半潛式深海風電安裝平臺及其風力發電機組整體安裝方法技術

本發明專利技術公開了一種半潛式深海風電安裝平臺及其風力發電機組整體安裝方法；半潛式風電安裝平臺包括浮筒、橫撐、風機運輸甲板、立柱、上甲板包；浮筒為兩個，對稱地分布在平臺主體行進方向的左右兩側；上甲板包，呈U形設置，封閉端位于平臺主體行進方向的前端，而U形上甲板包則通過立柱支撐在浮筒上方；風機運輸甲板，為桁架式結構，位于U形上甲板包的下方，并與U形上甲板包的內部缺口部分正對；風機運輸甲板的底層分別與固定，且風機運輸甲板的側面與立柱固定；風機運輸甲板上配備固定風機的底座工裝；由此可知，本發明專利技術能夠實現風力發電機的塔架、機艙和葉片作為一個整體進行吊裝作業，以縮短工程建設周期，提高安裝效率。

【技術實現步驟摘要】
半潛式深海風電安裝平臺及其風力發電機組整體安裝方法
本專利技術屬于深海海洋平臺結構設計領域，具體涉及一種深海半潛式風電運輸安裝一體化平臺及其風力發電機安裝方法。
技術介紹
風力發電是世界上發展最快的綠色能源技術。海上風電是風電技術的前沿，也是國際風電產業發展的重點領域。整體而言，海上風電仍處于發展初期，目前主流的風機機組形式，按照基礎形式來分主要分為以下幾大類：重力式基礎、單樁式基礎、三腳架式基礎、導管架式基礎、多樁式基礎、筒形基礎和漂浮式基礎等。近年來海上風電的利用一般集中在近海海域，隨著近海資源的開發，近海水域的地域和環境限制，海上風電勢必會往深海發展。而淺海應用較多的樁基式等風力機基礎無法滿足深海開發的要求，且海上風機由于成本而大型化的趨勢，漂浮式基礎更能適應。由固定式基礎發展為漂浮式基礎也成為發展趨勢之一。海上風電機組安裝相對于陸上風電機組安裝有較高的技術難度，是海上風電場建設的關鍵技術之一。完成吊裝需要一個海上安裝作業平臺。主要有：大型起重船、自升式(非自航)平臺、帶定位樁腿的自航船、自航自升式安裝船。根據目前風電安裝主要船型相比較，如表1所示，為解決將來海上風機大型化向深海挺進的趨勢，半潛式風電安裝船具有耐波性好、作業水深深、適合風機整體運輸安裝等特點，在未來深海風電安裝市場發展趨勢之一。研究表明，全球大部分海域單位面積的風能儲量在2×103(kW.h)/m2，屬于風能資源的富集區。據估算，全球海深60-900m區域風電機組裝機容量約為17.4×108kW，因此深海風力發電潛力巨大。由于深海氣候惡劣，有效作業時間短，所以機組安裝是整個海上風電場建設過程中施工難度最高和風險最大的環節，直接決定了整個項目的成敗。機組安裝技術包括安裝平臺和安裝方式兩個部分。目前大部分海上風電機組的運輸、吊裝、維修主要依托于現有的船舶平臺進行。如傳統起重船(自航非自升)、起重安裝平臺(自升非自航)和自航自升起重船3種類型?，F有的安裝技術勢必不能滿足新的環境要求。半潛式風電安裝船具有耐波性好、作業水深深、適合風機整體運輸安裝等特點，漂浮式基礎、整體安裝及深海安裝平臺極有可能成為未來海上風力發電的主流技術。表1風電安裝主要船型因此，需要設計滿足漂浮式基礎風車設備整體運輸、安裝一體化的半潛式平臺的深海半潛式風車安裝平臺，以解決深海漂浮式基礎的風車運輸和安裝的問題，解決將來海上風機大型化向深海挺進的趨勢。
技術實現思路
本專利技術的技術目的是提供一種半潛式深海風電安裝平臺，能夠實現風機的塔筒、機艙和葉片作為一個整體進行運輸和吊裝作業，以縮短工程建設周期，提高安裝效率。為實現上述的技術目的，本專利技術將采取如下的技術方案：一種半潛式深海風電安裝平臺，包括平臺主體，所述的平臺主體包括浮筒、橫撐、風機運輸甲板、立柱、上甲板包；其中：所述的浮筒為兩個，分別為浮筒a、浮筒b，對稱地分布在平臺主體行進方向的左右兩側；所述的上甲板包，呈U形設置；U形上甲板包的封閉端位于平臺主體行進方向的前端，而U形上甲板包的兩側壁則分別通過立柱支撐在相應浮筒a、浮筒b的上方；所述的立柱，為2n根，n≥2，沿著平臺主體的行進方向，成對地間隔布置；每對立柱中的其中一根立柱a安裝在浮筒a上，另一根立柱b則安裝在浮筒b上，立柱a、立柱b之間通過橫撐連接；所述的風機運輸甲板，為桁架式結構，位于U形上甲板包的下方，并與U形上甲板包的內部缺口部分正對；風機運輸甲板的底層分別與浮筒a、浮筒b固定，且風機運輸甲板的側面與立柱固定；風機運輸甲板上配備固定風機的底座工裝。作為本專利技術的進一步改進，所述的立柱為四根，每根立柱的一端與浮筒連接，另一端則與上甲板包連接；各立柱通過風機運輸甲板連接成一體。作為本專利技術的進一步改進，每根立柱在高度上分三層設置，每一層立柱均設置有壓載艙；且立柱具有樓梯通道以及設備區。作為本專利技術的進一步改進，所述的上甲板包由上到下，依次包括主甲板、中間甲板、下甲板以及甲板包底艙。作為本專利技術的進一步改進，所述的甲板包底艙具有功能性液艙；下甲板布置機艙、配電間、錨機間和生活區域；而中間甲板則布置生活區域。作為本專利技術的進一步改進，在平臺主體左弦尾部配裝有起重機，并在平臺主體行進方向的前端設置用于水平擱放起重機吊臂的擱臂架。作為本專利技術的進一步改進，U形上甲板包的封閉端通過上部多層甲板生活區安裝艦橋甲板；在艦橋甲板上配設有艦機停航位置。作為本專利技術的進一步改進，所述的上部多層甲板生活區包括三層甲板，分別為從上到下依次設置的甲板A、甲板B、甲板C。本專利技術的另一技術目的是提供一種基于上述半潛式深海風電安裝平臺的風力發電機安裝方法，包括以下步驟：首先，在風機碼頭組裝好風力發電機機組的整體機構，然后，采用半潛式深海風電安裝平臺將風力發電機基座從風機碼頭運輸到深海目標位置后吊裝，最后，再次采用半潛式深海風電安裝平臺將組裝好的風力發電機機組從風機碼頭運輸到深海目標位置后，吊裝到已安裝好的風力發電機基座上。根據上述的技術方案，相對于現有技術，本專利技術具有如下的有益效果：本專利技術將所述的平臺主體，設計為半潛式結構，即采用兩塊左右對稱設置的流線型浮筒提供浮力，進行整體結構支撐；然后將風機運輸甲板設置為桁架式結構，節約鋼結構重量并減少海浪抨擊；風機運輸甲板位于浮筒中間上方位置，可降低風機運輸的高度和重心，提高平臺運輸時的穩性；運輸甲板作為連接橋連接在兩塊浮筒之間，并與立柱相連，提高平臺的橫向和抗扭強度；另外，將上甲板尾部和中部設置U形大槽口結構，并位于風機運輸甲板上方，即U形甲板的內部缺口部分便于風機的塔筒、機艙和葉片作為一個整體進行安放，同時也便于風機的吊運；實現了深海大型化漂浮式基礎的海上風機運輸安裝任務目標，不需要進行分段運輸、分段組裝，此運輸安裝平臺，充分考慮經濟性，安全性的要求，增強了平臺在目標海域的適用性。附圖說明圖1是本專利技術所述半潛式深海風電安裝平臺的結構示意圖(側視圖)；圖2是圖1的俯視圖；圖3是圖1的主視圖；圖4是本專利技術所述半潛式深海風電安裝平臺的自存工況下整體強度分析圖；圖中：1-推進器；2-浮筒；3-立柱；4-上甲板包；5-升降電梯；6-系固絞車；7-艦橋甲板；8-擱臂架；9-起重機；10-風機運輸甲板；11-上部多層甲板生活區。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本專利技術及其應用或使用的任何限制。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置。表達式和數值不限制本專利技術的范圍。同時，應當明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關系繪制的。對于相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為授權說明書的一部分。在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。為了便于描述，在這里可以使用空間相對術語，如“本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半潛式深海風電安裝平臺，包括平臺主體，其特征在于，所述的平臺主體包括浮筒、橫撐、風機運輸甲板、立柱、上甲板包；其中：所述的浮筒為兩個，分別為浮筒a、浮筒b，對稱地分布在平臺主體行進方向的左右兩側；所述的上甲板包，呈U形設置；U形上甲板包的封閉端位于平臺主體行進方向的前端，而U形上甲板包的兩側壁則分別通過立柱支撐在相應浮筒a、浮筒b的上方；所述的立柱，為2n根，n≥2，沿著平臺主體的行進方向，成對地間隔布置；每對立柱中的其中一根立柱a安裝在浮筒a上，另一根立柱b則安裝在浮筒b上，立柱a、立柱b之間通過橫撐連接；所述的風機運輸甲板，為桁架式結構，位于U形上甲板包的下方，并與U形上甲板包的內部缺口部分正對；風機運輸甲板的底層分別與浮筒a、浮筒b固定，且風機運輸甲板的側面與立柱固定；風機運輸甲板上配備固定風機的底座工裝。

【技術特征摘要】
1.一種半潛式深海風電安裝平臺，包括平臺主體，其特征在于，所述的平臺主體包括浮筒、橫撐、風機運輸甲板、立柱、上甲板包；其中：所述的浮筒為兩個，分別為浮筒a、浮筒b，對稱地分布在平臺主體行進方向的左右兩側；所述的上甲板包，呈U形設置；U形上甲板包的封閉端位于平臺主體行進方向的前端，而U形上甲板包的兩側壁則分別通過立柱支撐在相應浮筒a、浮筒b的上方；所述的立柱，為2n根，n≥2，沿著平臺主體的行進方向，成對地間隔布置；每對立柱中的其中一根立柱a安裝在浮筒a上，另一根立柱b則安裝在浮筒b上，立柱a、立柱b之間通過橫撐連接；所述的風機運輸甲板，為桁架式結構，位于U形上甲板包的下方，并與U形上甲板包的內部缺口部分正對；風機運輸甲板的底層分別與浮筒a、浮筒b固定，且風機運輸甲板的側面與立柱固定；風機運輸甲板上配備固定風機的底座工裝。2.根據權利要求1所述的半潛式深海風電安裝平臺，其特征在于，所述的立柱為四根；每根立柱的一端與浮筒連接，另一端則與上甲板包連接；各立柱通過風機運輸甲板連接成一體。3.根據權利要求2所述的半潛式深海風電安裝平臺，其特征在于，每根立柱在高度上分三層設置，每一層立柱均設置有壓載艙；且立柱具有樓梯通道以及設備區。4.根據權利要求1所述的半潛式深海風電安裝平臺，其特征在于，所述的上甲板包由上到下，依次包括主甲板、中間甲板、下甲板以及甲板包底艙。5.根據權利要求4所述的半潛式深海風電安裝平臺，其特征在于，所述的甲板包底艙具有功能性液艙；下甲板布置機艙、配電間、錨機間和生活區域；而中間甲板則布置生活區域。6.根據權利要求1所述的半潛式深海風電安裝平臺，其特征在于，在上甲板包的左弦尾部配裝有起重機，并在平臺主體行進方向的前端設置用于水平擱放起重機吊臂的擱臂架。7.根據權利要求1所述的半潛式深海風電安裝平臺，其特征在于，U形上甲板包的封閉端通過上部多層甲板生活區安裝艦...

【專利技術屬性】
技術研發人員：于雯，李曙生，
申請(專利權)人：泰州職業技術學院，
類型：發明
國別省市：江蘇,32