一種適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的浮樁式平臺(tái)及其安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，具體涉及一種適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的浮粧式平臺(tái)及其安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今世界，儲(chǔ)量有限、分布不均且不可再生的煤炭、石油等化石能源越來越難以滿足經(jīng)濟(jì)和社會(huì)高速發(fā)展的需求。風(fēng)能，作為分布廣泛、取之不盡用之不竭的能源，越來越得到各國的重視，是目前最具大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)價(jià)值的新能源之一。風(fēng)電技術(shù)是風(fēng)能資源利用的最主要手段。而海洋風(fēng)資源兼有不占用土地，風(fēng)速高且具有穩(wěn)定的主導(dǎo)方向、能量收益高、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，海上風(fēng)電的應(yīng)用前景廣闊。
[0003]由于技術(shù)所限，已建立的海上風(fēng)電場(chǎng)大多位于淺海區(qū)域，采用的都是固定式基礎(chǔ)，如我國的東海風(fēng)電場(chǎng)、如東風(fēng)電場(chǎng)等。然而，在淺海建立風(fēng)電場(chǎng)有其不可忽視的缺點(diǎn)，如:淺海區(qū)域常用語船舶航道及漁業(yè)開發(fā)，用于風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的區(qū)域有限，且淺海區(qū)生活或作業(yè)人員多，受風(fēng)力機(jī)產(chǎn)生的噪音影響大。因此，風(fēng)電建設(shè)者逐漸將目光轉(zhuǎn)向較深海域。
[0004]目前，海洋風(fēng)力資源豐富的挪威、英國、日本等國已開展較深海域風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目的研究。由淺海向深海發(fā)展，風(fēng)力機(jī)基礎(chǔ)樣式及系統(tǒng)安裝方式成為首要解決的技術(shù)難題。技術(shù)成熟的固定式基礎(chǔ)已不再適用于較深海域，取而代之的是漂浮式平臺(tái)，影響力比較大的挪威Hywind、葡萄牙Windf 1at及日本Fukushima Mirai等深海風(fēng)電場(chǎng)均采用漂浮式平臺(tái)。
[0005]縱觀各國已開展的較深海域風(fēng)電項(xiàng)目，其安裝方式是先在淺海船塢將風(fēng)機(jī)、桿塔、浮臺(tái)安裝好之后整體拖至較深海域。這種先在船塢安裝再整體運(yùn)至深海定位運(yùn)行的方式導(dǎo)致其漂浮式基礎(chǔ)只能是吃水淺(30m左右)的大浮體結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性差，制作及安裝成本很高。
[0006]因此，有必要提出新的漂浮式基礎(chǔ)和相應(yīng)的新的安裝施工方法，以在保證其穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上降低漂浮式海上風(fēng)電場(chǎng)的造價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述問題，本發(fā)明旨在提供一種穩(wěn)定性好，制造成本低的浮粧式平臺(tái)及其安裝方法。
[0008]本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案是:一種適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的浮粧式平臺(tái)，包括設(shè)于海底的錨體，與錨體連接的錨鏈、塔筒、安裝于塔筒頂部的機(jī)艙、與機(jī)艙連接的風(fēng)輪，所述塔筒底部可拆卸的連接有空心浮箱，浮箱底部可拆卸的連接有空心浮粧，所述浮粧為鋼筋混凝土材料預(yù)制而成;錨鏈另一端與浮粧頂部連接。
[0009]優(yōu)選的，所述浮粧下部設(shè)有灌水孔。
[0010]優(yōu)選的，所述浮粧頂部預(yù)埋鋼板，浮箱與浮粧之間通過法蘭盤固定連接。
[0011]為了安裝時(shí)更好的定位，所述塔筒底部、浮箱底部均設(shè)有錐形凹槽，浮箱頂部、浮粧頂部均設(shè)有錐形凸起；
浮粧和浮箱通過錐形凸起和錐形凹槽的配合進(jìn)行定位，浮箱和塔筒通過錐形凸起和錐形凹槽的配合進(jìn)行定位。
[0012]上述結(jié)構(gòu)中浮箱用于承托風(fēng)機(jī)組件，浮粧用于進(jìn)一步對(duì)浮粧上面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定。
[0013]優(yōu)選的，上述塔筒、浮箱為鋼結(jié)構(gòu)。
[0014]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種適用于上述浮粧式平臺(tái)的安裝方法，其特征在于包括如下步驟:
(a)在岸上或淺灘區(qū)將浮箱、浮粧、塔筒、機(jī)艙、風(fēng)輪各組成部分分別預(yù)制完成，并運(yùn)送至風(fēng)力機(jī)待安裝地點(diǎn)；
(b)往浮粧內(nèi)充填配重物，使浮粧呈直立狀態(tài)；
(C)用錨鏈將浮粧頂部與錨體連接；
(d)將工作船與浮粧上部剛性連接;所述工作船包括起吊裝置，尤其是工作船上還安裝有可抱住浮粧的機(jī)械臂；
用工作船上的機(jī)械臂抱住浮粧，使工作船與浮粧相對(duì)靜止；
(e)起吊浮箱并與浮粧組裝連接，然后松開抱住浮粧的機(jī)械臂，使工作船與浮粧處于相對(duì)分離，此時(shí)浮粧與浮箱成一個(gè)整體，浮粧下沉全部沒入水中；浮箱部分位于海平面以上，部分位于海平面以下；
(f)用工作船上的機(jī)械臂抱住浮粧，將工作船與浮粧上部剛性連接，使工作船與浮粧相對(duì)靜止；
(g)起吊由塔筒、機(jī)艙、風(fēng)輪組裝好的整體件，并將塔筒底部與浮箱頂部連接；
(h)完全松開工作船與浮粧的連接，下錨并調(diào)整錨鏈的線型，使之達(dá)到最終設(shè)計(jì)位置。
[0015]錨鏈呈懸鏈線或張拉狀。在工作狀態(tài)下，浮箱的水下、水上部分各占一半。
[0016]優(yōu)選的，步驟(a)中運(yùn)送浮粧的方式采用直接將浮粧放置在海面上平躺浮運(yùn)的方式。
[0017]進(jìn)一步的，所述浮粧下部設(shè)有灌水孔，步驟(b)中往浮粧內(nèi)充填配重物的方式為直接從灌水孔想浮粧空心腔內(nèi)灌水，達(dá)到設(shè)計(jì)灌水量之后將灌水孔堵住。
[0018]更進(jìn)一步的，所述浮粧頂部預(yù)埋鋼板，浮箱與浮粧之間設(shè)有法蘭盤；
步驟(e)中通過工作船上將法蘭盤吊裝至浮粧頂部，法蘭盤與預(yù)埋鋼板螺栓連接，然后將浮箱吊裝至法蘭盤上，通過螺栓將浮箱與法蘭盤緊固。
[0019]本發(fā)明的顯著效果是:
1.由于是在深海直接組裝，不受地域尺寸限制，浮粧尺寸可以設(shè)計(jì)的很長，再加上浮粧鋼筋混凝土材料，重量大，使得浮粧的浮心遠(yuǎn)高于重心，在受風(fēng)浪流作用時(shí)有很高的穩(wěn)定性，因?yàn)楫?dāng)平臺(tái)稍有偏擺，就會(huì)產(chǎn)生更大的力矩使平臺(tái)扶正。正是由于穩(wěn)定性好，才使得可以適當(dāng)減小浮箱的體積，使得制作成本降低。
[0020]2.在安裝方法上，獨(dú)創(chuàng)性的提出在工作船上安裝機(jī)械臂，用于固定浮粧和浮箱，以防止在安裝過程中的晃動(dòng)，在這種條件下進(jìn)行海上安裝，可大大降低吊裝難度，突破性的解決了深海組裝的障礙，實(shí)現(xiàn)了漂浮式風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)的深海工作原位組裝。
[0021]眾所周知，現(xiàn)有技術(shù)的淺海安裝及運(yùn)輸方式費(fèi)用高昂，但如果采用本發(fā)明的安裝及運(yùn)輸方式，現(xiàn)場(chǎng)安裝，既能得到吃水高達(dá)50m以上的浮式平臺(tái)，又能降低安裝及運(yùn)輸費(fèi)用，降低整體浮運(yùn)難度。
【附圖說明】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0023]圖1為本發(fā)明浮粧式平臺(tái)的立面圖。
[0024]圖中:I一機(jī)艙，2—風(fēng)輪，3—塔筒，4一螺栓，5—浮箱，6—法蘭盤，7—鋼板，8—浮粧，9一錨鏈，1—錨體，13-錐形凸起。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1所示，一種適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的浮粧式平臺(tái)，包括設(shè)于海底的錨體10，與錨體10連接的錨鏈9、鋼制塔筒3、安裝于塔筒3頂部的機(jī)艙1、與機(jī)艙I連接的風(fēng)輪2。所述塔筒3底部可拆卸的連接有鋼制空心浮箱5，浮箱5底部可拆卸的