专利名称：自主安装式海上升压站结构的制作方法
技术领域：
本实用新型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。
发明内容本实用新型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。本实用新型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。本实用新型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。[0009]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。本实用新型的有益效果是:1、导管架顶端设有吊装机构，可以将海上升压站上部设备组块吊起，较之现有技术省去了大型海吊及相关辅助船只，一方面降低了对船机设备的要求和吊装成本，另一方面也降低了现有技术中因海上作业时间长而出现风险的几率。
2、由于安装过程中不需要采用大型起重船，避免了大型起重船对海况的高度依赖，从而解决了水深较浅海域升压站安装不便的难题。3、采用海上平台常用的导管架基础结构型式，相对浮托法安装的导管基础刚度较大，无需对导管架两侧进行处理，从而减少了工程量，降低了导管架基础的造价。4、导管架、分组块在陆地上加工和设备安装调试后，利用自身产生的浮力，由拖船拖运至预定的位置进行安装即可，较之现有技术省去了大型船只的使用，降低了运输成本。5、运行结束后，可自主拆除，通过拖船运走，以便循环利用，经济环保。
图1是本实用新型的立体图。图2是本实用新型中分组块I的立体图。图3是本实用新型中分组块II的立体图。图4是本实用新型导管架安装完成后的结构图。图5是本实用新型分组块I钳设于导管架外围的结构示意图。图6是图5连接分组块II后的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例包括四根(数量根据受力情况确定)规则布置的钢桩4、固定安装于钢桩4上方的导管架8，以及安装于导管架8上的升压站上部设备组块。其中四根钢桩4均竖直(或小幅度倾斜)布置，其下端深入海床以下的持力层内，并且各钢桩4在水平面上的投影为正方形的四个顶点。所述导管架8底端通过桩套管3与钢桩4固定连接，顶端设有吊装机构2，用于将升压站上部设备组块吊起至设定位置，然后将其安装于导管架8上(本例在导管架上部预留卡扣以便连接上部设备组块)。所述升压站上部设备组块内布置有电气、消防救生和暖通设备等，并且该上部设备组块下部以及四周防水密闭，以保证拖运过程中不会有海水进入上部设备组块内，四周设有防水窗9，顶端均匀布置一组吊装用吊耳10 ;所述上部设备组块由分组块I 5和分组块II 6拼接合围成环形，并同轴套设固定于导管架8外围。如图2所示，本例所述分组块I 5整体基本呈“U”型，且其开口的尺寸略大于导管架8的尺寸；如图3所示，所述分组块II 6为与分组块I 5开口相匹配的长方体形，并且在其内部设有用于调节其高程的调节压水舱；所述分组块I 5和分组块II 6上均设有组装导向连接卡扣，并通过螺栓或焊接方式连接形成整体式方环形上部设备组块，两者合围成的正方体型缺口尺寸略大于导管架8的尺寸。[0021]所述吊装机构为布置于导管架8主立柱及立柱间横梁上的一组卷扬机或牵引机系统，其数量由受力情况确定。本实施例的具体安装步骤如下:a、在陆地上完成分组块I 5、分组块II 6和导管架8的加工和设备安装调试，然后在海上利用驳船或拖船将导管架8运至预定位置，沉放导管架8 ；b、利用驳船或拖船将钢桩4运至导管架8处，采用打桩船将钢桩4沿导管架8的桩套管3打入海床内，并利用灌浆或焊接将钢桩4与导管架8的桩套管3连为一体，具体如图4所示。C、利用拖船将分组块I 5和分组块II 6拖运至导管架8处，按设计要求卡位，使分组块I 5钳设于导管架8外围，如图5所示，然后利用导管架8上的吊装机构和分组块I 5上的吊耳10，将分组块I 5临时固定于导管架8上。d、利用分组块I 5上的牵引设备及吊装机构将分组块II 6牵引至分组块I 5的开口处，利用两分组块上的卡扣导向临时连接，然后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；此时上部设备组块在浮力作用下漂浮于水面上，同时套在导管架8外围，如图6所示。安装时，若分组块I 5和分组块II 6存在高度差，调整分组块II 6内部调节压水舱的蓄水量，使分组块I 5和分组块II 6位于同一高度，然后再按前述步骤进行两者的连接，以保证两者连接的精度。e、撤去分组块I 5与导管架8间的临时固定，并利用吊装机构2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8上，即可完成本例自主安装式海上升压站的安装，如图1所示。
权利要求1.一种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(4)、固定安装于钢桩(4)上方的导管架(8)，以及安装于导管架(8)上的升压站上部设备组块，其中钢桩(4)下端深入海床以下的持力层内，其特征在于:所述导管架(8)顶端设有用于将所述上部设备组块吊起的吊装机构(2);所述上部设备组块由分组块I (5)和分组块II (6)拼接合围成环形，并同轴套设固定于导管架(8)外围。
2.根据权利要求1所述的自主安装式海上升压站结构，其特征在于:所述分组块II(6)内设有用于调节其高程的调节压水舱。
3.根据权利要求1或2所述的自主安装式海上升压站结构，其特征在于:所述分组块I (5)和分组块II (6)之间通过螺栓或焊接方式连接成整体。
4.根据权利要求1或2所述的自主安装式海上升压站结构，其特征在于: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(9)，并在顶端均匀布置一组吊装用吊耳(10)。
5.根据权利要求1或2所述的自主安装式海上升压站结构，其特征在于:所述上部设备组块内布置有电气、消防救生和暖通设备。
6.根据权利要求1或2所述的自主安装式海上升压站结构，其特征在于:所述吊装机构为布置于导管架(8)主立柱及立柱间横梁上的一组卷扬机或牵引机系统。
专利摘要本实用新型涉及一种自主安装式海上升压站结构。本实用新型的目的是提供一种安全高效、费用省、对船机设备要求低的自主安装式海上升压站结构。本实用新型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。本实用新型适用于海上风力发电等海洋工程领域。
文档编号E02B17/00GK202945588SQ201220588838
公开日2013年5月22日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者贾献林, 俞华锋, 孙杏建, 黄春林, 柳丽香, 冯卫江, 袁建平 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院