一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础下水方法与流程

1.本发明涉及到发电设备，特别涉及到一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础下水方法。


背景技术：

2.现有漂浮式风机基础可采用船坞下水或码头下水。船坞下水指漂浮式风机基础在船坞中建造，建造完成后船坞注水使基础漂浮的下水方式。码头下水指基础在船台建造，建造完成后转运至码头，通过采用各种手段将漂浮式风机基础下降至水中的方式完成下水操作。
3.随着漂浮式风机的装机容量逐渐大型化，漂浮式风机基础的尺寸也越发庞大，如果采用船坞下水的方式则必须选择在尺寸适合的大型船坞进行制造，而此类船坞过于稀有且使用费高昂，对于经济性非常敏感的漂浮式风电技术来说是无法承受的。
4.采用码头下水可以很好的解决大型船坞难以获得和成本高昂的缺陷，然而由于码头前沿的承载力和水深条件的限制，使得码头下水的施工方法必须具有很好的适应性。本发明专利提出一种漂浮式风机基础下水方法，采用起重船与驳船配合的方式完成下水操作，无需重量较大的陆上设备和对水深有较高要求的半潜驳船的参与，解决漂浮式风机基础在承载力较小且码头前沿水深较小的码头下水困难问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种漂浮式风机基础的下水方法。本发明的下水方法要求能够在承载力较小且码头前沿水深较小的码头实现顺利下水，而无需大型陆上设备和半潜船的参与。
6.为了达到上述发明目的，本发明专利提供的技术方案如下：
7.一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础下水的方法，所述漂浮式风机基础由立柱和撑杆组成，三个立柱呈三角形排布形成三立柱基础，所述立柱之间由撑杆连接，所述立柱包括有两根前立柱和一根后立柱，该方法包括如下步骤：
8.第一步，准备下水用的专用设备，该专用设备包括有三艘起重船、一艘驳船、模块车和支座；
9.第二步，将漂浮式风机基础置于码头上，漂浮式风机基础的两根前立柱和一个后立柱底部均由所述支座支撑，在支座的周围预备多个模块车，两艘前起重船平行靠于码头前沿并朝向码头布置，一艘后起重船侧靠于码头前沿，且船艏朝向于前起重船，所述驳船侧靠于码头前沿，船艉朝向前起重船；
10.第三步，将模块车分别驶入对应支座底部，多个模块车同时顶升使得漂浮式风机基础和支座离地，从而将漂浮式风机基础运送至码头前沿，调整漂浮式风机基础的位置，使得漂浮式风机基础的两个前立柱处于两个前起重船的前吊钩正下方，分别连接前吊钩和前立柱；
11.第四步，将两艘起重船的前吊钩同时缓慢提升，直至前立柱底部的模块车不再受力，待前立柱完全脱离支座后，将前立柱下方的模块车和支座撤离；
12.第五步，将两艘前起重船和后立柱底部的模块车同步朝向码头外部水面方向移动，待两根前立柱处在水面之上，后立柱处于码头的前沿位置时，将前起重船和后立柱底部的模块车停止移动；
13.第六步，将驳船沿着码头前沿移动至漂浮式风机基础的下方，使得驳船甲板中心位于后立柱的前方，调整驳船的压载水使得驳船甲板与码头齐平；
14.第七步，两艘前起重船和后立柱底部的模块车以相同的速度继续向前移动，使漂浮式风机基础缓慢水平的向前移动至驳船甲板上，并继续移动至合适位置，该位置便于后吊钩与后立柱连接，此时前起重船和模块车停止移动；
15.第八步，后起重船沿着码头前沿向后立柱移动，直至后起重船的后吊钩位于后立柱中心正上方时停止移动，下放后吊钩，连接后吊钩与后立柱；
16.第九步，后起重船吊起后立柱，直至后立柱底部的模块车不再受漂浮式风机基础压力，驳船沿着码头前沿向初始位置撤离，使两个前立柱与后立柱下方水面上无任何障碍物；
17.第十步，后起重船的后吊钩与两艘前起重船的前吊钩以相同的速度缓慢下降，直至漂浮式风机基础的底部进入水中完全漂浮，分别解除吊钩与立柱的连接，完成漂浮式风机基础的下水。
18.进一步地，在每个立柱下方布置有三个支座，两根前立柱下方布置有六个前支座，一根后立柱下方布置三个后支座。
19.进一步地，所述支座为带有腿的凳状结构，在所述支座底部设有容纳模块车进入的顶升空间。
20.进一步地，所述支座包括两个平行长边和两个平行短边，在两个长边分别设有多个支腿，短边处为模块车进出口。
21.进一步地，三艘所述起重船的型号规格相同，起吊重量也相同，针对于三个立柱规格相同，一般漂浮式风机基础为正三角形结构，故而三者可能以更好实现吊拉时的平衡。
22.进一步地，所述前起重船的前吊钩与前立柱之间利用吊索连接，在所述前立柱顶部设有吊环，所述后起重船的后吊钩与后立柱之间利用吊索连接，在所述后立柱顶部设有吊环。
23.基于上述技术方案，本发明一种漂浮式风机基础下水的方法经过实践应用，取得了如下技术效果：
24.1.本发明一种漂浮式风机基础的下水方法基于起重船和驳船来实施完成，无需用到半潜驳船配合下水，所用的船机设备对码头水深要求较低，同时码头也无需在布设吊机等大型设备，对码头承载力要求较低，由于采用的船型(起重船与驳船)吃水较浅，不易因漂浮式风机基础载荷导致船舶的触底损坏，采用驳船过驳能够为漂浮式风机基础后立柱的起吊提供起重船布置空间，简化后立柱的起吊工艺
25.2.本发明漂浮式风机基础的下水方法在操作过程中无需用到大型船台、大型起重船、大型半潜驳和大型吊机，而是选用相对小型的起重船和驳船吊实现大型漂浮式风机基础下水操作，可供选择的船机设备较多，不受船机设备限制且降本明显。
26.3.本发明采用三艘起重船分别起吊大型漂浮式风机基础的三个立柱完成漂浮式风机基础的下水，漂浮式风机基础受力合理，不易发生结构损坏。
27.4.本发明的支座底部空间可供模块车进出和顶升，极大的简化了大型漂浮式风机基础的陆上转运作业。
附图说明
28.图1是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中布置的立体示意图。
29.图2是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中布置的侧视示意图。
30.图3是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中初始吊装时的立体示意图。
31.图4是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中初始吊装时的侧视示意图。
32.图5是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中前立柱吊装起时的立体示意图。
33.图6是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中前立柱吊装起时的侧视示意图。
34.图7是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中前立柱处于水面上、后立柱临近码头前沿时的立体示意图。
35.图8是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中前立柱处于水面上、后立柱临近码头前沿时的侧视示意图。
36.图9是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中驳船甲板中心位于后立柱前方时的立体示意图。
37.图10是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中驳船甲板中心位于后立柱前方时的侧视示意图。
38.图11是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中后立柱移动至驳船上时的立体示意图。
39.图12是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中后立柱移动至驳船上时的侧视示意图。
40.图13是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中后起重船的后吊钩移动至后立柱上时的立体示意图。
41.图14是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中后起重船的后吊钩移动至后立柱上时的侧视示意图。
42.图15是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中后起重船的后吊钩吊拉后立柱、驳船移开时的立体示意图。
43.图16是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中后起重船的后吊钩吊拉后立柱、驳船移开时的侧视示意图。
44.图17是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中前起重船
的前吊钩松开前立柱、后起重船的后吊钩松开后立柱时的立体示意图。
45.图18是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中前起重船的前吊钩松开前立柱、后起重船的后吊钩松开后立柱时的侧视示意图。
46.图19是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中支座的结构示意图。
47.图20是本发明一种基于起重船和驳船的漂浮式风机基础的下水方法中支座、模块车的布置示意图。
48.其中，1-漂浮式风机基础2-码头3-水4-前支座5-后支座6-前模块车7-后模块车8-前起重船81-前吊钩9-后起重船91-后吊钩10-驳船11-前立柱12-后立柱
具体实施方式
49.下面我们结合附图和具体的实施例来对本发明漂浮式风机基础的下水方法作进一步的详细说明，以求更为清楚明了地理解其系统组成和工作方式，但不能以此来限制本发明专利的保护范围。
50.在海上风机的底部为漂浮式风机基础，所述漂浮式风机基础由立柱和撑杆组成，三个立柱呈三角形排布形成三立柱基础，所述立柱之间由撑杆连接。本发明中为了区分，将三根所述立柱命名为两根前立柱和一根后立柱。为了制造和运输方便，一般漂浮式风机基础为正三角形结构，故而三者可能以更好实现吊拉时的平衡。
51.本发明作为一种漂浮式风机基础下水的方法，该方法基于起重船和驳船配合完成下水操作，该方法包括如下步骤：
52.第一步，准备下水用的专用设备，该专用设备包括有三艘起重船、一艘驳船、若干模块车和支座。模块车额定负载的选择由模块车的数量和漂浮式风机基础重量确定，模块车数量与支座数量一致。而驳船用于临时支撑后立柱，为后起重船吊起后立柱提供空间。驳船的选择需考虑甲板尺寸和载重量，根据漂浮式风机基础尺寸和重量选择甲板尺寸和载重量适合的驳船。三艘所述起重船的型号规格相同，起吊重量也相同，针对于三个立柱规格相同，更有利于平衡吊拉。
53.第二步，下水作业之前各船机设备布置状态如下：漂浮式风机基础由支座支撑置于码头上，各模块车预备于对应立柱周围，两艘前起重船靠于码头前沿并朝向码头前沿布置，两前吊钩间距与前立柱间距相同。后起重船侧靠于码头前沿，船艏朝向前起重船方向，与前起重船的间距根据两船不互相干涉的安全距离确定；驳船侧靠于码头前沿，船艉朝向前起重船，与前起重船的间距根据两船不互相干涉的安全距离确定。通过将漂浮式风机基础置于码头上，漂浮式风机基础的两根前立柱和一个后立柱底部均由所述支座支撑，在支座的周围预备多个模块车，两艘前起重船平行靠于码头前沿并朝向码头布置，一艘后起重船侧靠于码头前沿，且船艏朝向于前起重船，所述驳船侧靠于码头前沿，船艉朝向前起重船；
54.第三步，将模块车分别驶入对应支座底部，多个模块车同时顶升使得漂浮式风机基础和支座离地，从而将漂浮式风机基础运送至码头前沿，调整漂浮式风机基础的位置，使得漂浮式风机基础的两个前立柱处于两个前起重船的前吊钩正下方，分别连接前吊钩和前立柱；
55.第四步，将两艘起重船的前吊钩同时缓慢提升，直至前立柱底部的模块车不再受力，待前立柱完全脱离支座后，将前立柱下方的模块车和支座撤离；
56.第五步，将两艘前起重船和后立柱底部的模块车同步朝向码头外部水面方向移动，待两根前立柱处在水面之上，后立柱处于码头的前沿位置时，将前起重船和后立柱底部的模块车停止移动；
57.第六步，将驳船沿着码头前沿移动至漂浮式风机基础的下方，使得驳船甲板中心位于后立柱的前方，调整驳船的压载水使得驳船甲板与码头齐平；
58.第七步，两艘前起重船和后立柱底部的模块车以相同的速度继续向前移动，使漂浮式风机基础缓慢水平的向前移动至驳船甲板上，并继续移动至合适位置，该位置便于后吊钩与后立柱连接，此时前起重船和模块车停止移动；
59.第八步，后起重船沿着码头前沿向后立柱移动，直至后起重船的后吊钩位于后立柱中心正上方时停止移动，下放后吊钩，连接后吊钩与后立柱；
60.第九步，后起重船吊起后立柱，直至后立柱底部的模块车不再受漂浮式风机基础压力，驳船沿着码头前沿向初始位置撤离，使两个前立柱与后立柱下方水面上无任何障碍物；
61.第十步，后起重船的后吊钩与两艘前起重船的前吊钩以相同的速度缓慢下降，直至漂浮式风机基础的底部进入水中完全漂浮，分别解除吊钩与立柱的连接，完成漂浮式风机基础的下水。
62.为了更好地搬运整体漂浮式风机基础，在每个立柱下方布置有三个支座，两根前立柱下方布置有六个前支座，一根后立柱下方布置三个后支座，如图20所示。
63.如图19所示，所述支座为带有腿的凳状结构，在所述支座底部设有容纳模块车进入的顶升空间。所述支座包括两个平行长边和两个平行短边，在两个长边分别设有多个支腿，短边处为模块车进出口。
64.实施例1
65.本实施例的漂浮式风机基础下水方法中对漂浮式风机基础1进行下水操作，将漂浮式风机基础1从码头2通过专用准备配合进入水3中，该专用设备包括有前支座4、后支座5、前模块车6、后模块车7、前起重船8、后起重船9和驳船10。
66.漂浮式风机基础1为三立柱基础，漂浮式风机基础由立柱和撑杆组成，立柱分为前立柱11和后立柱12。立柱直径10-25m、高20-35m，三个立柱呈三角形排布，立柱中心距80-280m，立柱间由撑杆连接，基础下水重量大于3000t。对于某种型号的漂浮式风机基础1，其为三立柱基础，三根规格相同的立柱为了搬运方便，区分为两根前立柱11和一个后立柱12。立柱的直径15m、高30m，三个立柱呈等边三角形排布，立柱中心距180m，立柱间由撑杆连接，基础下水重量4500t。
67.每个立柱下方设有多个支座支撑起漂浮式风机基础1，具体而言，是用于支撑前立柱11的支座为前支座4，用于支撑后立柱12的支座为后支座5。前支座和后支座形式如图19所示，支座尺寸需根据模块车4尺寸和立柱尺寸确定。漂浮式风机基础1下水作业在码头2和水3上进行，码头2靠近水3的一侧为码头前沿。在针对于4500t漂浮式风机基础而言，选用的支座均高2m、长10m、宽4.5m。与支座对应，有六辆前模块车6和三辆后模块车7，模块车的额定负载均为1000t。
68.本实施例中使用的大型设备共有三艘起重船，分别有两艘前起重船8和一艘后起重船9，前起重船8的吊钩为前吊钩81，后起重船9的吊钩为后吊钩91，起重船的起重量均为4000t。共有一艘驳船7，驳船7长130m、宽40m，载重量5000t。
69.如图20所示，模块车工作时驶入对应支座底部顶升使支座和漂浮式风机基础1离地，然后通过控制模块车各向移动实现转运漂浮式风机基础1。模块车也分为前模块车6和后模块车7，前模块车6用于顶升前立柱11和前支座4，后模块车7用于顶升后立柱12和后支座7。
70.如图1和图2所示，下水作业之前各船机设备布置如下：漂浮式风机基础1由支座支撑置于码头上，各模块车预备于对应立柱周围；两艘前起重船8靠于码头前沿并朝向码头前沿布置，两前吊钩81间距180m；后起重船9侧靠于码头2前沿，船艏朝向前起重船方向，与前起重船的间距50m；驳船10侧靠于码头前沿，船艉朝向前起重船，与前起重船的间距15m。
71.本实施例中漂浮式风机基础1的下水流程包括有：
72.如图3和图4所示，前模块车6和后模块车7分别驶入前支座4和后支座5底部，模块车顶升使漂浮式风机基础1和支座离地，将漂浮式风机基础1运至码头前沿；调整漂浮式风机基础1的位置使两个前立柱11位于前吊钩81正下方，下放前吊钩81，连接前吊钩81与前立柱11。
73.如图5和图6所示，两艘前起重船8的两个前吊钩81同时缓慢提升，直至前模块车6不再受漂浮式风机基础的压力，此时前立柱11已完全脱离前支座4，之后前立柱11下的前模块车6和前支座4撤离。
74.如图7和图8所示，后模块车7和两艘前起重船8以相同的速度同步向前移动，向前移动是指朝着码头外部方向，即水面方向移动，使漂浮式风机基础1缓慢水平的向前移动，当前立柱11位于水3面之上、后立柱12位于码头2前沿时，前起重船8和后模块车7停止移动。
75.如图9和图10所示，所述的驳船10沿码头2前沿移动向基础下方移动，直至驳船10甲板中心位于后立柱12的前方时停止移动，调整驳船7压载水使驳船7甲板与码头2齐平。
76.如图11和图12所示，两艘前起重船8和后模块车7以相同的速度继续向前移动，使漂浮式风机基础1缓慢水平的向前移动至驳船10甲板上，并继续移动至合适位置，该位置便于后吊钩91与后立柱12连接，此时前起重船8和后模块车7停止移动。
77.如13和图14所示，后起重船9沿着码头2前沿向着后立柱12移动，直至后吊钩91位于后立柱12中心正上方时停止移动，下放后吊钩91，连接后吊钩91与后立柱12。
78.如图15和图16所示，后起重船9吊起后立柱12，直至后模块车7不再受漂浮式风机基础压力，驳船10沿着码头2前沿向初始位置撤离，使前立柱11与后立柱12下方水面上无任何障碍物。
79.如图17和图18所示，两艘前起重船8与后起重船9的吊钩以相同的速度缓慢下降，直至基础进入水中完全漂浮，解除吊钩与立柱的连接。本发明的漂浮式风机基础下水方法无需用到大型船台、大型起重船、大型半潜驳和大型吊机，选用相对小型的起重船和驳船吊实现大型漂浮式风机基础下水，可供选择的船机设备较多，不受船机设备限制且降本明显。