所述第一垂直侧面上的缆车引导件能够垂直运动，其中所述第二缆车支撑第二风轮机接合装置， 并且其中在所述第二缆车和相关联的风轮机接合装置之间安装有主动水平运动装置，所述主动水平运动装置适于主动补偿由海况引起的所述风轮机接合装置在至少ー个水平方向上、可能地在两个非平行的水平方向上例如在两个正交的水平方向上的水平移位， 其中所述起重机允许使得所述风轮机的所述桅杆在垂直间隔开的位置处与所述风轮机接合装置接合，以便在垂直取向中支撑所述桅杆，所述ー个接合装置主要支撑所述风轮机的重量，另ー个接合装置主要用来将所述风轮机稳定在垂直取向中， 其中优选的是，所述起重机允许在沿着垂直方向间隔开至少20米优选至少30米的位置处使得所述桅杆与所述风轮机接合装置接合。4.如权利要求3所述的船，其中设有ー根或多根连杆，其允许使得所述风轮机支撑缆车和所述第二缆车在所述第一垂直侧面处直接相互连接，从而在所述缆车之间保持垂直间隔，优选的是所述一根或多根连杆具有可调节的长度。5.如权利要求2-4中的一项或多项所述的船，其中所述起重机还包括与所述起重机结构的与所述第一垂直侧面相反的第二垂直侧面相关联的基座起重装置，所述基座起重装置允许支撑以及以可控制方式使悬吊在那里的所述基座沿着所述起重机结构的所述第二垂直侧面上升和下降。6.如权利要求5所述的船，其中所述基座起重装置包括沿着在所述起重机结构的所述第二侧面处的缆车引导件能够垂直运动的基座支撑缆车，并且其中所述基座支撑缆车由所述基座起重装置的ー个或多个悬吊构件支撑，并且其中设有用于将所述基座连接到所述基座支撑缆车的基座悬吊构件，使得能够通过所述基座起重装置的操作来使得所述基座上升和/或下降。7.如前面权利要求中一项或多项所述的船，其中所述船为双船体船，其具有通过中央桥接部连接的两个平行船体，以形成大体上为H形的甲板，从而在所述船体之间形成朝着所述船的船首和船尾的开放空间，其中所述刚性起重机结构位于所述中央桥接部上方，优选地船员舱室安装在所述中央桥接部上。8.如前面权利要求中ー项或多项、优选地权利要求7所述的船，其中所述船还包括摇摆缓冲装置，所述摇摆缓冲装置包括在所述船体上的轨道上引导、优选容纳在所述船的船体的舱室内并且优选位于所述船体的所述中央桥接部内的一个或多个可动实心压舱体以及相关联的移位驱动装置和移位驱动控制装置，所述驱动控制装置适于引起所述ー个或多个实心压舱体的运动以便补偿由海况引起的船摇摆运动。9.如前面权利要求中ー项或多项、优选地权利要求7或8所述的船，其中所述船还包括至少ー个颠簸缓冲装置，其包括在轨道上引导的ー个或多个可动实心压舱体以及相关联的移位驱动装置和移位驱动控制装置，所述驱动控制装置适于引起所述ー个或多个实心压舱体的运动以便补偿由海况引起的安装船颠簸运动，优选地是在权利要求7的船的情况下，颠簸缓冲装置关联于每个平行船体，优选地容纳在所述船的相应船体的舱室内。10.如前面权利要求中一项或多项所述的船，其中所述起重机结构在所述第一侧面处设有ー个或多个缆索绞轮组件，并且其中所述风轮机支撑缆车和/或相关的风轮机接合装置设有ー个或多个下缆索绞轮组件，而且其中所述悬吊元件为在所述缆索绞轮组件上引导的一根或多根缆索，所述风轮机起重装置包括用于所述一根或多根缆索的ー个或多个绞盘。11.如前面权利要求中一项或多项所述的船，其中所述风轮机起重装置包括升起补偿装置，适于补偿支撑所述风轮机重量的所述风轮机接合装置的由海况引起的垂直移位。12.ー种用于将海上风轮机、至少其桅杆安装在预安装好的海床基座上的方法，其中所述风轮机为这样的类型，其具有通过其下端装配到所述基座上的垂直桅杆，以及具有吊舱和支撑在所述桅杆的顶部上的毂和叶片， 其中采用了根据前面权利要求中一项或多项所述的海上风轮机安装船， 其中所述方法包括在所述船的船体处于浮动状态下的情况下通过所述风轮机起重装置将所述风轮机、至少其桅杆保持在垂直取向中， 并且其中所述方法包括将所述风轮机的桅杆的下端设置在所述预安装好的基座上方， 并且所述方法还包括，在所述桅杆的下端设置在所述预安装好的基座...

【专利技术属性】
技术研发人员：J罗登布格，DB维宁，A贝雷茨尼斯基，TCJM施蒂恩曼，
申请(专利权)人：伊特雷科公司，
类型：发明
国别省市：