一种漂浮式双风轮风力发电机组的塔架和主机的安装方法与流程

本发明涉及海上风力发电机组技术领域，具体涉及一种漂浮式双风轮风力发电机组的塔架和主机的安装方法。

背景技术：

一种双风轮的浮动式风力发电机，其塔架结构具有翼型截面的y字型斜塔结构，同时需要在塔顶连接钢绞线拉索保持稳定性。为了将主机、塔架与浮式基础进行安装，需要一种适用于双风轮的吊装方法。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种漂浮式双风轮风力发电机组的塔架和主机的安装方法。双吊机两侧对称同步安装，保证吊装过程中双风轮机组的稳定性，采用钢绞线临时拉索对斜塔进行拉紧，保证吊机卸钩后，斜塔自身的稳定性。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种漂浮式双风轮风力发电机组的塔架和主机的安装方法，包括如下步骤：

s11：利用一台主吊机和一台辅助吊机，先后依次吊装塔架底段和塔架连接段，将塔架底段与浮式基础固定连接，将塔架连接段与塔架底段固定连接；

s21：斜塔第一段包括第一左支臂和第一右支臂，分别利用两台主吊机同步吊装，采用斜塔吊具夹住第一左支臂和第一右支臂，通过调整吊带长度或调整斜塔吊具的姿态，使得起吊后第一左支臂和第一右支臂均处于斜45°向下的姿态，分别与塔架连接段采用法兰连接；

s31：斜塔第二段包括第二左支臂和第二右支臂，先在地面上，用水平临时钢绞线穿入第二左支臂顶端和第二右支臂顶端的钢绞线连接点，用侧向临时钢绞线将第二左支臂外侧与地面对应的固定连接点连接，将第二右支臂外侧的钢绞线连接点与地面对应的固定点连接，水平临时钢绞线和侧向临时钢绞线均预留足够长度并保持松弛状态，随后采用s21中的方法吊装；

s41：第二左支臂和第二右支臂吊装完成后，两台主吊机都不松钩，人员从塔架内部沿爬梯到达斜塔第二段顶端，将水平临时钢绞线张紧到指定拉力值，再将位于侧向临时钢绞线在地面上张紧到指定拉力值，左右两侧同步张紧；

s51：斜塔第二段的临时钢绞线张拉完成后，吊机卸钩，采用s21中的方法吊装斜塔第三段；

s52：采用与拉索斜塔第二段相同方式，在斜塔第三段的顶端增加一组水平临时钢绞线，两侧分别增加两组侧向临时钢绞线，临时钢绞线张拉完成后吊机卸钩。

s61：两台主吊机采用主机吊具同步吊装两台主机，浮式基础与主机之间采用多组水平和侧向钢绞线连接，主机与斜塔第三段顶部法兰连接后，将水平钢绞线和侧向钢绞线在浮式基础侧或主机侧完成张拉，达到规定拉力值后，主机卸钩，吊装完成。

进一步地，所述主机的两侧开有多个钢绞线连接点，所述主机的底部设置有塔架连接法兰。

进一步地，所述浮式基础呈y字形，所述浮式基础包括三根浮臂，其中一根浮臂的长度长于另外两根，三根浮臂的一端相连接，以形成安装位，塔架底段安装在安装位上，三根浮臂的另一端向外延伸，三根浮臂的另一端均安装有浮筒，浮筒通过侧向钢绞线与主机连接。

进一步地，所述塔架呈y字形，所述塔架包括塔架底段、塔架连接段、斜塔第一段、斜塔第二段和斜塔第三段；所述塔架底段倾斜安装于浮式基础，所述塔架连接段呈y字形，其一端与塔架底段连接，另外两端向外延伸，斜塔第一段安装于塔架连接段的两延伸段，斜塔第一段、斜塔第二段、斜塔第三段依次连接，斜塔第二段和斜塔第三段顶端的外侧均设置有钢绞线连接点。

进一步地，所述斜塔第一段包括第一左支臂和第一右支臂，斜塔第二段包括第二左支臂和第二右支臂，斜塔第三段包括第三左支臂和第三右支臂，所述第一左支臂、第一右支臂、第二左支臂、第二右支臂、第三左支臂和第三右支臂均具有翼型截面，且其两端均设置有斜塔连接法兰，其中，第二左支臂、第二右支臂、第三左支臂和第三右支臂的顶端均设置钢绞线连接点。

进一步地，所述第一左支臂和第一右支臂采用两台主吊机和一台辅助吊机起吊。

进一步地，所述第二左支臂和第二右支臂采用两台主吊机和一台辅助吊机起吊。

进一步地，所述第三左支臂和第三右支臂采用两台主吊机和一台辅助吊机起吊。

本发明相对于现有技术具有如下优点：

1、本漂浮式双风轮风力发电机组的塔架和主机的吊装方法，在吊装斜塔第一至三段和主机时，采用双吊机两侧对称同步安装，保证吊装过程中双风轮机组的稳定性，同时提高了吊装效率。在吊装斜塔第二段和斜塔第三段时，采用钢绞线临时拉索对斜塔进行拉紧，保证吊机卸钩后，斜塔自身的稳定性，同时可抵抗台风极限风速，保证吊装未完成时台风来临时机组的安全性。

2、本发明中塔架设计时预留钢绞线连接点，且从塔架内部可以收紧和拆卸钢绞线，方便吊装操作，显著提高吊装效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明中的吊装斜塔第一段的示意图；

图2示出了根据本发明中的吊装斜塔第二段的示意图；

图3示出了图2的一部分侧视图；

图4示出了斜塔第二段顶端的钢绞线连接点的示意图；

图5示出了根据本发明中的吊装斜塔第三段的示意图；

图6示出了图5的一部分侧视图；

图7示出了根据本发明中的吊装主机的示意图；

图8示出了主机外壳的示意图；

图9示出了主机外壳的俯视图；

图10示出了吊装完成后的漂浮式双风轮风力发电机组的示意图；

图中，1为塔架底段；2为塔架连接段；3为第一左支臂；4为第一右支臂；5为第二左支臂；6为第二右支臂；7为第三左支臂；8为第三右支臂；9为水平临时钢绞线；10为侧向临时钢绞线；11为水平钢绞线；12为侧向钢绞线；13为钢绞线连接点；14为塔架连接法兰；15为浮式基础；16为浮筒；17为主吊机；18为斜塔吊具；19为斜塔连接法兰；20为主机；21为风轮；22为塔架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1-图7所示的一种漂浮式双风轮风力发电机组的塔架和主机的安装方法，包括如下步骤：

s11：利用一台主吊机17和一台辅助吊机，先后依次吊装塔架底段1和塔架连接段2，将塔架底段1与浮式基础15固定连接，将塔架连接段2与塔架底段1固定连接；

塔架底段1和塔架连接段2采用现有吊装方法即可完成吊装，辅助吊机用于从地面平放状态起吊时的配合主吊机完成被起吊零件的翻转。塔架底段1和塔架连接段2之间用法兰螺栓连接。塔架底段1与浮式基础15之间的夹角为0°-45°。

s21：斜塔第一段包括第一左支臂3和第一右支臂4，分别利用两台主吊机17同步吊装，采用斜塔吊具18夹住第一左支臂3和第一右支臂4，通过调整吊带长度或调整斜塔吊具的姿态，使得起吊后第一左支臂3和第一右支臂4均处于斜45°向下的姿态，分别与塔架连接段2采用法兰连接；

斜塔第一段的第一左支臂3和第一右支臂4采用两台主吊机17和一台辅助吊机起吊。不要求两台主吊机17同时动作，一台主吊机17完成吊装后保持起吊状态，等待另一台主吊机17完成吊装后，两台主吊机同时松钩。吊机形式不限，满足起吊能力要求即可，可以采用码头固定式或轨道式吊机，也可以采用履带吊或轮胎吊等移动式吊机。第一左支臂3和第一右支臂4具有翼型截面(类似于飞机机翼)，斜塔吊具18在吊装过程中，夹住具有翼型截面的第一左支臂3和第一右支臂4，斜塔吊具18可选用单叶片斜向吊装的吊具，带有液压装置可以远程控制吊具的夹紧和松开，也可以使用现有的机械夹紧的吊具。

s31：斜塔第二段包括第二左支臂5和第二右支臂6，先在地面上，用水平临时钢绞线9穿入第二左支臂5顶端和第二右支臂6顶端的钢绞线连接点13，用侧向临时钢绞线10将第二左支臂5外侧与地面对应的固定连接点连接，将第二右支臂6外侧的钢绞线连接13点与地面对应的固定点连接，水平临时钢绞线9和侧向临时钢绞线10均预留足够长度并保持松弛状态，随后采用s21中的方法吊装，注意避免临时钢绞线的缠绕；

s41：第二左支臂5和第二右支臂6吊装完成后(第二左支臂5与第一左支臂3通过斜塔连接法兰19连接，第二右支臂6与第一右支臂4通过斜塔连接法兰19连接)，两台主吊机17都不松钩，人员从塔架内部沿爬梯到达斜塔第二段顶端，将水平临时钢绞线11张紧到指定拉力值，再将位于侧向临时钢绞线10在地面上张紧到指定拉力值，左右两侧同步张紧；

临时钢绞线按所需拉力值选用，也可以采用钢丝绳索具，带有防腐保护的护套。第二左支臂5和第二右支臂6的顶端预留三个钢绞线连接点13，对应三条临时钢绞线的连接(一条水平临时钢绞线，两条侧向钢绞线)。如图4所示，钢绞线连接点13呈两端开口的圆柱状，其中一开口端与塔架的支臂内部连通(便于人员从塔架内部张紧和拆卸紧钢绞线)，另一端开口较小，满足钢绞线穿过即可，使用锁固装置进行锁紧(锁固装置类似于直径大于连接点开口的螺母，防止钢绞线脱出连接点)。钢绞线的连接不限于此形式，也可以采用焊接吊耳或耳板销轴形式。水平临时钢绞线9可以用一组或者平行布置的两组，侧向临时钢绞线10每侧可以用一组或者交叉分布的两组，具体选择依据强度计算结果确定。

s51：斜塔第二段的临时钢绞线张拉完成后，吊机卸钩，采用s21中的方法吊装斜塔第三段，斜塔第三段包括第三左支臂和第三右支臂；第三左支臂、第三右支臂、第二左支臂和第二右支臂结构相同。

s52：采用与拉索斜塔第二段相同方式，在斜塔第三段的顶端增加一组水平临时钢绞线，两侧分别增加两组侧向临时钢绞线，临时钢绞线张拉完成后吊机卸钩。

斜塔第三段的吊装方式可与斜塔第二段相同，具体实施时，依据强度计算结果，如果斜塔第三段自身强度可以承受自重及风载荷，可以取消斜塔第三段的安装的临时钢绞线，安装完毕后吊机直接卸钩。

s61：两台主吊机17采用主机吊具同步吊装两台主机20，浮式基础15与主机20之间采用多组水平和侧向钢绞线连接，两台主机20分别与第三左支臂7和第三右支臂8的顶部法兰连接后，将水平钢绞线和侧向钢绞线在浮式基础侧或主机侧完成张拉，达到规定拉力值后，主机卸钩，吊装完成。

主机吊装前，先在地面上，将两台主机之间采用水平钢绞线连接，侧向钢绞线的一端与主机外壳连接，另一端与漂式基础对应连接点连接，但不张紧，预留足够长度，浮式基础内可增加钢绞线收放装置配合主机的吊装过程。

通过上述吊装方法，可以简单地完成斜塔拉索式双风轮发电机组塔架和主机的安装，通过安装临时钢绞线拉索保证斜塔吊装的稳定性，适应双风轮浮动式机组的安装结构。

如图10所示，塔架22和主机20吊装完成后，将水平临时钢绞线9和侧向临时钢绞线10全部拆除，拖动浮式基础15进入预定海域与系泊系统连接。

如图8和图9所示，主机外壳的两侧开有多个钢绞线连接点13，所述主机20的底部设置有塔架连接法兰14。

所述浮式基础15呈y字形，所述浮式基础15包括三根浮臂，其中一根浮臂的长度长于另外两根，三根浮臂的一端相连接，以形成安装位，塔架底段安装在安装位上，三根浮臂的另一端向外延伸，三根浮臂的另一端均安装有浮筒16，浮筒16通过侧向钢绞线与主机连接。较长的一根浮臂位于上风向，另外两根较短的浮臂位于下风向。

所述塔架22呈y字形，所述塔架包括塔架底段1、塔架连接段2、斜塔第一段、斜塔第二段和斜塔第三段；所述塔架底段1倾斜安装于浮式基础，所述塔架连接段2呈y字形，其一端与塔架底段1连接，另外两端向外延伸，斜塔第一段安装于塔架连接段2的两延伸段，斜塔第一段、斜塔第二段、斜塔第三段依次连接，斜塔第二段和斜塔第三段顶端的外侧均设置有钢绞线连接点。

塔架底段1的倾斜方向与位于上风向的浮臂相背，二者之间的夹角大于等于135°。此设置可以避免与较长一根浮臂连接的钢绞线施加张力后，在塔架底段1底部产生过大弯矩，同时使得重心后移，利于风力发电机组整体围绕浮臂处锚点转动，实现被动偏航对风。

所述斜塔第一段包括第一左支臂3和第一右支臂4，斜塔第二段包括第二左支臂5和第二右支臂6，斜塔第三段包括第三左支臂7和第三右支臂8，所述第一左支臂、第一右支臂、第二左支臂、第二右支臂、第三左支臂和第三右支臂均具有翼型截面，且其两端均设置有斜塔连接法兰14，左右两侧的支臂采用斜塔连接法兰连接，其中，第二左支臂、第二右支臂、第三左支臂和第三右支臂的顶端均设置钢绞线连接点。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。