[发明专利]用于维修和更换风力涡轮的机头的偏航轴承的系统和方法

说明书

本公开涉及一种用于维修和更换用于风力涡轮的机头的偏航轴承的系统和方法。偏航轴承维修和更换系统具有支承支架。支承支架包括基座组件和从基座组件垂直地延伸的至少一个支承柱。支承支架还包括：至少一个第一柱帽，其可移除地联接到支承柱；以及至少一个调平器，其可操作地联接到至少一个第一柱帽，以用于建立支承表面相对于水平平面的平直取向。

技术领域

本公开总体上涉及风力涡轮，并且更特别地涉及用于维修和更换用于风力涡轮的机头的偏航轴承的系统和方法。

背景技术

风力被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源中的一种，且在这点上，风力涡轮已得到越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。机舱包括联接到齿轮箱和发电机的转子组件。转子组件和齿轮箱安装在位于机舱内的台板(bedplate)支承框架上。更具体地，在许多风力涡轮中，齿轮箱经由一个或多个转矩臂或臂而安装到台板。一个或多个转子叶片使用已知的翼型件原理来捕获风的动能。转子叶片传递呈旋转能的形式的动能，以便转动使转子叶片联接到齿轮箱或直接联接到发电机(如果未使用齿轮箱)的轴。发电机然后将机械能转换成可部署到公用电网的电能。

为了使转子叶片相对于风的方向而适当地取向，风力涡轮典型地包括一个或多个偏航驱动机构，偏航驱动机构构造成接合用于使机头或机舱相对于塔架而旋转的偏航轴承。在风力涡轮的寿命周期期间，可能有必要维修或替换偏航轴承。然而，偏航轴承典型地是在制造过程中安装的首要物件中的一个，并且，通常通过使机头倒置并且使偏航轴承降低就位而完成安装。由于组装的机头总体上重量为至少70吨，因而在现场使机头倒置是不切实际的。结果，使用已知的方法来维修或更换偏航轴承典型地涉及将过大的载荷运输到能够执行必要的操作的设施，这显著地增加了操作的复杂性。

另外，有时可合乎期望的是，利用不同的模型机头来替换现有塔架上的现有机头。为了完成该修理，可能需要定制的偏航轴承来促进替换机头与现有塔架的联接。可合乎期望的是，在现场安装该定制的偏航轴承。然而，对于该升级操作，存在上文中所讨论的相同困难。

鉴于前面提到的内容，本领域一直在寻求用于在现场修理和/或替换用于风力涡轮的机头中的偏航轴承的新的并且改进的系统和方法。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述，或可根据描述而为显然的，或可通过实践本发明而了解。

在一个方面，本公开涉及一种用于风力涡轮的机头的偏航轴承维修和更换系统。偏航轴承维修和更换系统包括支承支架。支承支架包括基座组件和从基座组件垂直地延伸的至少一个支承柱。至少一个支承柱具有联接到基座组件的第一柱端和相反的第二柱端。支承支架还包括至少一个第一柱帽，第一柱帽可移除地联接到第二柱端。(一个或多个)第一柱帽限定用于支承偏航轴承的至少部分的第一支承表面。第一支承表面限定具有比偏航轴承的内座圈的外径更大的第一直径的至少部分。支承支架进一步包括至少一个调平器，调平器可操作地联接到(一个或多个)第一柱帽，以用于建立支承表面相对于水平平面的平直(level)取向。

在一个实施例中，偏航轴承维修和更换系统可进一步包括用于提升和调平机头的调平-提升组件。调平-提升组件可联接在提升设备与机头的台板支承框架之间，以便在相对于水平平面的平直平面上支承并且调平偏航轴承界面。在某些情况下，偏航轴承可具有相对于水平平面的小于或等于10°的偏差。在额外的实施例中，(一个或多个)调平器可包括一个或多个顶托(jacking)特征。在这样的实施例中，顶托特征中的至少一个可取向成使得(一个或多个)第一柱帽的第一支承表面具有相对于水平平面的小于或等于10°的偏差。