专利名称：一种海上风机的安装辅助支持系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种海上风力发电机的安装设备，尤其涉及一种海上风机的安装辅助支持系统。
背景技术：
风能是一种清洁、廉价、储量极为丰富的可再生能源，开发风力发电是解决能源危机，实现可持续发展战略的有效途径，而发展海上风力发电已成为诸多风力发电的重要途径之一，与此同时，海上风力发电机的安装设备显得尤为重要。现有的海上风力发电机组有两种安装方式一种是分体安装，将风力发电机组的组件分为各个较大部件，通过运输船运至安装现场后进行组装，这种方法对于复杂的海上环境，显得较为困难，组装复杂且耗时较长，效率低下；另一种是整体安装，在岸上已经将风机组装完成，只需运至现场安装对接即可，这种方法的不足之处就是，对海上风机整体安装设备提出更高的要求，不仅需要大型起重船，而且需成套的辅助安装设备。目前，随着技术的成熟第二种方法越来越显示出更大的优势，安装效率高，安装过程平稳，自动化程度高，整体安装辅助设备已经解决。但是，在海上风力发电机整体安装过程中，需要解决的关键技术在于，海上风浪条件较为恶劣，影响风机的吊装与安装过程，突然的对接与碰撞易损坏风电设备，并且由于风机塔筒的重心较高，风机塔筒上部与风机塔筒下部的精确对位非常难解决，诸多问题都困扰着海上风力发电机组的大量规划与安装。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种安全可靠、便于吊装，并且能够保证对位过程平稳、精确，易于拆卸的海上风机的安装辅助支持系统。对此，本实用新型提供一种海上风机的安装辅助支持系统，包括平衡梁装置，所述平衡梁装置为左右对称的桁架结构，包括用于夹装海上风机塔筒的抱箍构件、用于实现打开的液压逃逸门和用于实现关闭的液压插销，所述抱箍构件对称设置于平衡梁装置的中部，所述液压逃逸门和液压插销设置于平衡梁装置的一侧；固定安装于海上风机的上部塔筒底部的上吊架装置，所述上吊架装置与平衡梁装置连接；以及，安装于海上风机的下部塔筒的下支撑架装置，所述下支撑架装置与上吊架装置对应连接；所述下支撑架装置包括柔性承接构件和自动定位对中构件，所述柔性承接构件分布于下支撑架装置的圆周上，所述自动定位对中构件用于实现初步承接定位并设置于下支撑架装置的圆周上。其中，海上风机指的是海上风力发电机，海上风力发电机的塔筒分为上部塔筒和下部塔筒，安装时连接在一起；桁架结构中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构；所述上吊架装置固定安装于风机上部塔筒的底部，连接可以采用高强度螺栓实现，即可以起到支撑作用又便于拆卸；所述下支撑架装置为圆筒结构，包括柔性承接构件与自动定位对中构件，分别实现安装过程中的柔性承接与缓冲，以及上、下部塔筒的自动定位与对中。所述平衡梁装置内部装有左右对称的液压抱箍构件与液压逃逸门，均与平衡梁装置上的液压站连接；所述平衡梁装置通过桁架结构解决了海上风机重心高、易倾覆的问题，其中，抱箍构件使得海上风机稳定可靠，液压逃逸门和液压插销保证了本实用新型的安装、拆卸方便实用；上吊架装置与下支撑架装置配对使用，可以完成对接，柔性承接构件既保证了海上风机与上部结构的同步升降，又保证了安装过程中的平稳缓冲与跟随；自动定位对中构件安全可靠，能够通过精确的激光定位与漫反射光电开关等监测，保证安装精度，显著降低了安装误差，缩短工时。本实用新型不仅有安全可靠的抱箍构件，便于吊装的平衡梁装置，而且有柔性承接构件保证对位过程的平稳，自动定位对中构件确保海上风机上下塔筒的精确对接，全程保障海上风机的整体安装过程顺利完成，并易于拆卸。本实用新型的进一步改进在于，所述平衡梁装置还包括平衡吊耳，所述平衡吊耳 设置于桁架结构的上下平面。优选地，所述桁架结构的上下平面均分布有四个平衡吊耳。其中，所述平衡梁装置的主体部分为圆管桁架结构，便于风机塔筒的进入，中空部分用于夹装海上风机塔筒，平衡梁装置的上下平面均有吊耳，尤其是在上下平面四个角上均有吊耳，有利于海上风机的吊装作业。本实用新型的进一步改进在于，所述上吊架装置为圆盘结构，圆盘结构的圆周上均匀分布有与平衡吊耳一一对应的吊架吊耳，所述上吊架装置通过吊架吊耳与平衡吊耳连接。优选地，所述吊架吊耳与平衡吊耳通过钢索连接，连接吊装简单方便，吊装牢固可靠。本实用新型的进一步改进在于，所述抱箍构件左右对称分布于平衡梁装置中空部分的两侧。优选地，所述抱箍构件两边均包括半环形抱箍块，所述半环形抱箍块通过抱紧杆件连接至平衡梁装置，以推动半环形抱箍块实现抱紧与脱离。所述抱紧杆件为用于抱紧与脱离塔筒的梁、柱以及杆等杆状构件，抱紧杆件的长度大于其他两个方向尺寸；所述抱箍构件为左右对称的半环形抱箍块，所述半环形抱箍块通过抱紧杆件连接至平衡梁装置，半环形抱箍块的每侧优选均有两个重型油缸驱动剪叉型抱紧杆件运动，剪叉型抱紧杆件即交叉的抱紧杆件，以推动抱箍块实现抱紧与脱离，并且能够实现远程控制。本实用新型的进一步改进在于，上吊架装置外圆周上对称分布有锥形销轴，所述下支撑架装置的圆周上对称分布有与锥形销轴一一对应的销孔。上吊架装置中部均布有与风机上部塔筒底部一一对应的螺栓孔，上吊架装置外圆周上还对称布置有两个锥形销轴，锥形销轴与下支撑架装置上销孔对应，便于上吊架装置和下支撑架装置的配对使用，便于装配。其中，在下支撑架装置圆周上布置有180°对称的销孔，与上吊架装置上锥形销轴对位，并且每个销孔有垂直两个油缸驱动，完成全方向的平面移动。本实用新型的进一步改进在于，所述柔性承接构件包括均匀分布的缓冲跟随油缸，所述自动定位对中构件通过立臂实现初步承接对位，所述立臂顶端向外倾。优选地，所述柔性承接构件包括六套均匀分布的缓冲跟随油缸，所述自动定位对中构件包括三个立臂。[0020]柔性承接构件包括在下支撑架装置圆周上均匀分布的六套同步升降的缓冲跟随油缸，缓冲跟随油缸向上顶伸承接吊装下来的风机，并通过控制模块实现缓冲跟随油缸在对接过程中，既吸收能量又能够缓冲跟随运动，保证了海上风机整体安装过程的平稳。下支撑架装置上部120°圆周上布置有三根立臂，立臂顶端略向外倾，此为初定位部件，用于实现初步承接定位。本实用新型的有益效果在于，不仅有安全可靠的抱箍构件，便于吊装的平衡梁装置，而且有柔性承接构件保证对位过程的平稳，自动定位对中构件确保海上风机上部塔筒和下部塔筒的精确对接，全程保障海上风机的整体安装过程顺利完成，易于拆卸；特别适合在复杂海洋环境下，完成大型海上风力发电机组的整体安装施工，其安装过程安全、可靠、平稳，监测手段先进，自动化程度很高，大大提高了风机的安装效率。
图I是本实用新型一种实施例的总体结构示意图。图2是本实用新型一种实施例在吊装过程中的示意图。 图3是本实用新型一种实施例平衡梁装置的结构示意图。图4是本实用新型一种实施例平衡梁装置的俯视图。图5是本实用新型一种实施例上吊架构件的结构示意图。图6是本实用新型一种实施例上吊架构件的剖面结构示意图。图7是本实用新型一种实施例下支撑架构件的结构示意图。图8是本实用新型一种实施例下支撑架构件的横截面结构示意图。图中标记1_平衡梁装置；101-抱箍构件；102-液压逃逸门；103-液压插销；104-平衡吊耳；2_上吊架装置；201-销轴；3_下支撑架装置；301-柔性承接构件；302-自动定位对中构件。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明实施例I :如图I图2、图3、图4、图7和图8所示，本例提供一种海上风机的安装辅助支持系统，包括平衡梁装置1，所述平衡梁装置I为左右对称的桁架结构，包括用于夹装海上风机塔筒的抱箍构件101、用于实现打开的液压逃逸门102和用于实现关闭的液压插销103，所述抱箍构件101对称设置于平衡梁装置I的中部，所述液压逃逸门102和液压插销103设置于平衡梁装置I的一侧；上吊架装置2，所述上吊架2与平衡梁装置I连接，并固定安装于风机上部塔筒的底部；下支撑架装置3，所述下支撑架装置3安装于风机的下部塔筒，并与上吊架装置2对应连接；所述下支撑架装置3包括柔性承接构件301和自动定位对中构件302，所述柔性承接构件301均匀分布于下支撑架装置3的圆周上，所述自动定位对中构件302用于实现初步承接定位并设置于下支撑架装置3的上部圆周上。其中，图2是本例在吊装过程中的示意图；图3是本例平衡梁装置I的结构示意图，平衡梁装置I为桁架结构，且上面设置有梯子栏杆结构；图4是本本例平衡梁装置I的俯视图，图4中，所述抱箍构件101两边均包括半环形抱箍块，所述半环形抱箍块通过抱紧杆件连接至平衡梁装置1，以推动半环形抱箍块实现抱紧与脱离。海上风力发电机的塔筒分为上部塔筒和下部塔筒；所述上吊架装置2固定安装于风机上部塔筒的底部，连接采用高轻度螺栓实现，即可以起到支撑作用又便于拆卸；所述平衡梁装置I内部装有左右对称的液压抱箍构件101与液压逃逸门102，均与平衡梁装置I上的液压站连接；所述平衡梁装置I通过桁架结构解决了海上风机重心高、易倾覆的问题，其中，抱箍构件101使得海上风机稳定可靠，液压逃逸门102和液压插销103保证了海上风机的安装、拆卸方便实用；上吊架装置2与下支撑架装置3配对使用，柔性承接构件301既保证了海上风机与上部结构的同步升降，又保证了安装过程中的平稳缓冲与跟随；自动定位对中构件302安全可靠，能够通过精确的激光定位与漫反射光电开关等监测，保证安装精度，显著降低了安装误差，缩短工时。本例不仅有安全可靠的抱箍构件101，便于吊装的平衡梁装置1，而且有柔性承接构件301保证对位过程的平稳，自动定位对中构件302确保海上风机上下塔筒的精确对接，全程保障海上风机的整体安装过程顺利完成，并易于拆卸。 实施例2 在实施例I的基础上，如图5和图6所示，本例所述桁架结构为左右对称，其上下平面四个角都布置有平衡吊耳104，平衡梁装置I结构中部是空心套装部，便于风机塔筒的进入；抱箍构件101包括左右对称的半圆形抱箍块，每侧均有两个重型油缸驱动剪叉型抱紧杆件运动，推动抱箍块实现抱紧与脱离，且完全远程控制。如图3和图4所示，液压逃逸门102位于平衡梁装置I 一侧，由液压控制开闭，在风机的安装与运输过程中，位于上部的液压插销103插入，液压逃逸门102锁死，安装完成后可通过液压控制液压插销103提起，液压逃逸门102打开；在平衡梁装置I上安装独立的液压泵站，分别控制全套的液压油缸，此外，平衡梁装置I上装有各类故障报警装置。如图5和图6所示，上吊架装置2的结构呈圆盘状，均布于上吊架装置2圆周的四个吊架吊耳，与平衡梁装置I下部的四个平衡吊耳104—一对应，可通过钢索连接。上吊架装置2中部均布有与风机上塔筒底部一一对应的螺栓孔若干；上吊架装置2外圆周上还对称布置有两个锥形的销轴201，与下支撑架装置3上的销孔对应。下支撑架装置3包括柔性承接构件301和自动定位对中构件302。如图7和图8所示，柔性承接构件301在下支撑架装置3圆周上均布有六套同步升降的缓冲跟随油缸，缓冲跟随油缸向上顶伸承接吊装下来的风机，并通过控制模块实现六套缓冲跟随油缸在对接过程中，既吸收能量又缓冲跟随运动，保证风机整体安装过程平稳。如图自动定位对中构件302为下支撑架装置3上部120°圆周上布置的三根立臂，立臂顶端略向外倾，实现初步承接定位。在下支撑架装置3圆周上还布置有180°对称的销孔，与上吊架装置2上锥形销轴201对位，并且每个销孔有垂直两个油缸驱动，完成全方向的平面移动。实施例3 本例提供实施例I或实施例2的具体步骤。A、海上风力发电机安装之前，在岸上已经组装好风力发电机，简称风机，风机包括上部塔筒、叶片、机舱和轮毂等，海上风场已经建设好风机的下部塔筒，如图I所示，将风机上塔筒底部与上吊架装置2通过高强度螺栓紧密连接，平衡梁装置I上的抱箍构件101由液压油缸驱动左右对称的抱紧块，抱紧风机的重心以上3米左右的塔筒位置，平衡梁下部四个角的吊耳通过钢索与上吊架装置2的四个吊架吊耳一一对应相连接。平衡梁装置I上液压逃逸门102开闭并锁死，液压插销103插入销孔。于是，海上风力发电机、平衡梁装置I和上吊架装置2构成一个整体，便于运输船的长距离运输，以及大型起重船的起吊与安装。B、大型运输船将“三合一”组合体，即风机、平衡梁装置I和上吊架装置2的组合体，整体运输至已规划建设好的海上风场，在风场上已有下支撑架装置3与海上基础的下部塔筒通过六个吊耳铰接，即下支撑架装置3悬挂在海上风机下部塔筒挂耳上，形成一个风机安装施工平台。C、大型起重船通过平衡梁装置I上平面的四个平衡吊耳104，吊起运输船塔架上的风机、平衡梁装置I和上吊架装置2的组合体至下支撑架装置3上方，准备对接安装，其示意图如图2所示。D、风机、平衡梁装置I和上吊架装置2的组合体缓慢下降，下部有绞车钢丝绳牵引靠近下支撑架装置3上的三根立臂，如图6所示，整个组合体沿着立臂下滑，完成初定位。 E、在风机、平衡梁装置I和上吊架装置2的组合体下滑过程中，绞车导引上吊架的锥形插销与下支撑架装置3上两套油缸驱动的销孔完成初对位，销孔与销轴均可动作对齐即可。F、在风机、平衡梁装置I和上吊架装置2的组合体下降过程中，下支撑架装置3上的六套缓冲跟随油缸在控制模块的精确控制下同步顶伸，准备柔性承接徐徐下降的组合体，直至上吊架装置2与下支撑架装置3的缓冲跟随油缸接触，六套油缸进入缓冲并跟随动作状态，即便遇到风浪的上下颠簸，六套油缸也跟随顶起，然后缓慢下降，同时蓄能器工作吸收风机、平衡梁装置I和上吊架装置2的组合体下降过程中的动能，整体下降加速度控制在0. 25g以下，即2. 5m/s2以下。G、在完成缓冲跟随过程中，上吊架装置2的锥形销轴与下支撑架装置3的销孔已经对齐，控制模块控制微调油缸可左右轻微调节上吊架装置2及组合体的位置，在激光测距仪、漫反射光电开关及监测系统的引导下，完成海上风机的上、下部塔筒的对中，最后安装好所有对接处的高强度螺栓，风机安装完成。H、上吊架装置2与平衡梁装置I之间的连接钢索松开，平衡梁装置I上液压抱箍构件101打开，随后液压插销103拔起，液压逃逸门102打开，起重船吊着平衡梁装置I后退，平衡梁装置I与风机塔筒完成脱离，上部拆卸完成。上吊架装置2、下支撑架装置3与风机塔筒之间的连接能够通过人工拆卸。以上所述之具体实施方式
为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式
，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种海上风机的安装辅助支持系统，其特征在于，包括平衡梁装置(1)，所述平衡梁装置(I)为左右对称的桁架结构，所述平衡梁装置(I)包括用于夹装海上风机塔筒的抱箍构件 (101)、用于实现打开的液压逃逸门(102)和用于实现关闭的液压插销(103)，所述抱箍构件(101)对称设置于平衡梁装置(I)的中部，所述液压逃逸门(102)和液压插销(103)设置于平衡梁装置(I)的一侧；固定安装于海上风机的上部塔筒底部的上吊架装置(2)，所述上吊架装置(2)与平衡梁装置(I)连接；以及，安装于海上风机的下部塔筒的下支撑架装置(3 )，所述下支撑架装置(3 )与上吊架装置(2 )对应连接；所述下支撑架装置(3 )包括柔性承接构件(301)和自动定位对中构件(302)，所述柔性承接构件(301)分布于下支撑架装置(3)的圆周上，所述自动定位对中构件(302)用于实现初步承接定位并设置于下支撑架装置(3)的圆周上。
2.根据权利要求I所述的海上风机的安装辅助支持系统，其特征在于，所述平衡梁装置(I)还包括平衡吊耳(104)，所述平衡吊耳(104)设置于桁架结构的上下平面。
3.根据权利要求2所述的海上风机的安装辅助支持系统，其特征在于，所述桁架结构的上下平面均分布有四个平衡吊耳(104 )。
4.根据权利要求2所述的海上风机的安装辅助支持系统，其特征在于，所述上吊架装置(2)为圆盘结构，圆盘结构的圆周上均匀分布有与平衡吊耳(104)——对应的吊架吊耳，所述上吊架装置(2)通过吊架吊耳与平衡吊耳(104)连接。
5.根据权利要求4所述的海上风机的安装辅助支持系统，其特征在于，所述吊架吊耳与平衡吊耳(104)通过钢索连接。
6.根据权利要求I至5任意一项所述的海上风机的安装辅助支持系统，其特征在于，所述抱箍构件(101)左右对称分布于平衡梁装置(I)中空部分的两侧。
7.根据权利要求6所述的海上风机的安装辅助支持系统，其特征在于，所述抱箍构件(101)两边均包括半环形抱箍块，所述半环形抱箍块通过抱紧杆件连接至平衡梁装置(I )， 以推动半环形抱箍块实现抱紧与脱离。
8.根据权利要求6所述的海上风机的安装辅助支持系统，其特征在于，上吊架装置(2)外圆周上对称分布有锥形销轴，所述下支撑架装置(3)的圆周上对称分布有与锥形销轴——对应的销孔。
9.根据权利要求6所述的海上风机的安装辅助支持系统，其特征在于，所述柔性承接构件(301)包括均匀分布的缓冲跟随油缸，所述自动定位对中构件(302)通过立臂实现初步承接对位，所述立臂顶端向外倾。
10.根据权利要9所述的海上风机的安装辅助支持系统，其特征在于，所述柔性承接构件(301)包括六套均匀分布的缓冲跟随油缸，所述自动定位对中构件(302)包括三个立臂。
专利摘要本实用新型提供一种海上风机的安装辅助支持系统，包括平衡梁装置，所述平衡梁装置为左右对称的桁架结构，包括用于夹装海上风机塔筒的抱箍构件、用于实现打开的液压逃逸门和用于实现关闭的液压插销，所述抱箍构件对称设置于平衡梁装置中部，所述液压逃逸门和液压插销设置于平衡梁装置的一侧；上吊架装置，所述上吊架装置与平衡梁装置连接，并固定安装于风机上部塔筒底部；下支撑架装置，所述下支撑架装置安装于风机的下部塔筒，并与上吊架装置对应连接；所述下支撑架装置包括柔性承接构件和自动定位对中构件。本实用新型能够在复杂的海况下，保证海上风力发电机整体安装过程中的平稳、安全与可靠，大大提高了海上风机整体安装的效率，易拆装。
文档编号B66C13/08GK202558447SQ20122018515
公开日2012年11月28日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者陈斌, 赵章焰, 欧阳麟桦, 钟如进, 苏力 申请人:中交四航局第二工程有限公司