[发明专利]自主安装式海上升压站结构及其安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海上升压站的结构及其安装方法，主要适用于海上风力发电等海洋工程领域。

背景技术

在我国，海上风力发电是一个新兴的产业，2007年以后我国开始逐步发展海上风力发电产业。我国海上风力发电产业尚属起步阶段，目前国内已建的海上风电场是将风力发电机所发的电能送至陆地，由陆上升压站升压后送入电网。随着我国海上风力发电技术的发展，海上风电场离岸距离越来越远、风电场规模越来越大，传统的在陆上设置陆上升压站的方式因为低压输电线损大、电缆的铜材消耗量大、费用高而不再合适，为了将海上风电场产生的电能安全可靠地、经济地送到内陆，就必须在海上设置海上升压站。海上升压站就是将风力发电机所发的电能升压至110kV、220kV或更高，然后通过高压海底电缆送至陆地，再经高压架空线送入内陆电网。

海上升压站设置在海域，无法像陆上升压站那样逐层建设、逐个设备安装，因此海上升压站一般需采用大型浮式起重船安装，海上升压站在码头建造完成后，通过大型起重船整体起吊装上驳船，由驳船运至安装现场后，再由大型起重船从驳船上起吊，安装于基础上，由于海上升压站整体结构尺寸大、重量大，需采用2000t级以上的大型起重船，而国内大型浮式起重船数量有限、费用很高，因此这种安装方式对海况适应性较差、安装费用高、风险大。为减少成本，海上升压站有进一步增大容量趋势，海上升压站的总体重量也进一步增加，当重量达到一地程度，国内的海上起重机就不能满足其吊装。随着我国海上风电建设的大规模开展，海上升压站将大量的建设，寻求一种安全、高效、费用低、对船机设备要求低的安装方式是非常迫切。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题提供一种安全高效、费用省、对船机设备要求低的自主安装式海上升压站结构及其安装方法。

本发明要解决的另一个问题是：安装过程中无需使用大型起重船，以减少大型起重船对海况的高度依赖，解决现有安装方式中大型起重船无法在水深较浅的海域进行作业的问题。

本发明所采用的技术方案是：自主安装式海上升压站结构，包括至少四根竖向且规则布置的钢桩、固定安装于钢桩上方的导管架，以及安装于导管架上的升压站上部设备组块，其中钢桩下端深入海床以下的持力层内，其特征在于：所述导管架顶端设有用于将所述上部设备组块吊起的吊装机构；所述上部设备组块由分组块Ⅰ和分组块Ⅱ拼接合围成环形，并同轴套设固定于导管架外围。

所述分组块Ⅱ内设有用于调节其高程的调节压水舱。

所述分组块Ⅰ和分组块Ⅱ之间通过螺栓或焊接方式连接成整体。

所述上部设备组块的下部及四周防水密闭，四周设有防水窗，并在顶端均匀布置一组吊装用吊耳。

所述上部设备组块内布置有电气、消防救生和暖通设备。

所述吊装机构为布置于导管架主立柱及立柱间横梁上的一组卷扬机或牵引机系统。

海上升压站结构的安装方法，其特征在于步骤如下：

a、在陆地上完成分组块Ⅰ、分组块Ⅱ和导管架的加工和设备安装调试，然后利用驳船或拖船将导管架运至预定位置，沉放导管架；

b、利用驳船或拖船将钢桩运至导管架处，采用打桩船将钢桩沿导管架的桩套管打入海床内，并利用灌浆或焊接将钢桩与导管架的桩套管连为一体；

c、利用拖船将分组块Ⅰ和分组块Ⅱ拖运至导管架处，使分组块Ⅰ钳设于导管架外围，并临时固定；

d、将分组块Ⅱ牵引至分组块Ⅰ对应的开口处，并通过螺栓或焊接方式将两者连接成环形整体式上部设备组块，并套设于导管架外围；

e、撤去分组块Ⅰ与导管架间的临时固定，并利用吊装机构将上部设备组块整体吊至设定位置，并通过螺栓或焊接方式安装于导管架上。

所述步骤d中，当分组块Ⅰ和分组块Ⅱ存在高度差时，调整分组块Ⅱ内部调节压水舱的蓄水量，使分组块Ⅰ和分组块Ⅱ位于同一高度，然后进行两者的连接。