海上風電整機運輸安裝方法
【專利摘要】本發明提出一種海上風電整機運輸安裝方法，所述海上風電整機包括風電主體與風電基座，本方法通過跨海岸起重機將海上風電整機在放倒狀態下由陸地轉移并固定至所述運裝船的處于平躺狀態的起裝架上，運裝船轉移至海上風電整機的預安裝位置后，使所述起裝架轉動至立起狀態，以使所述海上風電整機由放倒狀態變為直立狀態并將風電基座固定在海床上。本發明海上風電整機運輸安裝方法，通過跨海岸起重機和運裝船，不需要動用大型的海上浮吊，而且運輸過程中該運裝船的重心低，作業簡單、安裝效率高并且成本低。
【專利說明】
海上風電整機運輸安裝方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種大型部件的運輸方法，尤其涉及一種海上風電整機運輸安裝方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟社會不斷發展，對電能的需求量日益增大，供求關系日益緊張。僅利用燃煤、燃油、燃氣等可燃礦物進行發電的傳統產能結構日益受到煤、油、氣等資源儲量日益枯竭形勢的限制。在新能源中，風力發電技術具有更為成熟、成本更低和對環境影響更小的優點。在過去的十多年，風力發電技術不斷發展，經濟效益十分顯著。
[0003]我國適于發展風力發電的海域廣闊，且海上風場可開發風電機組功率大，每年有效工作時間長。由于受到水深及施工時間的限制，對風電基礎施工和安裝技術提出了新的要求。目前，海上風電整機在陸地上組裝好之后，需要通過運裝船運送到海里進行安裝。在安裝時需要大型的浮吊來吊起海上風電整機，導致海上風電整機安裝過程復雜，租用浮吊成本高，而且操作不便。
[0004]在所述【背景技術】部分公開的上述信息僅用于加強對本發明的背景的理解，因此它可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種作業簡單、安裝效率高并且成本低的海上風電整機運輸安裝方法。
[0006]本發明的額外方面和優點將部分地在下面的描述中闡述，并且部分地將從描述中變得顯然，或者可以通過本發明的實踐而習得。
[0007]根據本發明的一個方面，一種海上風電整機運輸安裝方法，所述海上風電整機包括相互連接的風電主體與風電基座，包括如下步驟:
[0008]提供一運裝船，所述運裝船包括船體、起裝架以及驅動裝置，所述船體上設有上下貫通的槽口，所述起裝架鉸接于所述船體并能夠在驅動裝置帶動下由一平躺狀態向上轉動至一立起狀態；
[0009]提供一跨海岸起重機，利用所述跨海岸起重機將海上風電整機在放倒狀態下由陸地轉移至所述運裝船的處于平躺狀態的起裝架上，并將海上風電整機與起裝架固定；
[0010]將運裝船轉移至海上風電整機的預安裝位置；
[0011]使所述起裝架轉動至立起狀態，以使所述海上風電整機由放倒狀態變為直立狀態，并使風電主體的下部以及風電基座由所述槽口處下降至海床；
[0012]將風電基座固定在海床上，并使海上風電整機與起裝架分離。
[0013]根據本發明的一實施方式，還包括如下步驟:當運裝船轉移至海上風電整機的預安裝位置之后，首先拋錨初定位，再對運裝船進行動力定位。
[0014]根據本發明的一實施方式，所述跨海岸起重機包括兩條起重橫梁、兩臺起重小車以及多個支撐所述橫梁的海側立柱和陸側立柱:兩條起重橫梁彼此相互平行并由碼頭的陸側延伸至海側;兩臺起重小車能夠在兩條所述起重橫梁上行走;利用跨海岸起重機轉移海上風電整機時，包括如下步驟:利用兩臺起重小車共同起吊所述海上風電整機，再將海上風電整機由所述陸側轉移至所述海側，然后將海上風電整機轉移至所述運裝船
[0015]根據本發明的一實施方式，起吊所述海上風電整機時，兩個所述起重小車分別連接所述風電主體與風電基座。
[0016]根據本發明的一實施方式，所述海側立柱和陸側立柱為鋼質的桁架立柱，所述海側立柱以及陸側立柱的下方均設有混凝土基座。
[0017]根據本發明的一實施方式，所述起重橫梁的兩端設有對起重小車進行限位的限位
目.ο
[0018]根據本發明的一實施方式，當運裝船轉移至海上風電整機的預安裝位置時，所述運裝船自由航行或拖航至所述預安裝位置。
[0019]根據本發明的一實施方式，所述起裝架轉動時，所述運裝船通過調節自身重心而始終處于水平漂浮狀態。
[0020]根據本發明的一實施方式，所述驅動裝置包括兩臺分別設置在運裝船艏部和艉部的絞車，兩臺絞車的鋼絲繩與起裝架相連接以帶動起裝架轉動。
[0021 ]根據本發明的一實施方式，所述起裝架轉動至立起狀態后，還包括如下步驟:調節運裝船的高度以使風電基座接觸海床。
[0022]由上述技術方案可知，本發明的優點和積極效果在于:
[0023]本發明海上風電整機運輸安裝方法，通過跨海岸起重機和運裝船，使海上風電整機在放倒狀態運輸，然后再直立后安裝在海床上，不需要動用大型的海上浮吊，而且運輸過程中該運裝船的重心低，作業簡單、安裝效率高并且成本低。
【附圖說明】
[0024]通過參照附圖詳細描述其示例實施方式，本發明的上述和其它特征及優點將變得更加明顯。
[0025]圖1是本發明海上風電整機運輸安裝方法中跨海岸起重機轉移海上風電整機時的主視不意圖；
[0026]圖2是本發明中的跨海岸起重機轉移海上風電整機時的俯視示意圖；
[0027]圖3是運裝船轉移海上風電整機時的示意；
[0028]圖4是運裝船的起裝架轉動至立起狀態過程的示意圖；
[0029]圖5是起裝架完全轉動至立起狀態后的示意圖。
[0030]圖中:1、海上風電整機；11、風電主體；12、風電基座；2、運裝船;21、船體;22、起裝架;23、絞車、24、絞車；25、槽口； 3、跨海岸起重機;31、起重橫梁；32、起重橫梁；33、起重小車;34、起重小車;35、海側立柱;36、陸側立柱;37、混凝土基座。
【具體實施方式】
[0031]現在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限于在此闡述的實施方式;相反，提供這些實施方式使得本發明將全面和完整，并將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。圖中相同的附圖標記表示相同或類似的結構，因而將省略它們的詳細描述。
[0032]參見圖1至圖5，本發明公開了一種海上風電整機運輸安裝方法。起重，該海上風電整機I包括相連接的風電主體11和風電基座12。風電主體11用于發電，風電基座12用于將風電主體11固定在海床上。本發明的海上風電整機運輸安裝方法包括如下的步驟。
[0033]提供一運裝船2，該運裝船2包括船體21、起裝架22以及驅動裝置，船體21上設有上下貫通的槽口 25，起裝架22鉸接于船體21并能夠在驅動裝置帶動下由一平躺狀態向上轉動至一立起狀態；
[0034]提供一跨海岸起重機3，利用所述跨海岸起重機3將海上風電整機I在放倒狀態下由陸地轉移至所述運裝船2的處于平躺狀態的起裝架22上，并將海上風電整機I與起裝架22固定；
[0035]將運裝船2轉移至海上風電整機I的預安裝位置；
[0036]使所述起裝架22轉動至立起狀態，以使海上風電整機I由放倒狀態變為直立狀態，并使風電主體11的下部以及風電基座12由槽口 25處下降至海床；
[0037]將風電基座12固定在海床上，并使海上風電整機I與起裝架22分離。
[0038]參見圖1及圖2，下面介紹在本發明實施方式中的跨海岸起重機的結構。跨海岸起重機包括兩條起重橫梁31、32，兩臺起重小車33、34以及多個海側立柱35以及陸側立柱36。這兩條起重橫梁31和32彼此之間是相互平行的，并且這兩條起重橫梁31和32由碼頭的陸側延伸至海側。兩臺起重小車33和34橫跨在兩條起重橫梁31和32上并能夠來回行走。在起重橫梁的兩端可以設置相應的限位裝置來對其中小車進行限位。起重小車33和34用于共同起吊該海上風電整機I。其中橫梁31和起重橫梁32是通過海側立柱35以及陸側立柱36進行支撐的。海側立柱35以及陸側立柱36可為鋼質的桁架立柱，但本發明并不以此為限，例如海側立柱35和陸側立柱36也可為鋼筋混凝土立柱。在海側立柱35以及陸側立柱36下方還可以設置相應的混凝土基座37，來對海側立柱35和陸側立柱36進行支撐。
[0039]具體地，起重小車33和起重小車34分別起吊風電主體11以及風電基座12。應當指出的是，在本發明的其他實施方式中，也可以設置更多數量的起重小車，例如設置3臺起重小車等。
[0040]在使用跨海岸起重機3之前，首先在陸地上完成海上風電整機I的組裝工作，先將風電主體11和風電基座12各種組裝完成后，再將兩者裝配起來。由于跨海岸起重機3是由碼頭的陸側一直延伸到海側的，因而可以依靠跨海岸起重機3將海上風電整機I由陸地上直接轉運至海上。
[0041]參見圖1及圖2，并結合圖3至圖5，通過跨海岸起重機3將海上風電整機I安裝在運裝船2時，首先使運裝船2停靠在跨海岸起重機3的兩條起重橫梁31和32之間的海水里，運裝船2的起裝架22處于平躺狀態，起裝架22與運裝船2的甲板平行，利用甲板上的鎖緊裝置將該起裝架22與甲板鎖緊固定在一起，然后，通過起重小車33和起重小車34將海上風電整機I由陸側轉移至海側，再吊運至運裝船2的上方，并將該海上風電整機I綁扎在起裝架22上。由于海上風電整機I在吊裝至運裝船2時是處于放倒狀態下的，因而，將該海上風電整機I固定在起裝架22上之后，該海上風電整機I仍然處于放倒狀態，如此一來便于海上風電整機I的安裝過程。而且能夠保證運裝船2的重心比較低，運裝船2不易發生傾覆，可以減小運裝船2的重量。
[0042]運裝船2轉移至海上風電整機I的預安裝位置的過程中，既可以通過該運裝船2自由航行的方式進行運輸，也可以通過拖船將運裝船2拖航至預安裝位置。而且，進一步地，當運裝船2轉移至該預安裝位置之后，可以首先拋錨初定位，作業人員可以根據實際海況選擇性地將錨拋入海里。再對運裝船2進行動力定位，如此可以比較精確地保證運裝船2所處的位置，使運裝船2停靠在預安裝位置，如此一來能夠保證海上風電整機I安裝位置的準確性。
[0043]參見圖4及圖5，運裝船2可以使其起裝架22由平躺狀態向上轉動至一立起狀態，從而使得該海上風電整機I的狀態由放倒狀態變為直立狀態，如此一來，該風電主體11的下部以及風電基座12能夠由船體21的槽口 25處下降至海床上，隨后就可以將風電基座12固定在海床上。在本發明的實施方式中，該起裝架22通過驅動裝置的帶動而由該平躺狀態變為直立狀態。該驅動裝置包括兩條分別設置在運裝船2的艏部和艉部的絞車23和絞車24。絞車23和絞車24通過鋼絲繩與起裝架22相連接，從而牽引起裝架22進行轉動。在運裝船2的甲板上還可以設置相應的定位裝置，使得起裝架22轉動的角度到位之后能夠自動停止轉動。該起裝架22處于立起狀態時，其與運裝船2的甲板的角度可為90度，但并不以此為限。本領域技術人員應當理解的是，雖然在本實施方式中的驅動裝置包括絞車，但是，這并非對本發明技術方案的限制，本發明的運裝船的驅動裝置的具體結構可根據需要而確定。例如，在本發明的其他實施方式中，該驅動裝置也可包括液壓缸等機構，并通過液壓缸來推動起裝架22轉動。
[0044]在起裝架22向上轉動的過程中，該運裝船2還可以通過船體內的壓載水體系統調節自身重心而始終處于水平漂浮狀態。也就是說，該運裝船2可以改變重心位置，避免海上風電整機I在變為直立狀態的過程中造成運裝船2發生船頭上翹等情況，避免海況不佳時發生意外。除此之外，還當起裝架22轉動至立起狀態后，還可以包括如下步驟:調節運裝船2的高度以使風電基座12接觸海床。這樣可以避免海床過深時可能發生風電機座12與海床之間懸空的問題。
[0045]當海上風電整機I安裝完畢后，使運裝船的起裝架22重新落下，然后將運裝船2重新移動至跨海岸起重機3，用于下一個海上風電整機的安裝。
[0046]本發明的海上風電整機運輸安裝方法可滿足在水深30m左右的海域進行海上風電整機的運輸、安裝作業，具備整體安裝2MW?7MW風電機組及其它海洋結構物的功能。
[0047]綜上所述，本發明的海上風電整機運輸安裝方法具有如下優點和有益效果:
[0048]1、本海上風電整機運輸安裝方法借助跨海岸起重機可將海上風電整機直接由碼頭總裝場地吊裝至運裝船上，裝船過程安全可靠，作業步驟簡便，作業時間短，效率較高。
[0049]2、由于運裝船在轉移海上風電整機時，該海上風電整機處于放倒狀態，因而本發明的運裝船較現有技術中的海上風電整機處于直立狀態的運輸條件而言，船體重心低，海上操作靈活，安裝作業受風、浪、流等海洋環境影響較小。
[0050]3、海上風電整機運裝船對風電機組的整機運輸安裝，省略了海上大型浮吊對風電機組的組裝及其調試環節，投資成本較低，且大幅縮短單臺風電機組的安裝時間。
[0051]以上具體地示出和描述了本發明的示例性實施方式。應該理解，本發明不限于所公開的實施方式，相反，本發明意圖涵蓋包含在所附權利要求的精神和范圍內的各種修改和等效布置。
【主權項】
1.一種海上風電整機運輸安裝方法，所述海上風電整機包括相互連接的風電主體與風電基座，其特征在于，本方法包括如下步驟: 提供一運裝船，所述運裝船包括船體、起裝架以及驅動裝置，所述船體上設有上下貫通的槽口，所述起裝架鉸接于所述船體并能夠在驅動裝置帶動下由一平躺狀態向上轉動至一立起狀態； 提供一跨海岸起重機，利用所述跨海岸起重機將海上風電整機在放倒狀態下由陸地轉移至所述運裝船的處于平躺狀態的起裝架上，并將海上風電整機與起裝架固定； 將運裝船轉移至海上風電整機的預安裝位置； 使所述起裝架轉動至立起狀態，以使所述海上風電整機由放倒狀態變為直立狀態，并使風電主體的下部以及風電基座由所述槽口處下降至海床； 將風電基座固定在海床上，并使海上風電整機與起裝架分離。2.根據權利要求1所述的海上風電整機運輸安裝方法，其特征在于，還包括如下步驟:當運裝船轉移至海上風電整機的預安裝位置之后，首先拋錨初定位，再對運裝船進行動力定位。3.根據權利要求1所述的海上風電整機運輸安裝方法，其特征在于，所述跨海岸起重機包括兩條起重橫梁、兩臺起重小車以及多個支撐所述橫梁的海側立柱和陸側立柱:兩條起重橫梁彼此相互平行并由碼頭的陸側延伸至海側;兩臺起重小車能夠在兩條所述起重橫梁上行走;利用跨海岸起重機轉移海上風電整機時，包括如下步驟:利用兩臺起重小車共同起吊所述海上風電整機，再將海上風電整機由所述陸側轉移至所述海側，然后將海上風電整機轉移至所述運裝船。4.根據權利要求3所述的海上風電整機運輸安裝方法，其特征在于，起吊所述海上風電整機時，兩個所述起重小車分別連接所述風電主體與風電基座。5.根據權利要求3所述的海上風電整機運輸安裝方法，其特征在于，所述海側立柱和陸側立柱為鋼質的桁架立柱，所述海側立柱以及陸側立柱的下方均設有混凝土基座。6.根據權利要求3所述的海上風電整機運輸安裝方法，其特征在于，所述起重橫梁的兩端設有對起重小車進行限位的限位裝置。7.根據權利要求1所述的海上風電整機運輸安裝方法，其特征在于，當運裝船轉移至海上風電整機的預安裝位置時，所述運裝船自由航行或拖航至所述預安裝位置。8.根據權利要求1所述的海上風電整機運輸安裝方法，其特征在于，所述起裝架轉動時，所述運裝船通過調節自身重心而始終處于水平漂浮狀態。9.根據權利要求1所述的海上風電整機運輸安裝方法，其特征在于，所述驅動裝置包括兩臺分別設置在運裝船艏部和艉部的絞車，兩臺絞車的鋼絲繩與起裝架相連接以帶動起裝架轉動。10.根據權利要求1所述的海上風電整機運輸安裝方法，其特征在于，所述起裝架轉動至立起狀態后，還包括如下步驟:調節運裝船的高度以使風電基座接觸海床。
【文檔編號】B63B27/00GK106080980SQ201610623263
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月28日 公開號201610623263.7, CN 106080980 A, CN 106080980A, CN 201610623263, CN-A-106080980, CN106080980 A, CN106080980A, CN201610623263, CN201610623263.7
【發明人】葛濤, 丁全智, 邱成國, 張興杰, 宋健, 孫成, 郭欣杰
【申請人】太重（天津）濱海重型機械有限公司