[发明专利]一种具有回转和运动补偿能力的海上风机整机安装塔架

说明书

本发明公开了一种具有回转和运动补偿能力的海上风机整机安装塔架，可满足多个整体风机的装载、运输和安装。该整机安装塔架包括基座、回转装置和安装架；所述安装架内底部设置基座，基座上设置回转装置；所述安装架相对船体自由转动，安装架包括支撑框架、抱桩器以及水平运动补偿系统和垂向运动补偿系统，安装架通过集成的水平运动补偿系统和垂向运动补偿系统对整体风机在安装过程中进行六自由度的运动补偿。本发明装置适用于不同类型海上风机整体运输与安装，也可应用于退役风机的拆解作业。

技术领域

本发明涉及一种具有回转和运动补偿能力的海上风机整机安装塔架。

背景技术

目前海上风机安装包括分体安装和整体安装两种方式。

分体安装通常利用自升式风电安装平台完成，平台桩腿抬升船体离开水面形成一个稳定的作业面来实施部件或组件的安装。平台吊装前后的插桩和拔桩作业对海况条件和海底地质要求甚高。受桩腿长度的限制，自升式风电安装方式的作业水深有限。

整体安装主要由重吊船来实现，由于船体本身不具备运输功能，安装作业时还需要运输船辅助。海上风机整体安装对传统重吊船上吊机的吊高和吊重提出很高要求，因此重吊船建造或租赁资本支出很大。整体安装时，起重船的吊点很高，波浪中吊点处运动剧烈，所以作业的窗口期较短。

海上风电技术正朝着大型化、大功率化、深远海方向发展，正在开发的海上大功率15MW风机整体重量可增加至2000吨甚至更大，风轮直径达240m，这无疑对传统风机运输和安装方式提出了很多挑战。海上风电市场迫切需要安全、经济和可靠的安装技术和设备来满足未来发展的需求。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种具有回转和运动补偿能力的海上风机整机安装塔架，该整机安装塔架包括基座、回转装置和安装架；所述安装架内底部设置基座，基座上设置回转装置；所述安装架相对船体自由转动，安装架包括支撑框架、抱桩器以及水平运动补偿系统和垂向运动补偿系统，安装架通过集成的水平运动补偿系统和垂向运动补偿系统对整体风机在安装过程中进行六自由度的运动补偿。

进一步的，安装塔架具有回转功能，用于调整风机在甲板上的安放位置。在码头装载或海上安装时，安装架将风机上载至甲板或安装于风机基座上；在运输时，安装架调整风机在甲板上的安放位置从而降低风机重量对船体总体强度的不利影响；支撑框架底部设有与甲板锁紧固定的装置。

进一步的，水平运动补偿系统由上定位夹套、下定位夹套和限位索组成；上定位夹套和下定位夹套内均固定设置卡箍，上定位夹套和下定位夹套上设置液压缸；限位索顶部连接在支撑框架的顶端横杆上，底部连接在下定位夹套上；所述上定位夹套和下定位夹套联动作业共同实现对整体风机平动和转动的运动补偿功能。

进一步的，限位索用于调整上下定位夹套的初始位置，在风机安装过程中用于维持上下定位夹套与风机同步垂向运动。从而根据风机型号、码头高度和潮汐等条件选定最佳的控制点；在风机提升和下放过程中，限位索带动上下定位夹套与风机的垂向运动保持同步，避免因定位夹套与塔筒之间相对运动产生的摩擦力而导致垂向和水平运动补偿系统的相互干扰。

进一步的，支撑框架包括垂向撑腿、横杆、结构撑杆、操作平台和悬挂支架；结构撑杆固定在横杆与横杆、横杆与操作平台，以及横杆与悬挂支架之间，从而使安装架稳固；垂向撑腿上布置的滑槽限定了定位夹套的垂向行进路线也为其水平运动补偿提供了结构支撑；操作平台提供充裕空间来布置垂向运动补偿系统；悬挂支架悬对连接垂向运动补偿系统和抱桩器的钢丝绳进起到导向作用，其布置高度的降低有利于提高风机安装船的稳性。

进一步的，所述抱桩器上设置液压装置，液压装置与控制系统连接，抱桩器通过液压装置调整卡箍压力并利用卡箍与塔筒之间摩擦力来抵抗风机的垂向载荷。抱桩器与钢丝绳连接，垂向运动补偿系统通过牵引钢丝绳对风机的垂向运动进行主动控制。

进一步的，抱桩器和上下定位夹套的卡箍采用多块式的结构设计，可以匹配不同直径的风机塔筒。