[發明專利]風力渦輪機機艙和系統、機艙-托架系統、組裝和拆卸方法

在審

• 申請號: 202110559670.7
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN113202696A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 帕特里克·吉拉特;喬治·巴拉爾德
• 申請（專利權）人: 感風有限公司
• 主分類號: F03D13/10
• 分類號: F03D13/10;F03D80/00;F03D13/25;F03D80/50
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 瞿藝

本申請涉及風力渦輪機機艙、機艙?托架系統、風力渦輪機系統、組裝和拆卸風力渦輪機的方法，風力渦輪機機艙構造成用于安裝在風力渦輪機塔架的頂部上，其中，風力渦輪機機艙設置有能釋放地構造成接收機艙升降機系統的升降機托架的樞轉連接的接收結構，以使風力渦輪機機艙由升降機托架支撐并能圍繞樞轉軸線樞轉。

本申請是申請號為201880041709.2、名稱為“用于組裝風力渦輪機的方法和風力渦輪機系統”的中國專利申請(基于國際申請日為2018年4月19日、國際申請號為PCT/GB2018/051031的國際專利申請，于2019年12月20日進入中國國家階段)的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種風力渦輪機系統、風力渦輪機機艙、機艙-托架系統、組裝風力渦輪機的方法和拆卸風力渦輪機的方法。

背景技術

安裝風力渦輪機是每個風能項目(尤其是海上風力項目)的高風險、高成本的部分。如何執行此過程、如何使用設備、流程和規劃是滿足項目計劃和預算的關鍵。

海上風力項目現在正在使用更大的渦輪機在離海岸更遠的地點和更深的水域中以更大的容量開發。這些開發對其成本有效的安裝以及在項目的運行壽命期間維修和更換主要部件提出了額外的技術挑戰。

迄今為止，用于安裝海上渦輪機的發展軌跡是部署更大的自升式起重船只，該起重船只具有在更深的水域中操作的能力，然而它們非常昂貴并且限制了在技術上和商業上可行的最大水深。在現在正在開發的一些區域中，沿岸水深迅速超過對于自升式船只的當前60m極限，并且使用這種安裝方法是不切實際的。使用大型半潛式起重船只的替代解決方案甚至比自升式起重船只更昂貴并且更不可行。

此外，由于多變的海上天氣條件，以及風和浪對安裝過程的影響，可用于安裝風力渦輪機的時間段通常相對較短。當將轉子-機艙組件從船只傳送到塔架時，風和浪會帶來麻煩并進一步縮小了安裝的機會。因此，希望具有一種用于將轉子-機艙組件傳送到塔架的改進裝置，其能夠在一定程度上減輕風和浪對船只的影響。

在陸地上安裝風力渦輪機也會出現類似的問題。較大的塔架難以將轉子-機艙組件升高并安裝到塔架上，于是增加安裝風力渦輪機的速度以改善風電場的經濟性的愿望更為強烈。出于維護和修理的目的，進入渦輪機也存在困難。

因此，需要一種新的方法來運輸、安裝和維修渦輪機。

為了解決這些問題中的一些，已經提出使用升降機系統來將轉子-機艙組件從塔架的基部提升到塔架的頂部并且將轉子-機艙組件旋轉到位，例如參見US6888264和US2012/0328442。這些布置旨在用于陸基風力渦輪機，然而，還沒有令人滿意地解決從運載車輛到塔架的頂部的集成傳送系統。在這些示例中，升降機托架在塔架的基部附接到軌道。機艙附接到升降機托架，轉子安裝在機艙的頂部以完成轉子-機艙組件。轉子輪轂大致面向上。因此，機艙具有大致豎直的定向。轉子葉片具有大致水平的取向。然后升降機將轉子-機艙組件提升到塔架的頂部，并使轉子-機艙組件旋轉大約90度。渦輪機在塔架的頂部固定到位。該方法已經在陸上塔架的情況下提出，因為可以通過卡車輸送部件，并且提供起重機來進行現場組裝過程以構造轉子-機艙組件，然而該方法不太適合于在海上塔架的情況下使用，在海上塔架的情況下更難以進行現場組裝。而且，由于風和浪的影響以及惡劣的天氣條件，通常存在用于組裝風力渦輪機的非常有限的時間范圍，因此需要重新定義升降機概念，以便使一般方法更適合于海上環境。

已知系統的另一個問題是，轉子-機艙組件由升降機托架支撐的方式。轉子-機艙組件由升降機托架支撐的方式對為了使機艙從豎直取向旋轉到水平取向所需的驅動力的大小具有顯著影響。

已知系統的另一個問題是，大多數塔架具有比基部窄的頂部。因此，安裝在塔架上的升降機軌道朝向塔架的基部在其間可具有較大的間隙，而在塔架的頂部在其間具有較小的間隙。升降機所使用的任何驅動系統都可解決這個問題。

當然，盡管任何這樣的改進主要針對海上環境，但是本領域技術人員應當理解，這些改進也可以應用于陸上風電場。