专利名称：海上风力发电机组运输吊装船以及运输吊装方法
技术领域：
本发明涉及一种吊装船及其运输吊装方法，特别是一种海上风电机组整体运输和 吊装的吊装船以及采用该吊装船完成的运输吊装方法。
背景技术：
近年来，随着风电技术的发展和机组性能逐步改进和提高，风电机组越来越经济 和高效，单机容量也不断增大，在相同的装机容量下逐步减少了机组数量和占地面积，大大 节省了基础设施的投资。然而随着风电产业的进一步发展，陆地风场的开发已日趋饱和。而 且随着风电机组单机容量逐渐增大，机组各部件的长度和重量也不断增大，这大大增加了 机组运输和安装难度和成本。相比而言，海上风场(离岸型风场)具有风速高、湍流度低、风 切变小等优点，同等额定功率下离岸型风机的叶轮直径更大、额定风速低、轮毂高度低(塔 筒高度低)和叶尖速比高的特点，这能大大提高机组发电量并延长机组的使用寿命。目前 世界各国海上风电正在蓬勃发展，我国也已规划了千万千瓦级海上风场。然而海上(离岸型)风电机组安装难度极大，其施工过程受到风浪的严重影响。目前国外海上风场安装方案包括1、分部件组装与陆地风机安装方案类似，在 风场依次安装塔筒、机舱和叶轮。吊装船只将其整体顶升至水面以上以避免风浪引起船只 升沉和摇晃，实现风机的安全、准确安装。2、整体吊装在码头完成风机的组装后，整体吊至 安装船上并运输至风场，完成整体吊装。由于目前这种整体吊装均为浮吊，因此风机与基础 的对接须采用措施进行缓冲以保护基础和风机。国内尚无成熟的海上风电机组专用安装设备。因此对于我国海上风电而言，吊装 设备必将成为其发展的瓶颈。
发明内容
为克服海上风场现有的分部件吊装和整体吊装方案的局限性，提高风场建设的经 济性和安全性，缩短海上风场的建设周期和设备调试周期。本发明提供了一种海上风电机 组整体运输吊装船以及运输吊装方法。可实现风电机组的整体运输和吊装，既能保证吊装 前风机设备的调试工作的充分性，又能经济高效的进行海上风电机组的运输和吊装，不但 大大缩短了风场建设的周期，而且减少了风电机组吊装后的调试工作，实现了海上风电机 组的快速并网。—种海上风力发电机组运输吊装船，包括船体，所述船体的尾部开设有供风机通 过的“U”字形开口 ；多个固定支架，所述固定支架平行排列为两排，所述固定支架的底端固 定于船体内的甲板上；第一滑轨，装设于每排所述固定支架的顶端；第二滑轨，装设于所述 船体的甲板上两排固定支架的内侧，所述第二滑轨与第一滑轨相平行；所述风机，机身上设 有与第一滑轨滑动配合的吊梁；缓冲装置，固定于所述风机的底部，与第二滑轨滑动配合; 回转吊车，设于所述“U”字形开口两侧的顶端；卷扬装置，设于所述船体的尾部。其中，所述缓冲装置具有多个爪部，每一爪部的底部设有一个液压缸。
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其中，所述吊梁两侧有对称的翼部，所述翼部放置于所述第一滑轨上。其中，所述卷扬装置具有钢丝绳，所述钢丝绳的一端固定在该卷扬装置上，另一端 固定所述风机的吊梁上。其中，所述船体的头部也设有卷扬装置。其中，所述船体的头部设有供所述钢丝绳绕设的定滑轮。一种采用海上风力发电机组运输吊装船的海上风力发电机组运输吊装方法，包括 如下步骤(1)将风机完成组装并进行并网试验；(2)将风机逐个整体装船；(3)吊装船经 海上运输到达指定风场机位；(4)将风机吊至风机基础上方，经过缓冲装置的缓冲，将风机 与风机基础平稳对接。其中，步骤(2)还包括回转吊车抬吊风机的吊梁后回转，将风机抬起至船体内的 甲板上，使第一滑轨和吊梁滑动配合、以及缓冲装置和第二滑轨滑动配合；将船头的卷扬装 置的钢丝绳固定在风机的吊梁上，船头卷扬装置收紧钢丝绳使风机整机在船上的平移，从 而将风机移动到达指定位置。其中，步骤(2)还包括回转吊车抬吊风机的吊梁后回转，将风机抬起至船体内的 甲板上，使第一滑轨和吊梁滑动配合、以及缓冲装置和第二滑轨滑动配合；将船尾卷扬装置 的钢丝绳绕设在船头定滑轮上，然后将所述钢丝绳的末端固定在风机的吊梁上，船尾卷扬 装置收紧钢丝绳使风机整机在船上的平移，从而将风机移动到达指定位置。其中，步骤(4)还包括将船尾卷扬装置的钢丝绳固定在风机的吊梁上，通过船尾 卷扬装置的卷收将风机平移至回转吊车工作半径范围内，然后取下钢丝绳，由回转吊车抬 起风机的吊梁后回转，将风机吊至风机基础上方。本发明的有益技术效果在于实现一船多套风电风机运输和吊装，提供了一种新 的海上风电施工方案；实现机组出厂前充分的风机调试、大大缩短现场调试时间；降低了 风电安装船只对于海床、水深等外部条件的限制，既可进行近海风场的施工，又能进行深海 风电场建设；安全、高效、经济，大大缩短风电设备交货周期，增强设备竞争力。
图1为本发明的运输吊装船的整体示意图；图2为本发明风机装船和风机平移的俯视图；图3a和3b为本发明风机吊装的动作示意图。附图标记说明固定支架-1 ；吊梁-2 ；第一滑轨-31 ；第二滑轨-32 ；卷扬装置_4 ；缓冲装置_5 ；回 转吊车_6 ；船体-7 ；风机-8 ；风机基础-9 ；码头-10。
具体实施例方式为了使本发明的形状、构造以及特点能够更好地被理解，以下将列举较佳实施例 并结合附图进行详细说明。图1为本发明的运输吊装船的整体示意图，如图1所示，本发明的海上风力发电机 组运输吊装船包括船体7，船体7内设有一组吊装设备，该吊装设备包括一组固定支架1，该 一组固定支架1为平行排列成两排的多个固定支架1。固定支架1的底端固定于船体7内
5的甲板上，固定支架1的顶端固定有钢结构，两排钢结构上分别装设一个第一滑轨31。船体 7的甲板上于两排固定支架1内侧设有与第一滑轨31相平行的两个第二滑轨32。风机8为组装完成的风机整机，包括机身和叶片等部件，风机8的结构并非本发明 的发明点所在，故在此不再赘述。风机8的机身上与第一滑轨31相配合的位置装有吊梁2， 吊梁2两侧有对称的翼部，可以放置于第一滑轨31上，而在第一滑轨31上滑动。风机8的底部由螺栓固定有缓冲装置5，缓冲装置5置于第二滑轨32上，缓冲装置 5的底部设有与滑轨相配合的配合机构，使缓冲装置5与第二滑轨32滑动配合。通过吊梁 2和第一滑轨31的配合，以及缓冲装置5与第二滑轨32的配合，使得风机8能够较为方便 的在船体7内移动。缓冲装置5具有多个爪部，每一爪部的底部设有一个液压缸。当将风机8放置到 需要安装风机的风机基础9上时，风机8与风机基础9之间的冲击力通过液压缸缓冲，进而 保护风机8。船体7的尾部对称设有两个卷扬装置4，每一卷扬装置4包括一根钢丝绳，钢丝绳 的一端固定在该卷扬装置4上，另一端固定在想要拖动的风机8的吊梁2上。当卷扬装置 4卷动时，钢丝绳被收紧，从而拖动风机8从船头滑动到船尾，实现风机8的整机平移。船头处也可对称设置两个卷扬装置4，以实现装船时风机8从船尾整机平移至船 头。船头卷扬装置4的结构和工作原理与船头卷扬装置4相同，故不再赘述。该船头的两个卷扬装置4也可以采用两个定滑轮替代，即在船头对称设置两个定 滑轮，船尾卷扬装置4的钢丝绳绕设在船头的定滑轮上之后固定在风机8的吊梁2上。风 机8装船时，船尾的卷扬装置4卷动，钢丝绳经船头定滑轮后拖动风机8从船尾向船头整机 平移。由此可以利用同一卷扬装置两个方向卷扬移动风机。 船尾开设有供风机8通过的“U”字形开口，回转吊车6设于“U”字形开口两侧的 顶端。组装好的风机8整机装船时，由两个回转吊车6分别吊住吊梁2两侧的翼部，从“U” 字形开口处将风机8吊装到船体7内，置于滑轨上。当需要卸下风机8时，同理通过回转吊 车6抬起风机8后回转，将风机8从船体7内卸下。图2为本发明风机装船和风机平移的俯视图，图3a和3b为本发明风机吊装的动 作示意图。如图所示，本发明的海上风力发电机组的运输吊装方法采用上述运输吊装船来 实现，具体实施方法为首先风机8机组在码头10完成组装并进行并网试验，然后将风机8逐个从码头10 上的风机基础9上卸下，整体装船。具体为由本发明的运输吊装船上的两台回转吊车6抬 吊风机8的吊梁2后回转，将风机8抬起至船体7内的甲板上，使第一滑轨31和吊梁2滑 动配合、以及缓冲装置5和第二滑轨32的滑动配合。将船头卷扬装置4的钢丝绳固定在风机8的吊梁2上，通过船头卷扬装置4收紧钢 丝绳使风机8整机在船上的平移，从而将风机8从船尾向船头方向移动到达指定位置。或 者将船尾卷扬装置4的钢丝绳绕设在船头设置的定滑轮上，然后再固定在风机8的吊梁2 上。通过船尾卷扬装置4收紧钢丝绳，经定滑轮转向后将风机8从船尾移动到船头的指定 位置。将所有风机8都装船固定后，即完成风机8的装船工作。风机8装船完毕，经吊装 船的海上运输到达指定风场机位。吊装船准确定位后压舱，准备整机吊装。
吊装时，将卷扬装置4的钢丝绳固定在风机8的吊梁2上，通过卷扬装置4的卷收 将风机8平移至回转吊车6工作半径范围内，然后取下钢丝绳，由回转吊车6抬起风机8的 吊梁2后回转，将风机8吊至风机基础9上方，经过缓冲装置5的缓冲，实现风机8与风机 基础9的平稳对接。然后吊装船移动到下一个位置，进行下一个风机8的吊装。本发明的海上风力发电机组运输吊装船，通过上述技术方案达到的有益技术效果 在于可实现风电机组的整体运输和吊装，既能保证吊装前风机设备的调试工作的充分性， 又能经济高效的进行海上风电机组的运输和吊装，不但大大缩短了风场建设的周期，而且 减少了风电机组吊装后的调试工作，实现了海上风电机组的快速并网；实现一船多套风电 整机运输和吊装，提供了一种新的海上风电施工方案；实现机组出厂前充分的整机调试、大 大缩短现场调试时间；降低了风电安装船只对于海床、水深等外部条件的限制，既可进行近 海风场的施工，又能进行深海风电场建设；安全、高效、经济，大大缩短风电设备交货周期， 增强设备竞争力。以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要 求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的 保护范围内。
权利要求
一种海上风力发电机组运输吊装船，其特征在于，包括船体，所述船体的尾部开设有供风机通过的“U”字形开口；多个固定支架，所述固定支架平行排列为两排，所述固定支架的底端固定于船体内的甲板上；第一滑轨，装设于每排所述固定支架的顶端；第二滑轨，装设于所述船体的甲板上两排固定支架的内侧，所述第二滑轨与第一滑轨相平行；所述风机，机身上设有与第一滑轨滑动配合的吊梁；缓冲装置，固定于所述风机的底部，与第二滑轨滑动配合；回转吊车，设于所述“U”字形开口两侧的顶端；卷扬装置，设于所述船体的尾部。
2.如权利要求1所述的海上风力发电机组运输吊装船，其特征在于，所述缓冲装置具 有多个爪部，每一爪部的底部设有一个液压缸。
3.如权利要求1所述的海上风力发电机组运输吊装船，其特征在于，所述吊梁两侧有 对称的翼部，所述翼部放置于所述第一滑轨上。
4.如权利要求1所述的海上风力发电机组运输吊装船，其特征在于，所述卷扬装置具 有钢丝绳，所述钢丝绳的一端固定在该卷扬装置上，另一端固定所述风机的吊梁上。
5.如权利要求1所述的海上风力发电机组运输吊装船，其特征在于，所述船体的头部 也设有卷扬装置。
6.如权利要求4所述的海上风力发电机组运输吊装船，其特征在于，所述船体的头部 设有供所述钢丝绳绕设的定滑轮。
7.一种采用海上风力发电机组运输吊装船的海上风力发电机组运输吊装方法，其特征 在于，包括如下步骤(1)将风机完成组装并进行并网试验；(2)将风机逐个整体装船；(3)吊装船经海上运输到达指定风场机位；(4)将风机吊至风机基础上方，经过缓冲装置的缓冲，将风机与风机基础平稳对接。
8.如权利要求5所述的海上风力发电机组运输吊装方法，其特征在于，步骤(2)还包 括回转吊车抬吊风机的吊梁后回转，将风机抬起至船体内的甲板上，使第一滑轨和吊梁滑 动配合、以及缓冲装置和第二滑轨滑动配合；将船头的卷扬装置的钢丝绳固定在风机的吊 梁上，船头卷扬装置收紧钢丝绳使风机整机在船上的平移，从而将风机移动到达指定位置。
9.如权利要求5所述的海上风力发电机组运输吊装方法，其特征在于，步骤(2)还包 括回转吊车抬吊风机的吊梁后回转，将风机抬起至船体内的甲板上，使第一滑轨和吊梁滑 动配合、以及缓冲装置和第二滑轨滑动配合；将船尾卷扬装置的钢丝绳绕设在船头定滑轮 上，然后将所述钢丝绳的末端固定在风机的吊梁上，船尾卷扬装置收紧钢丝绳使风机整机 在船上的平移，从而将风机移动到达指定位置。
10.如权利要求8或9所述的海上风力发电机组运输吊装方法，其特征在于，步骤(4) 还包括将船尾卷扬装置的钢丝绳固定在风机的吊梁上，通过船尾卷扬装置的卷收将风机 平移至回转吊车工作半径范围内，然后取下钢丝绳，由回转吊车抬起风机的吊梁后回转，将风机吊至风机基础上方。
全文摘要
一种海上风力发电机组运输吊装船，包括船体，所述船体的尾部开设有供风机通过的“U”字形开口；多个固定支架，所述固定支架平行排列为两排，所述固定支架的底端固定于船体内的甲板上；第一滑轨，装设于每排所述固定支架的顶端；第二滑轨，装设于所述船体的甲板上两排固定支架的内侧，所述第二滑轨与第一滑轨相平行；所述风机，机身上设有与第一滑轨滑动配合的吊梁；缓冲装置，固定于所述风机的底部，与第二滑轨滑动配合；回转吊车，设于所述“U”字形开口两侧的顶端；卷扬装置，设于所述船体的尾部。以及一种采用海上风力发电机组运输吊装船的海上风力发电机组运输吊装方法。本发明可实现风电机组的整体运输和吊装。
文档编号B63B27/00GK101927815SQ20091024161
公开日2010年12月29日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者黎焱 申请人:华锐风电科技(集团)股份有限公司