一种漂浮式风机安装的解决方案的制作方法

1.本发明涉及技术领域，尤其涉及一种漂浮式风机安装的解决方案。


背景技术：

2.海洋具有丰富的风能资源，而漂浮式风机具有对风能的利用率更高的能力且能持续利用风能，目前已经受到了广泛的关注。
3.目前，漂浮式风机的安装主要有两种常规方法：第一种是直接将漂浮式基础通过系泊缆安装至目标海域，随后再将风机组件安装至漂浮式基础上；第二种是事先将漂浮式基础连接在码头岸边，并且在码头岸边安装风机组件，随后再将安装有风机组件的漂浮式基础一体拖航至目标海域进行安装。上述两种安装方法都存在一定的不足：第一种方法对目标海域的海况要求很高，即使系泊缆能够限制漂浮式基础的运动，但在海浪较大，海况较差时，漂浮于海面上的漂浮式基础也会随海面上下浮动，较大的浮动幅度仍不适于安装风机组件；第二种方法虽然能够减少对海况的依赖，但漂浮式基础在安装风机组件后整体重心较高、稳定性较差、且需要足够的拖航空间和拖航水深，对码头岸边的承载力、海岸线长度、码头航行水深、距离目标海域的距离等指标有着较高的要求，而兼顾上述指标条件的码头资源较少，也不利于漂浮式基础整体的安装。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种漂浮式风机安装的解决方案，能有效改善现有技术中外部环境对漂浮式风机安装的制约和限制。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种漂浮式风机安装的解决方案，主要包括以下步骤：
7.一种漂浮式风机安装的解决方案，包括：
8.s100、将漂浮式基础运输至目标海面，所述漂浮式基础上设置有水舱；
9.s200、向所述水舱内注入海水，使所述漂浮式基础下潜并支撑于海底泥面上；
10.s300、将风机组件运输至所述漂浮式基础旁并安装于所述漂浮式基础上；
11.s400、排出所述水舱内的所述海水，使安装有所述风机组件的所述漂浮式基础上浮；
12.s500、将安装有所述风机组件的所述漂浮式基础运输至安装位置并进行安装。
13.可选地，在步骤s100中，所述目标海面的最大深度小于所述漂浮式基础的高度。
14.可选地，所述目标海面的最大深度为a，所述漂浮式基础的高度为b，a和b满足以下关系：b-a≥3m。
15.可选地，在步骤s100中，使用湿托或干拖的运输方式将所述漂浮式基础运输至所述目标海面。
16.可选地，所述漂浮式基础上设置有压载水系统，在步骤s200中，通过所述压载水系统向所述水舱内注入所述海水，在步骤s400中，通过所述压载水系统将所述水舱内的所述
海水排出。
17.可选地，所述压载水系统包括气压调节装置，所述气压调节装置与所述水舱连通设置，所述气压调节装置能够调节所述水舱内部的气压。
18.可选地，在步骤s300中，通过风机运输船将所述风机组件运输至所述漂浮式基础旁。
19.可选地，所述风机组件包括塔筒、机舱和叶轮，将所述风机组件安装于所述漂浮式基础上具体包括：
20.s310、将所述塔筒固定安装至所述漂浮式基础上；
21.s320、将所述机舱固定安装至所述塔筒的顶端；
22.s330、将所述叶轮可转动地安装至所述机舱上。
23.可选地，通过风电安装船将所述塔筒、所述机舱及所述叶轮依次安装至所述漂浮式基础上。
24.可选地，在步骤s500中，通过拖行船将安装有所述风机组件的所述漂浮式基础运输至安装位置。
25.有益效果：
26.本发明提供的漂浮式风机安装的解决方案，首先，将漂浮式基础运输至目标海面，随后向漂浮式基础的水舱内注入海水，使漂浮式基础下潜并支撑于海底泥面上，此时漂浮式基础在海底泥面的支撑下保持固定，不会随海浪上下浮动，随后，将风机组件运输至漂浮式基础旁并安装于漂浮式基础上，由于漂浮式基础一直稳定支撑在海底泥面上，使得风机组件的安装过程能够可靠进行，并且漂浮式基础在下潜后高度降低、风机组件安装后漂浮式风机整体的重心高度降低，使漂浮式风机整体的安装过程能够更加稳定。当风机组件安装完成后，排出水舱内的水，使安装有风机组件的漂浮式基础脱离海底泥面的支撑再次上浮于海面，最后再将安装有风机组件的漂浮式基础运输至海上的目标安装位置进行安装，从而完成漂浮式风机的整个安装过程。该安装方法降低了风机组件安装对海况的要求，使漂浮式基础与风机组件的安装能够更加安全、可靠、灵活、高效地进行，并且无需考虑码头岸边等其他环境场景的要求，提高了漂浮式风机的安装效率。
附图说明
27.图1是本发明漂浮式风机安装的解决方案的流程示意图；
28.图2是本发明漂浮式基础漂浮于目标海面上的示意图；
29.图3是本发明漂浮式基础下沉并支撑在海底泥面上的示意图；
30.图4是本发明风电安装船移动至漂浮式基础旁的示意图；
31.图5是本发明风电安装船将风机组件安装至漂浮式基础上的示意图；
32.图6是本发明风机组件安装于漂浮式基础后的示意图；
33.图7是本发明漂浮式基础的结构示意图。
34.图中：
35.100、漂浮式基础；110、水舱；120、气压调节装置；
36.200、风机组件；210、塔筒；220、机舱；230、叶轮；
37.300、海底泥面；
38.400、风电安装船；410、回转吊机。
具体实施方式
39.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
40.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
43.本实施例提供一种漂浮式风机安装的解决方案，参照图1至图6所示，漂浮式风机安装的解决方案主要包括以下步骤：
44.s100、将漂浮式基础100运输至目标海面，漂浮式基础100上设置有水舱110；
45.s200、向水舱110内注入海水，使漂浮式基础100下潜并支撑于海底泥面300上；
46.s300、将风机组件200运输至漂浮式基础100旁并安装于漂浮式基础100上；
47.s400、排出水舱110内的海水，使安装有风机组件200的漂浮式基础100上浮；
48.s500、将安装有风机组件200的漂浮式基础100运输至安装位置并进行安装。
49.于本实施例中，首先参照图2所示，将漂浮式基础100运输至目标海面。随后向漂浮式基础100的水舱110内注入海水(水舱如图7所示)，使漂浮式基础100下潜并支撑于海底泥面300上，参照图3所示，此时漂浮式基础100在海底泥面300的支撑下保持固定，不会随海浪上下浮动。随后参照图4至图5所示，将风机组件200运输至漂浮式基础100旁并安装于漂浮式基础100上，由于漂浮式基础100一直稳定支撑在海底泥面300上，使得风机组件200的安装过程能够可靠进行，并且漂浮式基础100在下潜后高度降低、风机组件200安装后漂浮式风机整体的重心高度降低，使漂浮式风机整体的安装过程能够更加稳定。当风机组件200安装完成后，排出水舱110内的水，使安装有风机组件200的漂浮式基础100脱离海底泥面300的支撑再次上浮于海面，具体示意图如图6所示。最后再将安装有风机组件200的漂浮式基础100运输至海上的目标安装位置进行安装，从而完成漂浮式风机的整个安装过程。该安装方法降低了风机组件200安装对海况的要求，使漂浮式基础100与风机组件200的安装能够
更加安全、可靠、灵活、高效地进行，并且无需考虑码头岸边等其他环境场景的要求，提高了漂浮式风机的安装效率。
50.于本实施例中，步骤s100中，目标海面的最大深度小于漂浮式基础100的高度。如此设置，在后续漂浮式基础100下潜并支撑于海底泥面300上时，漂浮式基础100的顶端与风机组件200组装的位置能够露出海面，使风机组件200的安装过程可靠进行。
51.进一步地，目标海面的最大深度为a，漂浮式基础100的高度为b，a和b满足以下关系：b-a≥3m，即漂浮式基础100的高度比目标海面的最大深度要高出至少3m，从而能够有效防止漂浮式基础100上端的法兰口进水，避免对后面与风机组件200的安装产生影响。
52.可选地，在步骤s100中，使用湿托或干拖的运输方式将漂浮式基础100运输至目标海面。具体地，对于干拖而言，其利用诸如半潜船之类的运输工具，将漂浮式基础100事先放置于半潜船上并像运输货物一样进行海上运输，当运输至目标海面后再将漂浮式基础100从半潜船上转运至目标海面上；而湿拖就是利用拖行船提供动力，直接将漂浮于海面上的漂浮式基础100拖行至目标海面。
53.具体地，参照图7所示，漂浮式基础100上设置有压载水系统，在步骤s200中，通过压载水系统向水舱110内注入海水，在步骤s400中，通过压载水系统将水舱110内的海水排出，通过压载水系统能够实现漂浮式基础100下潜或上浮的高效控制，操作可靠方便。
54.具体地，压载水系统包括气压调节装置120，气压调节装置120与水舱110连通设置，气压调节装置120能够调节水舱110内部的气压。具体地，当漂浮式基础100需要下潜时，控制气压调节装置120向水舱110内抽出气体，使水舱110内的气压降低，从而使水舱110外周围的海水进入至水舱110内，增大的水舱110内部的重量，进而使漂浮式基础100整体下潜；当漂浮式基础100需要上浮时，控制气压调节装置120向水舱110内冲入气体，使水舱110内的气压升高，从而使水舱110内的海水排出至水舱110外，减小的水舱110内部的重量，进而使漂浮式基础100整体上浮。
55.值得一提的是，压载水系统的其他零部件以及对气压调节装置120的控制原理及过程均为现有技术，在此不作过多赘述。
56.于本实施例中，在步骤s300中，通过风机运输船将风机组件200运输至漂浮式基础100旁。值得一提的是，目标海面的最大深度要满足风机运输船的顺利航驶，即目标海面的最大深度要大于风机运输船航行的吃水深度。
57.于本实施例中，参照图5至图6所示，风机组件200包括塔筒210、机舱220和叶轮230，将风机组件200安装于漂浮式基础100上具体包括：
58.s310、将塔筒210固定安装至漂浮式基础100上；
59.s320、将机舱220固定安装至塔筒210的顶端；
60.s330、将叶轮230可转动地安装至机舱220上。
61.进一步地，在本实施例中，通过风电安装船400将塔筒210、机舱220及叶轮230依次安装至漂浮式基础100上。风电安装船400是一种全新的海洋工程船舶，主要用于风机组件200的吊装，它将运输船、海上作业平台、起重船以及生活供给船的各项功能融为一体，可以独立完成风机组件200的安装作业，并且全过程无需其它船舶的协助。
62.于本实施例中，通过风电安装船400上的回转吊机410将塔筒210、机舱220及叶轮230依次安装至漂浮式基础100上。风电安装船400为现有技术，在此不作过多赘述。
63.值得一提的是，目标海面的最大深度也要满足风电安装船400的顺利航驶，即目标海面的最大深度要大于风电安装船400航行的吃水深度。
64.于本实施例中，在步骤s500中，通过拖行船将安装有风机组件200的漂浮式基础100运输至安装位置。当漂浮式基础100运输至海上的安装位置后，进行系泊缆连接等安装工序，进而将安装有风机组件200的漂浮式基础100可靠安装于目标安装位置的海面上。
65.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。