專利名稱：一種海上風電整機安裝方法
技術領域：
本發明涉及一種海上建筑物的施工方法，具體的說，是涉及一種海上風電整機安裝方法。
背景技術：
目前在海上風電工程中，海上風電的機組安裝一般分為基礎、風機塔筒、風機機頭及風機葉片四個部分，由運輸船舶運輸到海上建造位置，分部施工與安裝，并完成整機調試。
工程中海上風電基礎采用的結構形式通常有單樁基礎、多樁基礎、重力式基礎以及導管架式基礎；安裝方式包括分部吊裝、整機吊裝等方式；調試基本采用海上調試的方式。這導致海上風電機組的運輸與安裝不能實現整機化，運輸與安裝存在接口，淺水施工困難等一系列技術難題，致使海上風機基礎結構的投資費用較陸上基礎大幅度增加，從而限制了海上風電的發展。發明內容
本發明要解決的是目前海上風電機組的運輸與安裝不能實現整機化的技術問題， 提供一種海上風電整機安裝方法，可以實現整機一步式運輸和安裝，操作易于實現，成功率高，能夠大大降低成本。
為了解決上述技術問題，本發明通過以下的技術方案予以實現
一種海上風電整機安裝方法，該方法按照如下步驟進行
(I)在運輸安裝船的甲板上安裝框體結構，所述框體結構連接有能夠控制其伸出或縮回所述甲板的液壓裝置，所述框體結構的框邊上設置有定位孔；
陸上預制風電基礎，所述風電基礎是底部開口的半封閉筒形結構，其頂蓋直徑不小于所述框體結構的最短邊長；所述風電基礎的頂蓋上均勻分布地設置有吊點，該吊點的位置與所述框體結構上定位孔的位置相對應；所述風電基礎的頂蓋上預留有通氣孔；
所述風電基礎頂部固定連接中空結構的過渡段，所述過渡段的最大直徑小于所述框體結構的最短邊長，使其能夠穿過所述框體結構；
(2)將連接有所述過渡段的所述風電基礎吊入水中，浮運拖航至所述運輸安裝船， 并使所述過渡段從所述框體結構中伸出；
(3)所述運輸安裝船上對應于所述風電基礎頂蓋上的吊點設置有卷揚設備，每個所述卷揚設備的鋼纜繩穿過所述框體結構的定位孔，并與所述風電基礎頂蓋上的對應地吊點連接；
(4)通過所述風電基礎頂蓋上預留的通氣孔對其內部進行充氣，直至所述風電基礎的頂蓋與所述框體結構下部緊密接觸；
(5)通過所述卷揚設備收緊鋼纜繩，將所述風電基礎與所述框體結構進行臨時固
(6)依次吊裝風機塔筒、風機機頭和風機葉片，將風電整機組裝完成；
(7)在所述風機塔筒上部設置柔性輔助扶穩結構，運輸所述風電整機至安裝場地；
(8)拆除所述柔性輔助扶穩結構，并拆除所述風電基礎與所述框體結構的臨時固定;
(9)打開所述風電基礎頂蓋上預留的通氣孔，同時啟動所述卷揚設備，保持各臺所述卷揚設備的拉力相等，緩慢將所述風電整機下放至海底基床。
纜繩。
個。
(10)利用負壓下沉施工將所述風電基礎下沉至設計深度，回收所述卷揚設備的鋼步驟(I)中所述框體結構的數量為fio個。步驟(I)中所述框體結構的邊長為l(T50m。步驟(I)中所述風電基礎上吊點的數量、所述框體結構上定位孔的數量均為3 10步驟(I)中所述風電基礎的筒形結構直徑為l(T50m，高度為4 15mm。步驟(I)中所述風電基礎上通氣孔的數量范圍一般為1-20個。步驟(I)中所述過渡段的上口直徑為4 10m，下口直徑為15 40m，高度為10 60臟。 本發明的有益效果是本發明的海上風電整機安裝方法可以實現整機一步式運輸安裝，操作易于實現并且成功率高，對于大型的海上風機整機也不需要啟用大型的起重機械和運輸船舶進行海上作業，相對于現有的安裝技術大大降低成本。另外，由于風電基礎、風機塔筒、風機機頭及風機葉片從制造及運輸到使用都可保持同樣的姿勢，因此最大限度降低了風機各組成部分損壞的風險，從而有利于實現結構抗損壞要求，進一步降低建造成本。
圖I是運輸風電整機的施工狀態示意圖2是圖I的俯視圖3是將風電整機下放至海底基床的施工狀態示意圖。
圖中1，運輸安裝船；2，框體結構；3，風電基礎；4，過渡段；5，風機塔筒；6，風機機頭；7，風機葉片；8，卷揚設備；9，鋼纜繩；10,海底基床。
具體實施方式
為能進一步了解本發明的發明內容、特點及效果，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下
本實施例披露了一種海上風電整機安裝方法，該方法按照如下步驟進行
在運輸安裝船I的甲板上安裝4個框體結構2，框體結構2連接有能夠控制其伸出或縮回甲板的液壓裝置。框體結構2的數量一般為f 10個，其數量根據船體尺寸、載重量和風機及風電基礎3尺寸確定。框體結構2的形狀為矩形，其邊長為25m，邊長的取值范圍通常在l(T50m。框體結構2的框邊上設置有4個定位孔，用于穿過卷揚設備8的鋼纜繩9 ； 定位孔的數量一般為3 10個。
陸上預制風電基礎3，風電基礎3是底部開口的半封閉筒形結構，其頂蓋直徑不小于框體結構的最短邊長。筒形結構的直徑為30m，高度為6m ;—般來說，筒形結構通常的直徑選擇范圍是l(T50m，高度選擇范圍是4 15臟。風電基礎3的頂蓋上均勻分布地設置有4 個吊點，該吊點的位置與框體結構2上定位孔的位置相對應，因此其數量也在3 10個的范圍內，吊點的分布方式應以能夠平穩的起吊或落下風電基礎3為原則。風電基礎3的頂蓋上預留有7個通氣孔，通氣孔的數量范圍一般為1-20個。
預制風電基礎3的同時在風電基礎3頂部固定連接過渡段4，過渡段4為中空結構。過渡段4的最大直徑小于框體結構2的最短邊長，使其能夠穿過框體結構2，其上口用于與風機塔筒6連接。過渡段2的上口直徑為4m，下口直徑為20m，高度為16m ;—般來說， 過渡段2通常的上口直徑選擇范圍是Γ Οπι，下口直徑選擇范圍是15 40m，高度選擇范圍是 10 60mm。
將連接有過渡段2的風電基礎3吊入水中，借助筒形結構排水提供的浮力，浮運拖航至運輸安裝船1，并使過渡段4由下往上地從運輸安裝船I甲板探出的框體結構2中伸出，同時風電基礎3卡在框體結構2下部。
根據風電基礎3頂蓋上吊點的數量，運輸安裝船I上一一對應地設置有4個卷揚設備8，每個卷揚設備8的鋼纜繩9穿過框體結構2的定位孔，并與風電基礎3頂蓋上所的對應地吊點連接。
通過風電基礎3頂蓋上預留的通氣孔對風電基礎3內部進行充氣，直至風電基礎 3頂蓋與框體結構2下部緊密接觸。
通過卷揚設備8收緊鋼纜繩9，并將卷揚設備8鎖死，將風電基礎3與框體結構2 進行臨時固定，固定方式可以采用螺栓、插槽、卡環等。
依次吊裝風機塔筒5、風機機頭6和風機葉片7，將風電整機組裝完成。
在風機塔筒5上部設置柔性輔助扶穩結構，運輸風電整機至安裝場地。柔性輔助扶穩結構為一種可以提供環抱力的結構體系，該結構體系可在風電整機運輸過程中輔助穩定風機結構，例如底端設置有與船體固定的鋼結構桁架，桁架頂部具有可環抱風機塔筒5 的開合結構，桁架結構與風機塔筒5之間設置約束風機塔筒5移動的柔性材料如氣墊，橡膠墊等。
拆除柔性輔助扶穩結構，并拆除風電基礎3與框體結構2的臨時固定。
打開風電基礎3頂蓋上預留的通氣孔，同時啟動卷揚設備8，保持各臺卷揚設備8 的拉力相等，緩慢將風電整機向下降落，直至落到海底基床10。
利用負壓下沉施工將風電基礎下沉至設計深度，回收卷揚設備的鋼纜繩。
盡管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種海上風電整機安裝方法，其特征在于，該方法按照如下步驟進行(1)在運輸安裝船的甲板上安裝框體結構，所述框體結構連接有能夠控制其伸出或縮回所述甲板的液壓裝置，所述框體結構的框邊上設置有定位孔；陸上預制風電基礎，所述風電基礎是底部開口的半封閉筒形結構，其頂蓋直徑不小于所述框體結構的最短邊長；所述風電基礎的頂蓋上均勻分布地設置有吊點，該吊點的位置與所述框體結構上定位孔的位置相對應；所述風電基礎的頂蓋上預留有通氣孔；所述風電基礎頂部固定連接中空結構的過渡段，所述過渡段的最大直徑小于所述框體結構的最短邊長，使其能夠穿過所述框體結構；(2)將連接有所述過渡段的所述風電基礎吊入水中，浮運拖航至所述運輸安裝船，并使所述過渡段從所述框體結構中伸出；(3)所述運輸安裝船上對應于所述風電基礎頂蓋上的吊點設置有卷揚設備，每個所述卷揚設備的鋼纜繩穿過所述框體結構的定位孔，并與所述風電基礎頂蓋上的對應地吊點連接;(4 )通過所述風電基礎頂蓋上預留的通氣孔對其內部進行充氣，直至所述風電基礎的頂蓋與所述框體結構下部緊密接觸；(5)通過所述卷揚設備收緊鋼纜繩，將所述風電基礎與所述框體結構進行臨時固定；(6)依次吊裝風機塔筒、風機機頭和風機葉片，將風電整機組裝完成；(7)在所述風機塔筒上部設置柔性輔助扶穩結構，運輸所述風電整機至安裝場地；(8)拆除所述柔性輔助扶穩結構，并拆除所述風電基礎與所述框體結構的臨時固定；(9)打開所述風電基礎頂蓋上預留的通氣孔，同時啟動所述卷揚設備，保持各臺所述卷揚設備的拉力相等，緩慢將所述風電整機下放至海底基床。(10)利用負壓下沉施工將所述風電基礎下沉至設計深度，回收所述卷揚設備的鋼纜繩。
2.根據權利要求I所述的一種海上風電整機安裝方法，其特征在于，步驟(I)中所述框體結構的數量為廣10個。
3.根據權利要求I所述的一種海上風電整機安裝方法，其特征在于，步驟(I)中所述框體結構的邊長為l(T50m。
4.根據權利要求I所述的一種海上風電整機安裝方法，其特征在于，步驟(I)中所述風電基礎上吊點的數量、所述框體結構上定位孔的數量均為3 10個。
5.根據權利要求I所述的一種海上風電整機安裝方法，其特征在于，步驟(I)中所述風電基礎的筒形結構直徑為l(T50m，高度為4 15mm。
6.根據權利要求I所述的一種海上風電整機安裝方法，其特征在于，步驟(I)中所述風電基礎上通氣孔的數量范圍一般為1-20個。
7.根據權利要求I所述的一種海上風電整機安裝方法，其特征在于，步驟(I)中所述過渡段的上口直徑為4 10m，下口直徑為15 40m，高度為l(T60mm。
全文摘要
本發明公開了一種海上風電整機安裝方法，在運輸安裝船的甲板上安裝框體結構，并預制連接有過渡段的風電基礎；將過渡段從框體結構中伸出，風電基礎與框體結構臨時固定；依次吊裝風機塔筒、風機機頭和風機葉片；運輸風電整機至安裝場地；緩慢將風電整機下放至海底基床；最后利用負壓下沉施工將風電基礎下沉至設計深度。本發明可以實現整機一步式運輸安裝，操作易于實現并且成功率高，也不需要啟用大型的起重機械和運輸船舶進行海上作業，相對于現有的安裝技術大大降低成本；另外，由于風電基礎、風機塔筒、風機機頭及風機葉片從制造及運輸到使用都可保持同樣的姿勢，因此最大限度降低了風機各組成部分損壞的風險，從而有利于實現結構抗損壞要求。
文檔編號E02D27/44GK102926948SQ20121046846
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月19日 優先權日2012年11月19日
發明者丁紅巖, 練繼建, 李愛東, 張浦陽 申請人:天津大學