[發明專利]一種具有回轉和運動補償能力的海上風機整機安裝塔架

在審

• 申請號: 202011083794.4
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112112764A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 徐立新;王金光;江鋒;李星群;劉建成;何力;易志金
• 申請（專利權）人: 招商局海洋裝備研究院有限公司;招商局深海裝備研究院（三亞）有限公司
• 主分類號: F03D13/10
• 分類號: F03D13/10;F03D13/40
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 蒯建偉

本發明公開了一種具有回轉和運動補償能力的海上風機整機安裝塔架，可滿足多個整體風機的裝載、運輸和安裝。該整機安裝塔架包括基座、回轉裝置和安裝架；所述安裝架內底部設置基座，基座上設置回轉裝置；所述安裝架相對船體自由轉動，安裝架包括支撐框架、抱樁器以及水平運動補償系統和垂向運動補償系統，安裝架通過集成的水平運動補償系統和垂向運動補償系統對整體風機在安裝過程中進行六自由度的運動補償。本發明裝置適用于不同類型海上風機整體運輸與安裝，也可應用于退役風機的拆解作業。

技術領域

本發明涉及一種具有回轉和運動補償能力的海上風機整機安裝塔架。

背景技術

目前海上風機安裝包括分體安裝和整體安裝兩種方式。

分體安裝通常利用自升式風電安裝平臺完成，平臺樁腿抬升船體離開水面形成一個穩定的作業面來實施部件或組件的安裝。平臺吊裝前后的插樁和拔樁作業對海況條件和海底地質要求甚高。受樁腿長度的限制，自升式風電安裝方式的作業水深有限。

整體安裝主要由重吊船來實現，由于船體本身不具備運輸功能，安裝作業時還需要運輸船輔助。海上風機整體安裝對傳統重吊船上吊機的吊高和吊重提出很高要求，因此重吊船建造或租賃資本支出很大。整體安裝時，起重船的吊點很高，波浪中吊點處運動劇烈，所以作業的窗口期較短。

海上風電技術正朝著大型化、大功率化、深遠海方向發展，正在開發的海上大功率15MW風機整體重量可增加至2000噸甚至更大，風輪直徑達240m，這無疑對傳統風機運輸和安裝方式提出了很多挑戰。海上風電市場迫切需要安全、經濟和可靠的安裝技術和設備來滿足未來發展的需求。

發明內容

為了解決以上技術問題，本發明提供一種具有回轉和運動補償能力的海上風機整機安裝塔架，該整機安裝塔架包括基座、回轉裝置和安裝架；所述安裝架內底部設置基座，基座上設置回轉裝置；所述安裝架相對船體自由轉動，安裝架包括支撐框架、抱樁器以及水平運動補償系統和垂向運動補償系統，安裝架通過集成的水平運動補償系統和垂向運動補償系統對整體風機在安裝過程中進行六自由度的運動補償。

進一步的，安裝塔架具有回轉功能，用于調整風機在甲板上的安放位置。在碼頭裝載或海上安裝時，安裝架將風機上載至甲板或安裝于風機基座上；在運輸時，安裝架調整風機在甲板上的安放位置從而降低風機重量對船體總體強度的不利影響；支撐框架底部設有與甲板鎖緊固定的裝置。

進一步的，水平運動補償系統由上定位夾套、下定位夾套和限位索組成；上定位夾套和下定位夾套內均固定設置卡箍，上定位夾套和下定位夾套上設置液壓缸；限位索頂部連接在支撐框架的頂端橫桿上，底部連接在下定位夾套上；所述上定位夾套和下定位夾套聯動作業共同實現對整體風機平動和轉動的運動補償功能。

進一步的，限位索用于調整上下定位夾套的初始位置，在風機安裝過程中用于維持上下定位夾套與風機同步垂向運動。從而根據風機型號、碼頭高度和潮汐等條件選定最佳的控制點；在風機提升和下放過程中，限位索帶動上下定位夾套與風機的垂向運動保持同步，避免因定位夾套與塔筒之間相對運動產生的摩擦力而導致垂向和水平運動補償系統的相互干擾。

進一步的，支撐框架包括垂向撐腿、橫桿、結構撐桿、操作平臺和懸掛支架；結構撐桿固定在橫桿與橫桿、橫桿與操作平臺，以及橫桿與懸掛支架之間，從而使安裝架穩固；垂向撐腿上布置的滑槽限定了定位夾套的垂向行進路線也為其水平運動補償提供了結構支撐；操作平臺提供充裕空間來布置垂向運動補償系統；懸掛支架懸對連接垂向運動補償系統和抱樁器的鋼絲繩進起到導向作用，其布置高度的降低有利于提高風機安裝船的穩性。

進一步的，所述抱樁器上設置液壓裝置，液壓裝置與控制系統連接，抱樁器通過液壓裝置調整卡箍壓力并利用卡箍與塔筒之間摩擦力來抵抗風機的垂向載荷。抱樁器與鋼絲繩連接，垂向運動補償系統通過牽引鋼絲繩對風機的垂向運動進行主動控制。

進一步的，抱樁器和上下定位夾套的卡箍采用多塊式的結構設計，可以匹配不同直徑的風機塔筒。