构造、组装浮动式风力涡轮机平台以及使其下水的方法技术

本发明专利技术提供一种构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，所述方法包含：构造浮动式风力涡轮机平台底座的预应力混凝土节段；在浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第一位置处组装所述浮动式风力涡轮机平台底座节段以形成所述底座；以及将所述底座移动到所述浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第二位置。构造浮动式风力涡轮机平台立柱的预应力混凝土节段，并且在所述浮动式风力涡轮机平台组装区域中的所述第二位置处组装所述立柱节段以在所述底座上形成一个中心立柱和多个外部立柱，从而限定船体。随后将所述船体移动到所述浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第三位置。将二级结构安装在所述船体上和所述船体内，并且将所述船体移动到所述浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第四位置。在所述中心立柱上构造风力涡轮机塔，并且将风力涡轮机安装在所述风力涡轮机塔上，由此限定所述浮动式风力涡轮机平台。随后将所述浮动式风力涡轮机平台移动到第五位置中的下水平台并且使其进入到水体中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】构造、组装浮动式风力涡轮机平台以及使其下水的方法相关申请案的交叉引用本申请案主张2015年2月24日申请的美国临时申请案第62/120,081号和2015年4月14日申请的美国临时申请案第62/149,947号的权益，所述申请案的公开内容以引用的方式并入本文中。
本专利技术大体上涉及风力涡轮机平台。确切地说，本专利技术涉及一种构造、组装浮动式风力涡轮机平台以及使其进入水体中的改良方法。
技术介绍
用于将风能转换成电力的风力涡轮机是已知的，并且其为电力公司提供了一种替代能源。在陆地上，大型风力涡轮机组(通常有数百台风力涡轮机)可以一起放置在一个地理区域中。这些大型风力涡轮机组可能会产生不当的高噪音等级，并且可能被视为不美观。由于例如山丘、树林和建筑物之类的障碍物，这些基于陆地的风力涡轮机可能无法获得最优气流。风力涡轮机组也可位于海上，但靠近海岸在水深度允许风力涡轮机固定地附接到海床基座的位置处。在海洋上，流向风力涡轮机的气流不大可能由于存在各种障碍物(即，如山丘、树林和建筑物)而受到干扰，从而产生更高的平均风速和更大的动力。在这些近海岸位置处将风力涡轮机附接到海床所需要的基座相对比较昂贵，并且只可能在相对较浅深度(例如，至多约45米的深度)下实现。美国国家可再生能量实验室(U.S.NationalRenewableEnergyLaboratory)已经确定，离开美国海岸线在深度为30米或更大的水上的风具有约3,200TWh/yr的能量容量。这等效于美国总能量用量约3,500TWh/yr的约90％。大部分离岸风能资源存在于离岸37公里与93公里之间，其中水深超过60米。在如此深的水中，用于风力涡轮机的固定基座在经济上不大可能实行。这个局限性带动了用于风力涡轮机的浮动式平台的开发。已知浮动式风力涡轮机平台是由钢形成的，并且是基于由海上油气产业开发的技术。然而，在所述领域中仍需要构造、组装浮动式风力涡轮机平台以及使其下水的改良方法。
技术实现思路
本专利技术大体上涉及构造、组装浮动式风力涡轮机平台和安装到其上的风力涡轮机以及使其下水的方法。确切地说，本专利技术涉及构造、组装浮动式风力涡轮机平台以及使其下水的改良方法，其中风力涡轮机平台的至少一部分在陆地上进行构造和组装，所述风力涡轮机平台的至少一部分例如底座、不具有顶梁的船体(hull)、具有顶梁的船体，或上面安装有风力涡轮机的完整浮动式风力涡轮机平台。接着例如通过轨道系统、千斤顶和滑轨系统、重型起重气囊系统或自推进式模块化运输(SPMT)系统来将风力涡轮机平台或其部分移动到下水点，且随后将其移动到下水驳船或下水船坞(dock)上。接着可将风力涡轮机平台或其部分从下水驳船或下水船坞部署到水体中。在一个实施例中，构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法包含：构造浮动式风力涡轮机平台底座的预应力混凝土节段；在浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第一位置处组装所述浮动式风力涡轮机平台底座节段以形成底座；以及将所述底座移动到浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第二位置。构造浮动式风力涡轮机平台立柱的预应力混凝土节段，并且在浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第二位置处组装所述立柱节段以在底座上形成一个中心立柱和多个外部立柱，从而限定船体。随后将船体移动到浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第三位置。将二级结构安装在船体上和船体壳内，并且将船体移动到浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第四位置。在中心立柱上构造风力涡轮机塔并且将风力涡轮机安装在风力涡轮机塔上，由此限定浮动式风力涡轮机平台。浮动式风力涡轮机平台随后被移动到第五位置中的下水平台并且进入到水体中。当根据附图进行阅读时，本专利技术的各个方面将从优选实施例的以下详细描述而对本领域的技术人员来说变得显而易见。附图说明图1是根据本专利技术的改良方法构造、组装且下水的浮动式风力涡轮机平台的正视图。图1A是图1中所说明的浮动式风力涡轮机平台的替代实施例的一部分的放大正视图，其展示了竖直轴风力涡轮机。图2是图1中所说明的改良浮动式风力涡轮机平台的透视图。图3是图1和2中所说明的改良浮动式风力涡轮机平台的分解透视图。图4是图1和2中所说明的船体的第二实施例的透视图。图5是图4中所说明的底座的透视图。图6是浮动式风力涡轮机平台组装区域的平面视图，其展示构造、组装浮动式风力涡轮机平台以及使其下水的改良方法的第一实施例。图7是图1中所说明的浮动式风力涡轮机平台的平面视图，展示所述浮动式风力涡轮机平台在根据本专利技术的改良方法的一个实施例的下水驳船上。图8A是船体的正视图，展示所述船体浮在图7中所说明的下水驳船上。图8B是图8A中所说明的船体和下水驳船的正视图，其展示根据本专利技术的改良方法降低以使船体下水的下水驳船的船尾。图9A是具有附接塔的船体的正视图，展示所述船体浮在图7中所说明的下水驳船上。图9B是图9A中所说明的船体、附接塔和下水驳船的正视图，其展示根据本专利技术的改良方法降低以使船体和附接塔下水的下水驳船的船尾。图10A是图1中所说明的浮动式风力涡轮机平台的正视图，展示所述浮动式风力涡轮机平台浮在图7中所说明的下水驳船上。图10B是图10A中所说明的浮动式风力涡轮机平台的正视图，其展示根据本专利技术的改良方法降低以使所述浮动式风力涡轮机平台下水的下水驳船的船尾。图11是图7中所说明的下水驳船的平面视图，展示所述下水驳船处于滑道中，并且其展示根据本专利技术的改良方法的另一实施例放置在滑道和下水驳船上的浮动式风力涡轮机平台。图12A到12E是下水方法的依序平面视图，其展示根据本专利技术的改良方法放置在半潜式下水驳船上且从所述半潜式下水驳船下水的浮动式风力涡轮机平台。图13是从图7中所说明的下水驳船下水的浮动式风力涡轮机平台的正视图。图14是浮动式风力涡轮机平台组装区域的平面视图，其展示构造、组装浮动式风力涡轮机平台以及使其下水的改良方法的第二实施例。图15是浮动式风力涡轮机平台组装区域的平面视图，其展示构造、组装浮动式风力涡轮机平台以及使其下水的改良方法的第三实施例。图16是浮动式风力涡轮机平台组装区域的平面视图，其展示构造、组装浮动式风力涡轮机平台以及使其下水的改良方法的第四实施例。图17A到17E说明根据本专利技术的改良方法的下水驳船的替代实施例。图18是从图14中所说明的下水船坞下水的浮动式风力涡轮机平台的正视图。具体实施方式现在将偶尔参考本专利技术的具体实施例来描述本专利技术。然而，本专利技术可以不同形式体现，且不应被解释为限于本文中所陈述的实施例。确切地说，提供这些实施例是为了使得本专利技术将是透彻且完整的，并且将更充分地把本专利技术的范围传达给所属领域的技术人员。参看图式，尤其参看图1，展示锚定到水体BW的床的浮动式风力涡轮机系统或平台10的第一实施例。所述浮动式风力涡轮机平台表示根据本专利技术的改良方法构造和组装的风力涡轮机平台。在所说明的实施例中，展示浮动式风力涡轮机平台10锚定到海床S。将理解，海床可以是浮动式风力涡轮机平台10将投入操作的任何水体的床。所说明的浮动式风力涡轮机平台10包含支撑塔14的基座或船体12，下文将详细描述。塔14支撑风力涡轮机16。基座是半潜式的，并且被构造且配置成在水体中浮动，半浸没于水体中。因此，当船体12在水中浮动时，船体12的一部分将在水上方。如所展示，船体12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其包括：构造浮动式风力涡轮机平台底座的预应力混凝土节段；在浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第一位置处组装所述浮动式风力涡轮机平台底座节段以形成所述底座；将所述浮动式风力涡轮机平台底座移动到第二位置中的下水平台；以及使所述浮动式风力涡轮机平台底座进入到水体中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.24 US 62/120,081;2015.04.20 US 62/149,9471.一种构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其包括：构造浮动式风力涡轮机平台底座的预应力混凝土节段；在浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第一位置处组装所述浮动式风力涡轮机平台底座节段以形成所述底座；将所述浮动式风力涡轮机平台底座移动到第二位置中的下水平台；以及使所述浮动式风力涡轮机平台底座进入到水体中。2.根据权利要求1所述的构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其中所述底座包含从基石径向延伸的多个底梁，其中中心立柱在所述基石上组装并且安装到所述基石，且其中外部立柱组装且安装在每一底梁的远端上。3.根据权利要求2所述的构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其进一步包括：将所述浮动式风力涡轮机平台底座移动到浮动式组装区域；构造浮动式风力涡轮机平台立柱的预应力混凝土节段；在所述浮动式组装区域处组装所述立柱节段以在所述底座上形成一个中心立柱和多个外部立柱，从而限定船体；将二级结构安裝在所述船体上和所述船体内；在所述中心立柱上构造风力涡轮机塔；以及将风力涡轮机安装在所述风力涡轮机塔上，由此限定所述浮动式风力涡轮机平台。4.一种构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其包括：构造浮动式风力涡轮机平台底座的预应力混凝土节段；在浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第一位置处组装所述浮动式风力涡轮机平台底座节段以形成所述底座；将所述底座移动到所述浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第二位置；构造浮动式风力涡轮机平台立柱的预应力混凝土节段；在所述浮动式风力涡轮机平台组装区域中的所述第二位置处组装所述立柱节段以在所述底座上形成一个中心立柱和多个外部立柱，从而限定船体；将所述浮动式风力涡轮机平台船体移动到第三位置中的下水平台；以及使所述浮动式风力涡轮机平台船体进入到水体中。5.根据权利要求4所述的构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其中所述底座包含从基石径向延伸的多个底梁，其中所述中心立柱在所述基石上组装并且安装到所述基石，且其中外部立柱组装且安装在每一底梁的远端上。6.根据权利要求5所述的构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其进一步包括：将所述浮动式风力涡轮机平台船体移动到浮动式组装区域；将二级结构安裝在所述船体上和所述船体内；在所述中心立柱上构造风力涡轮机塔；以及将风力涡轮机安装在所述风力涡轮机塔上，由此限定所述浮动式风力涡轮机平台。7.一种构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其包括：构造浮动式风力涡轮机平台底座的预应力混凝土节段；在浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第一位置处组装所述浮动式风力涡轮机平台底座节段以形成所述底座；将所述底座移动到所述浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第二位置；构造浮动式风力涡轮机平台立柱的预应力混凝土节段；在所述浮动式风力涡轮机平台组装区域中的所述第二位置处组装所述立柱节段以在所述底座上形成一个中心立柱和多个外部立柱，从而限定船体；将所述船体移动到所述浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第三位置；将二级结构安裝在所述船体上和所述船体内；将所述船体移动到所述浮动式风力涡轮机平台组装区域中的第四位置；在所述中心立柱上构造风力涡轮机塔；将风力涡轮机安裝在所述风力涡轮机塔上，由此限定所述浮动式风力涡轮机平台；将所述浮动式风力涡轮机平台移动到第五位置中的下水平台；以及使所述浮动式风力涡轮机平台进入到水体中。8.根据权利要求7所述的构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其中所述底座包含从基石径向延伸的多个底梁，其中所述中心立柱在所述基石上组装并且安装到所述基石，且其中外部立柱组装且安装在每一底梁的远端上。9.根据权利要求8所述的构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其进一步包含使所述底梁中的每一个沿所述底梁的纵向轴线后张到所述基石，并且使所述中心立柱和所述外部立柱中的每一个沿其纵向轴线后张到所述底座。10.根据权利要求7所述的构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其进一步包含在所述浮动式风力涡轮机平台组装区域中的多个位置处构造所述预应力混凝土底座节段和所述预应力混凝土立柱节段。11.根据权利要求7所述的构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其中将二级结构安裝在所述船体上和所述船体内的所述步骤包含将顶梁、猫道、塔进出平台、竖梯、船体机械系统和船体电力系统中的一或多个安裝在所述船体上和所述船体内。12.根据权利要求7所述的构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其中在所述中心立柱上构造风力涡轮机塔的所述步骤包含构造所述浮动式风力涡轮机平台塔的节段以及将所述浮动式风力涡轮机平台塔节段安装在所述中心立柱上，以形成所述浮动式风力涡轮机平台塔。13.根据权利要求12所述的构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其进一步包含由纤维增强聚合物和钢筋混凝土中的一种形成所述浮动式风力涡轮机平台塔节段。14.根据权利要求7所述的构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其中所述底座是在被配置成在所述浮动式风力涡轮机组装区域中的轨道系统上移动的平台上构造。15.根据权利要求14所述的构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其中所述轨道在所述第一位置、所述第二位置、所述第三位置、所述第四位置和所述第五位置之间延伸。16.根据权利要求7所述的构造和组装浮动式风力涡轮机平台的方法，其进一步包含千斤顶和滑轨系统，所述底座、所述船体和所述浮动式风力涡轮机平台在所述千斤顶和滑轨系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·维塞尔，H·J·达格尔，
申请(专利权)人：缅因大学系统委员会，
类型：发明
国别省市：美国,US