【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采用平移安装的海上风机整体运输、安装装置及方法，属于海上风机运输和安装。
技术介绍
1、随着人类对可再生能源需求的日益增长，如今海上风能产量得到迅速提升，海上风电产业正朝大型化和集约化方向发展。新一代海上风机在单机容量不断提升的同时，其轮毂高度、叶片长度及重量也随之增加。同时，这也对海上风机的安装装备及作业能力提出了更高要求，传统海上风机安装方式面临着前所未有的挑战，制约了海上风资源产业的快速发展。
2、而随着海上风电走向深远海的发展趋势，水深不断增加，对风机安装船的支腿长度和起吊高度的要求大幅提高，对于部分规划深远海场区，即使新一代海上风机安装船的投入，仍无法实现风机安装船进行海上分体安装的全覆盖。
3、目前，海上风机的安装主要包括：(1)现场分部件组装方案：风电机组部件依次运往海上风电场，由风机安装船依次完成塔筒、机舱和叶片的吊装；(2)现场整体吊装方案：风机部件在码头完成吊装，通过船运方式运往海上风电场，由大型浮吊船完成风机的整体吊装。前者需要在现场完成风机各部件的吊装，安装耗时长、成本高，安装可靠性难以保证。相比之下，第二种方案更适用于未来大功率机组的海上风机安装，但该方案仍需借助海上大型浮吊船及辅助设施的帮助，相比于前者，其吊装成本仍未得到显著降低，难以满足既定的平准化能源成本需求，尤其无法满足未来大兆瓦机组的整体安装需求，亟待新技术的开发。
4、海上平移法安装的优势在于风机整体通过轨道平移至既定点位进行安装，而无需借助海上自升式风机安装船或浮式起重船。因此在提升施
5、(1)海上风机属于高耸构筑物，重心高，整体运输时容易发生倾覆式倒塌。
6、(2)针对大型海上风机的专用安装装置与技术的研发仍处于空缺状态。
7、为此，有必要提出一种采用平移安装的海上风机整体运输、安装装置及方法，从而解决上述背景中所提到的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种采用平移安装的海上风机整体运输、安装装置及方法，以解决上述
技术介绍
中海上风机安装时需要浮吊配合，造成安装进度慢、安装成本高等问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案:
3、一种采用平移安装的海上风机整体运输、安装装置，包括驳船、平移装置、风机固定装置、风电机组、风机基础，所述平移装置包括第一承载板、第二承载板及平移板，其中第一承载板固定于驳船上，且一端悬挑伸出驳船，该端呈u形从而形成两个悬臂端用于通过驳船的移动使固定于海床的风机基础能够进入u形端内，第一承载板上设有若干条垂直于驳船长轴方向的平移轨道，第二承载板固定于第一承载板上且高度高于平移轨道；平移轨道上设有平移车，平移板位于第二承载板上方且固定于平移车上，平移板靠近第一承载板悬臂端的一侧设有u形开口，平移板上沿u形开口设有若干第一螺栓用于安装风电机组，风机固定装置包含配重可拆卸式塔架底座和抱合式固定桁架，均固定安装于平移板上，抱合式固定桁架可张开或抱合用于固定风电机组的塔筒。
4、上述技术方案中，进一步的，所述的第一承载板悬挑部分下方设有固定桁架，固定桁架另一端固定于驳船侧面用于保证第一承载板悬挑部分的稳固。
5、进一步的，所述塔筒底部设有底法兰用于与风机基础顶法兰通过第二螺栓连接，塔筒底端周向设有扩底，所述u形开口的开口直径大于风机基础外径小于扩底直径，所述扩底上设有若干安装孔用于连接所述平移板的第一螺栓从而实现风电机组底部的固定。
6、进一步的，沿两个悬臂端在第一承载板上表面对称设有4条平移轨道，每个悬臂端上各两条，平移轨道上对称设有若干台平移车，所述第二承载板共两块，分别对应设于每个悬臂梁的两条平移轨道之间。
7、进一步的，所述平移车包含制动装置、车轮、第一电机和液压泵，第一电机和制动装置分别控制平移车的运动和制动，平移车顶部设有多个所述液压泵，液压泵顶端与平移板固定用于控制平移板的升降。
8、进一步的，所述抱合式固定桁架包括核心筒、塔架笼；核心筒固定于平移板上，配重可拆卸式塔架底座环绕核心筒设置，塔架笼固定于核心筒和配重可拆卸式塔架底座；塔架笼上设有转轴，转轴上部两侧及下部两侧分别设有两个第一活动臂和两个第二活动臂，通过第二电机驱动用以控制第一活动臂、第二活动臂的开合，从而实现风电机组塔筒处的固定与释放。
9、进一步的，所述配重可拆卸式塔架底座包括若干叠置的配重块，通过螺栓与平移板固定。
10、一种采用平移安装的海上风机整体运输、安装方法，利用上述任一项所述的装置实现，具体步骤包括如下：
11、步骤一：风机装船
12、风机塔筒、机舱及叶片等在岸上完成各部件预拼装，在驳船上完成整体拼装，或在陆上完成整体拼装后通过轨道平移至驳船平移板的u形开口内，通过第一螺栓固定风机底部扩底，通过第一活动臂和第二活动臂固定风机塔筒，完成装船；该过程中平移板与第二承载板保持接触；
13、步骤二：风机运输
14、通过拖轮牵引带动驳船移动，驳船到达风电场指定点位，调整船艏朝向使风机基础位于平移装置的第一承载板的两悬臂端中间，随后下锚定位驳船；
15、步骤三：风机就位
16、打开平移车的液压泵，顶升平移装置的平移板，使平移板与第二承载板脱开；启动平移车的第一电机，使平移板携带其上部件及风机一同向风机基础移动，直至风机移动到风机基础正上方；
17、步骤四：风机安装
18、风机与风机基础对准后，逐渐增加驳船压载水，使风机下降，并使塔筒底法兰与风机基础顶法兰接触；拧紧基础上的第二螺栓将风机固定于风机基础，然后拆除风机底部扩底上的第一螺栓，通过第二电机打开用于固定塔筒的第一活动臂和第二活动臂；
19、步骤五：驳船撤离
20、风机安装后，启动平移车的第一电机，使平移板回到驳船中轴线，并降低液压泵高度使平移板支撑于第二承载板之上；然后撤离驳船，完成风机安装。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
22、(1)保证了风电机组运输过程中稳定和安全。驳船上设有风机固定装置，采用抱合式固定桁架通过第一活动臂及第二活动臂可实现风机塔筒在运输、平移及安装过程中的固定，通过平移板上的第一螺栓可实现风机底部的固定，通过塔架底座的配重可降低风机及塔架整体的重心，从而有效增强风机运输中的稳定性。同时，配重可拆卸，便于装置运输。
23、(2)采用平移法安装风电机组，无需借助大型起重船，突破了自升式风机安装船支腿长度和起吊高度等因素的限制。驳船就位后，通过平移装置将风电机组和固定风机的塔架一同移动到风机基础上方，并通过压载水量控制风电机组高度。当风电机组与风机基础贴合时，固定第二螺栓实现风电机组和风机基础的固定。风机安装全流程无需吊装，大大降低了安装成本。
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1.一种采用平移安装的海上风机整体运输、安装装置，其特征在于，包括驳船(1)、平移装置(2)、风机固定装置(3)、风电机组(4)、风机基础(5)，所述平移装置(2)包括第一承载板(202)、第二承载板(205)及平移板(206)，其中第一承载板(202)固定于驳船(1)上，且一端悬挑伸出驳船(1)，该端呈U形从而形成两个悬臂端用于通过驳船(1)的移动使固定于海床的风机基础(5)能够进入U形端内，第一承载板(202)上设有若干条垂直于驳船(1)长轴方向的平移轨道(203)，第二承载板(205)固定于第一承载板(202)上且高度高于平移轨道(203)；平移轨道(203)上设有平移车(204)，平移板(206)位于第二承载板(205)上方且固定于平移车(204)上，平移板(206)靠近第一承载板(202)悬臂端的一侧设有U形开口，平移板(206)上沿U形开口设有若干第一螺栓(207)用于安装风电机组(4)，风机固定装置(3)包含配重可拆卸式塔架底座(301)和抱合式固定桁架(302)，均固定安装于平移板(206)上，抱合式固定桁架(302)可张开或抱合用于固定风电机组(4)的塔筒(40
2.根据权利要求1所述的采用平移安装的海上风机整体运输、安装装置，其特征在于，所述的第一承载板(202)悬挑部分下方设有固定桁架(201)，固定桁架(201)另一端固定于驳船(1)侧面用于保证第一承载板(202)悬挑部分的稳固。
3.根据权利要求1所述的采用平移安装的海上风机整体运输、安装装置，其特征在于，所述塔筒(401)底部设有底法兰用于与风机基础顶法兰通过第二螺栓连接，塔筒底端周向设有扩底(402)，所述U形开口的开口直径大于风机基础(5)外径小于扩底(402)直径，所述扩底(402)上设有若干安装孔用于连接所述平移板(206)的第一螺栓(207)从而实现风电机组底部的固定。
4.根据权利要求1所述的采用平移安装的海上风机整体运输、安装装置，其特征在于：沿两个悬臂端在第一承载板(202)上表面对称设有4条平移轨道(203)，每个悬臂端上各两条，平移轨道(203)上对称设有若干台平移车(204)，所述第二承载板(205)共两块，分别对应设于每个悬臂梁的两条平移轨道之间。
5.根据权利要求1所述的采用平移安装的海上风机整体运输、安装装置，其特征在于：所述平移车(204)包含制动装置(2041)、车轮(2042)、第一电机(2043)和液压泵(2044)，第一电机(2043)和制动装置(2041)分别控制平移车(204)的运动和制动，平移车(204)顶部设有多个所述液压泵(2044)，液压泵(2044)顶端与平移板(206)固定用于控制平移板(206)的升降。
6.根据权利要求1所述的采用平移安装的海上风机整体运输、安装装置，其特征在于：所述抱合式固定桁架(302)包括核心筒(3021)、塔架笼(3022)；核心筒(3021)固定于平移板(206)上，配重可拆卸式塔架底座(301)环绕核心筒(3021)设置，塔架笼(3022)固定于核心筒(3021)和配重可拆卸式塔架底座(301)；塔架笼(3022)上设有转轴(3023)，转轴(3023)上部两侧及下部两侧分别设有两个第一活动臂(3024)和两个第二活动臂(3025)，通过第二电机(3026)驱动用以控制第一活动臂(3024)、第二活动臂(3025)的开合，从而实现风电机组塔筒(401)处的固定与释放。
7.根据权利要求1所述的采用平移安装的海上风机整体运输、安装装置，其特征在于：所述配重可拆卸式塔架底座(301)包括若干叠置的配重块，通过螺栓与平移板(206)固定。
8.一种采用平移安装的海上风机整体运输、安装方法，其特征在于：利用如权利要求1-7任一项所述的装置实现，具体步骤包括如下：
...【技术特征摘要】
1.一种采用平移安装的海上风机整体运输、安装装置，其特征在于，包括驳船(1)、平移装置(2)、风机固定装置(3)、风电机组(4)、风机基础(5)，所述平移装置(2)包括第一承载板(202)、第二承载板(205)及平移板(206)，其中第一承载板(202)固定于驳船(1)上，且一端悬挑伸出驳船(1)，该端呈u形从而形成两个悬臂端用于通过驳船(1)的移动使固定于海床的风机基础(5)能够进入u形端内，第一承载板(202)上设有若干条垂直于驳船(1)长轴方向的平移轨道(203)，第二承载板(205)固定于第一承载板(202)上且高度高于平移轨道(203)；平移轨道(203)上设有平移车(204)，平移板(206)位于第二承载板(205)上方且固定于平移车(204)上，平移板(206)靠近第一承载板(202)悬臂端的一侧设有u形开口，平移板(206)上沿u形开口设有若干第一螺栓(207)用于安装风电机组(4)，风机固定装置(3)包含配重可拆卸式塔架底座(301)和抱合式固定桁架(302)，均固定安装于平移板(206)上，抱合式固定桁架(302)可张开或抱合用于固定风电机组(4)的塔筒(401)。
2.根据权利要求1所述的采用平移安装的海上风机整体运输、安装装置，其特征在于，所述的第一承载板(202)悬挑部分下方设有固定桁架(201)，固定桁架(201)另一端固定于驳船(1)侧面用于保证第一承载板(202)悬挑部分的稳固。
3.根据权利要求1所述的采用平移安装的海上风机整体运输、安装装置，其特征在于，所述塔筒(401)底部设有底法兰用于与风机基础顶法兰通过第二螺栓连接，塔筒底端周向设有扩底(402)，所述u形开口的开口直径大于风机基础(5)外径小于扩底(402)直径，所述扩底(402)上设有若干安装孔用于连接所述平移板(206)的第一螺栓(207)从而实现风电机组底部的固定。
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【专利技术属性】
技术研发人员：童森杰，沈侃敏，张文龙，杨宏毅，王滨，余学佳，连金龙，王海宇，董雪，高山，仁修迪，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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