自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船，包括設(shè)置有升降機(jī)構(gòu)室的船體以及貫穿升降機(jī)構(gòu)室的樁腿，設(shè)置于船體上的摩擦絞車(chē)、導(dǎo)向滑輪和鋼絲繩；樁腿上設(shè)有樁腿頂部定滑輪組和樁腿下部定滑輪組，升降機(jī)構(gòu)室上裝有升平臺(tái)，升平臺(tái)上設(shè)有平臺(tái)下定滑輪組和平臺(tái)上定滑輪組；鋼絲繩的一端固定在升降機(jī)構(gòu)室的頂部，另一端依次繞制在樁腿頂部定滑輪組、平臺(tái)上定滑輪組導(dǎo)向滑輪和摩擦絞車(chē)，并通過(guò)另一組導(dǎo)向滑輪繞制于平臺(tái)下定滑輪組、樁腿下部定滑輪組上，該末端固定于升降機(jī)構(gòu)室上；鋼絲繩與各滑輪組、摩擦絞車(chē)形成閉合的循環(huán)系統(tǒng)。本實(shí)用新型具有體積小、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)連續(xù)、升降速度較快、便于維護(hù)與保養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)，適用于淺水區(qū)的風(fēng)電安裝，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及海工平臺(tái)和大型船舶，尤其是一種自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)機(jī)安裝船，又稱(chēng)為海上風(fēng)電場(chǎng)工程船、風(fēng)車(chē)安裝船，是集運(yùn)輸、起重、升降和航行功能于一身的專(zhuān)用海上風(fēng)機(jī)安裝工程船。超大型自升式風(fēng)電安裝船屬于第二代海上風(fēng)機(jī)安裝工程船。
[0003]現(xiàn)有自升式安裝船樁腿的設(shè)計(jì)主要有兩種:殼體式和桁架式。殼體式優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，強(qiáng)度主要通過(guò)采用超高超厚強(qiáng)度板來(lái)實(shí)現(xiàn)，相對(duì)桁架式結(jié)構(gòu)占船體面積小，但其受風(fēng)浪作用面積大；桁架式樁腿受風(fēng)浪作用面積小，可提高船體穩(wěn)定性，減少平臺(tái)重量、提高船體的有效載荷，但建造工藝復(fù)雜，造價(jià)較高。
[0004]樁腿或平臺(tái)的抬升方式主要有齒輪齒條式和液壓插銷(xiāo)式。例如200920101091.2公開(kāi)了一種具有齒輪齒條式升降系統(tǒng)風(fēng)電安裝船，它是在樁腿上燒焊齒條，在平臺(tái)或船體上固定安裝與樁腿對(duì)應(yīng)的齒輪組，齒輪與齒條嚙合，通過(guò)電機(jī)或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)齒輪正反向運(yùn)動(dòng)，使樁腿相對(duì)船體或平臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)。
[0005]但是上述系統(tǒng)具有運(yùn)動(dòng)不連續(xù)，對(duì)船體或平臺(tái)有沖擊，需單獨(dú)泵站提供油源，海上維護(hù)任務(wù)較重等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型要提供一種自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船，以解決上述問(wèn)題。
[0007]技術(shù)方案:一種自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船，包括設(shè)置有升降機(jī)構(gòu)室的船體以及貫穿升降機(jī)構(gòu)室的樁腿，設(shè)置于船體上的摩擦絞車(chē)、導(dǎo)向滑輪和鋼絲繩；所述樁腿上設(shè)有樁腿頂部定滑輪組和樁腿下部定滑輪組，所述升降機(jī)構(gòu)室上裝有升平臺(tái)，所述升平臺(tái)上設(shè)有平臺(tái)下定滑輪組和平臺(tái)上定滑輪組；鋼絲繩的一端固定在升降機(jī)構(gòu)室的頂部，另一端依次繞制在樁腿頂部定滑輪組、平臺(tái)上定滑輪組導(dǎo)向滑輪和摩擦絞車(chē)，并通過(guò)另一組導(dǎo)向滑輪繞制于平臺(tái)下定滑輪組、樁腿下部定滑輪組上，該末端固定于升降機(jī)構(gòu)室上；鋼絲繩與各滑輪組、摩擦絞車(chē)形成一個(gè)閉合的循環(huán)系統(tǒng)。
[0008]各滑輪組上對(duì)應(yīng)設(shè)置擋繩和注油點(diǎn)，以保證轉(zhuǎn)動(dòng)靈活正常。所述樁腿的底部設(shè)有樁靴，樁靴的頂面和底面設(shè)有若干個(gè)噴嘴，便于樁腿的抬升，減小阻力。
[0009]升式海上風(fēng)機(jī)安裝船還包括測(cè)量裝置，用于實(shí)時(shí)測(cè)量鋼絲繩的張力、行程和速度，所述測(cè)量裝置與中央控制室通信連接。所述摩擦絞車(chē)設(shè)有棘輪棘爪制動(dòng)裝置和張緊裝置。
[0010]自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船總長(zhǎng)為89.6米，型寬為36米，型深為5米，樁腿為4根。
[0011]安裝船還包括冷卻水提升塔裝置，在平臺(tái)升出水面后，通過(guò)所述提升塔裝置將冷卻水抽入系統(tǒng)，冷卻機(jī)械設(shè)備；壓載艙，所述壓載艙設(shè)有雙控止回艙底閥；在平臺(tái)升起時(shí)，打開(kāi)雙控止回艙底閥，將壓載艙的壓載水排出。在所述船體的甲板作業(yè)上設(shè)置配合主吊施工作業(yè)的履帶吊行走通道。安裝船還包括發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組的冷卻風(fēng)扇為分體外置方式。[0012]有益效果:本實(shí)用新型具有體積小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)連續(xù)、升降速度較快、沖擊動(dòng)力，而且便于維護(hù)與保養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型的摩擦式絞車(chē)和樁腿的配合關(guān)系示意圖。
[0015]圖3是鋼絲繩的走向示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]結(jié)合圖1至圖3描述本實(shí)用新型的自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船。本實(shí)用新型為鋼質(zhì)非自航自升式風(fēng)電安裝平臺(tái)，具有改裝成短距離調(diào)遣航行的條件，設(shè)計(jì)中預(yù)留有發(fā)電機(jī)組和推進(jìn)裝置的安裝空間，主要用于黃海離岸淺水區(qū)的風(fēng)電安裝。
[0017]本實(shí)用新型自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船主要包括設(shè)置有升降機(jī)構(gòu)室的船體I以及貫穿升降機(jī)構(gòu)室的樁腿2，設(shè)置于船體上的摩擦絞車(chē)3、導(dǎo)向滑輪9和鋼絲繩10 ;樁腿2上設(shè)有樁腿頂部定滑輪組4和樁腿下部定滑輪組7，用于實(shí)時(shí)測(cè)量鋼絲繩的張力、行程和速度的測(cè)量裝置，測(cè)量裝置與中央控制室通信連接，樁腿的底部設(shè)有樁靴，樁靴的頂面和底面設(shè)有若干個(gè)噴嘴。升降機(jī)構(gòu)室上裝有升平臺(tái)，升平臺(tái)上設(shè)有平臺(tái)下定滑輪組5和平臺(tái)上定滑輪組6 ;鋼絲繩的一端固定在升降機(jī)構(gòu)室的頂部，另一端依次繞制在樁腿頂部定滑輪組4、平臺(tái)上定滑輪組6導(dǎo)向滑輪和摩擦絞車(chē)，并通過(guò)另一組導(dǎo)向滑輪8繞制于平臺(tái)下定滑輪組5、樁腿下部定滑輪組7上，該末端固定于升降機(jī)構(gòu)室上；鋼絲繩與各滑輪組、摩擦絞車(chē)形成一個(gè)閉合的循環(huán)系統(tǒng)，操作方便，摩擦絞車(chē)設(shè)有棘輪棘爪制動(dòng)裝置14和張緊裝置13，各滑輪組上對(duì)應(yīng)設(shè)置擋繩11和注油點(diǎn)12，樁腿下部定滑輪組采用滑動(dòng)軸承，其余滑輪組采用滾動(dòng)軸承，以保證其轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。本實(shí)用新型設(shè)置4根帶樁靴的樁腿。樁腿截面方形2.8X2.Sm，樁靴為長(zhǎng)方形8.7X6.9m,高度1.3m。從樁靴底面至樁頂總長(zhǎng)度42m。樁腿鋼材采用H36高強(qiáng)度船用結(jié)構(gòu)鋼。樁靴底面和頂面設(shè)置若干個(gè)噴嘴(上下各兩圈)，供拔樁時(shí)噴沖用。每根樁上設(shè)升平臺(tái)滑輪組和升樁滑輪組各一組，每組16個(gè)Φ 1400mm滑輪。
[0018]上述升降機(jī)構(gòu)的工作原理是:樁腿頂部前后各設(shè)8個(gè)升平臺(tái)滑輪(Φ 1400mm)，共16個(gè)滑輪，在樁腿前后各設(shè)7個(gè)升平臺(tái)滑輪(Φ 1400mm)，共14個(gè)滑輪，它們組成升平臺(tái)滑輪組。鋼索(Φ70_)從升降機(jī)構(gòu)室頂面開(kāi)始穿繞升平臺(tái)滑輪組(倍率為30)，然后經(jīng)導(dǎo)向滑輪(Φ1120πιπι)到達(dá)摩擦式絞車(chē)滾筒，在絞車(chē)的兩個(gè)滾筒上盤(pán)繞9圈后引向升樁滑輪組，該滑輪組與升平臺(tái)滑輪組的組成相同，分別設(shè)在樁腿下部和升降機(jī)構(gòu)室頂?shù)南旅妫撍鞅堵室酁?0，末端固定在升降機(jī)構(gòu)室頂?shù)南旅妗Ｉ典撍餍纬砷]式循環(huán)。升平臺(tái)時(shí)摩擦式絞車(chē)滾筒卷繞鋼索使平臺(tái)向上舉升，降平臺(tái)時(shí)反向動(dòng)作，使平臺(tái)下降，升樁和下樁與此類(lèi)似。
[0019]此外，在絞車(chē)的進(jìn)、出索上裝設(shè)張緊裝置，使松弛鋼絲繩保持一定的張力。除液力推桿制動(dòng)器外還設(shè)有棘輪棘爪制動(dòng)裝置，制動(dòng)安全系數(shù)不低于2，以確保安全。當(dāng)主電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，可以用付電機(jī)通過(guò)一套應(yīng)急機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)絞車(chē)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，以保證升降動(dòng)作。鋼絲繩的直徑Φ 70mm，長(zhǎng)度1200m /根規(guī)格:70ZAA6 X 36SW+1WR，鋼芯鍍鋅，鋼絲繩公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度1870MPa，鋼絲繩最小破斷力3260KN(332.3t)，額定拉力800KN時(shí)安全系數(shù)大于4。升平臺(tái)和升樁鋼絲繩倍率均為30，滑輪底徑Φ 1400mm(d /D = 20)，外徑Φ 1580mm，采用滑輪專(zhuān)用新型滾子軸承和嚴(yán)密密封。導(dǎo)向滑輪的滑輪底徑Φ1120πιπι((1 /D= 16)，外徑Φ 1300mm，
采用滑輪專(zhuān)用新型滾子軸承和嚴(yán)密密封。
[0020]升降機(jī)構(gòu)由設(shè)在中央控制室內(nèi)的操縱臺(tái)集中控制，每樁還設(shè)有樁邊控制臺(tái)。集中控制臺(tái)和樁邊控制臺(tái)主要包括:每個(gè)樁腿起升、停止、下降按鈕及相應(yīng)指示燈功率指示表、水平儀、樁腿負(fù)荷顯示、樁腿行程顯示、應(yīng)急停止按鈕。摩擦式電動(dòng)絞車(chē)采用交流變頻控制，輕載時(shí)可以加速。
[0021]升降機(jī)構(gòu)室升平臺(tái)和升樁滑輪組、導(dǎo)向滑輪以及導(dǎo)向塊均裝于其上。導(dǎo)向塊厚度40mm,寬度140mm，采用HARD0X500耐磨鋼板。樁腿安全插銷(xiāo)在上甲板樁腿左右兩側(cè)各設(shè)置一排插孔，節(jié)距1600mm，在升平臺(tái)完成后和拖航狀態(tài)時(shí)用液壓油缸將插銷(xiāo)插入，以保證安全。
[0022]本實(shí)用新型自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船的主要參數(shù)為:總長(zhǎng)89.6m ;型寬36.0m ;型深
5.0m ;樁腿數(shù)4 ;樁腿型式方形，2.8X2.8m ;樁腿長(zhǎng)(包括樁靴)42.0Om ;樁腿橫向中心距28.80m ;樁腿縱向中心距52.20m ;作業(yè)水深(包括潮差)12.0Om ;樁腿設(shè)計(jì)插入土層最大深度5.0Om ;輕載拖航吃水?2.1Om ;設(shè)計(jì)拖航吃水?2.30m ;輕載拖航排水量?5644t ;設(shè)計(jì)吃水排水量?6235t ;自持力15天；床位40P。
[0023]除上述技術(shù)特點(diǎn)外，本實(shí)用新型其他的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)為:由3道縱艙壁、7道橫艙壁和若干道小艙壁將主體內(nèi)分隔為若干個(gè)空間，其中:舷側(cè)縱壁與舷側(cè)之間設(shè)有海水存儲(chǔ)艙、海水沉淀艙、壓載水艙、空艙、樁腿開(kāi)口加強(qiáng)區(qū)、絞車(chē)艙；舷側(cè)縱壁與中縱壁之間設(shè)有機(jī)艙、泵艙、配電板間、生活污水艙、生活污水處理艙、壓載水艙、燃油艙、淡水艙和空艙等。上甲板艉部設(shè)有250tX30m電動(dòng)回轉(zhuǎn)起重機(jī)I臺(tái)，中部為風(fēng)機(jī)吊裝作業(yè)區(qū)。風(fēng)機(jī)安裝船的主桁結(jié)構(gòu)是連接樁腿圍井，傳遞載荷的強(qiáng)力結(jié)構(gòu)?？v向主桁由舷側(cè)板、縱艙壁及其之間的甲板和底板組成，橫向主桁由連接樁腿圍井的橫艙壁及其之間的甲板和底板組成。自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船的甲板、底部、舷側(cè)及縱艙壁采用縱骨架式結(jié)構(gòu)，固樁區(qū)之間的上甲板、底部橫向區(qū)域(FR15?FR30及FR102?FR117)局部采用橫向骨架形式。甲板及底部的縱骨間距為
0.6m，舷側(cè)及縱艙壁的縱骨間距為0.625m。由強(qiáng)橫梁、強(qiáng)肋骨和肋板構(gòu)成的橫向強(qiáng)框架的間距為1.Sm。甲板結(jié)構(gòu)均采用縱骨架形式，圍壁結(jié)構(gòu)均采用垂向骨架形式。甲板室結(jié)構(gòu)采用船用低碳鋼(oy = 235MPa)，主平臺(tái)體和大型吊機(jī)底座結(jié)構(gòu)等采用船用高強(qiáng)度鋼H32 ( σ y=315MPa)，樁腿圍井區(qū)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)及吊臂托架等局部結(jié)構(gòu)適當(dāng)采用高強(qiáng)度鋼H36(0y =355MPa)。結(jié)構(gòu)用鋼材的化學(xué)成分和力學(xué)性能應(yīng)符合CCS《材料與焊接規(guī)范》的規(guī)定。
[0024]平臺(tái)采用冷卻水提升塔裝置，在平臺(tái)升出水面后，通過(guò)提升塔裝置，將冷卻水抽入系統(tǒng)，對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行冷卻，改變了傳統(tǒng)冷卻水艙的設(shè)置，有效減輕了船體起升時(shí)的總重。壓載艙采用雙控止回艙底閥，在平臺(tái)升起時(shí)，可以通過(guò)打開(kāi)雙控止回艙底閥，將壓載艙的壓載水，通過(guò)重力迅速排出，短時(shí)間內(nèi)減輕船體總重。甲板作業(yè)區(qū)域設(shè)計(jì)履帶吊行走通道，改變傳統(tǒng)的固定輔助吊機(jī)作業(yè)模式，采用履帶吊配合主吊施工作業(yè)，增強(qiáng)了操作的靈活性。發(fā)電機(jī)組采用冷卻風(fēng)扇分體外置方式，將發(fā)電機(jī)組冷卻風(fēng)扇置于外界開(kāi)敞空間，增加了冷卻效果，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)置。
[0025]本實(shí)用新型的工作過(guò)程是:拖航前往風(fēng)電場(chǎng)時(shí)可攜帶一套3麗的風(fēng)機(jī)設(shè)備，包括塔柱(分三段)、機(jī)艙、輪轂和葉片，總重約500t。到達(dá)預(yù)定地點(diǎn)后本平臺(tái)下樁定位或拋錨定位，樁腿經(jīng)過(guò)預(yù)壓后，將平臺(tái)升離水面至安全高度。用DC250tX30m電動(dòng)回轉(zhuǎn)起重機(jī)的主鉤分別起吊塔柱的下、中、上段到固定基座上逐段安裝固定，然后起吊機(jī)艙至塔柱頂上安裝固定，再將帶葉片的輪轂吊起與機(jī)艙相接。起吊作業(yè)在履帶吊的輔助下完成。待第一套風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝完成后，第二套由駁船運(yùn)到，通過(guò)DC250t X 30m電動(dòng)回轉(zhuǎn)起重機(jī)將風(fēng)機(jī)設(shè)備吊放到本平臺(tái)上，按第一套的布置位置放好，然后重復(fù)第一套的安裝順序進(jìn)行吊裝。
【權(quán)利要求】
1.一種自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船，包括設(shè)置有升降機(jī)構(gòu)室的船體(I)以及貫穿升降機(jī)構(gòu)室的樁腿(2)，其特征在于，還包括設(shè)置于船體上的摩擦絞車(chē)(3)、導(dǎo)向滑輪(9)和鋼絲繩(10);所述樁腿上設(shè)有樁腿頂部定滑輪組(4)和樁腿下部定滑輪組(7)，所述升降機(jī)構(gòu)室上裝有升平臺(tái)，所述升平臺(tái)上設(shè)有平臺(tái)下定滑輪組(5)和平臺(tái)上定滑輪組(6);鋼絲繩的一端固定在升降機(jī)構(gòu)室的頂部，另一端依次繞制在樁腿頂部定滑輪組(4)、平臺(tái)上定滑輪組(6)導(dǎo)向滑輪和摩擦絞車(chē)，并通過(guò)另一組導(dǎo)向滑輪繞制于平臺(tái)下定滑輪組(5)、樁腿下部定滑輪組(7)上，末端固定于升降機(jī)構(gòu)室上；鋼絲繩與各滑輪組、摩擦絞車(chē)形成一個(gè)閉合的循環(huán)系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船，其特征在于，各滑輪組上對(duì)應(yīng)設(shè)置擋繩(11)和注油點(diǎn)(12)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船，其特征在于，所述樁腿的底部設(shè)有樁靴，樁靴的頂面和底面設(shè)有若干個(gè)噴嘴。
4.如權(quán)利要求3所述的自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船，其特征在于，還包括測(cè)量裝置，用于實(shí)時(shí)測(cè)量鋼絲繩的張力、行程和速度，所述測(cè)量裝置與中央控制室通信連接。
5.如權(quán)利要求1所述的自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船，其特征在于，所述摩擦絞車(chē)設(shè)有棘輪棘爪制動(dòng)裝置(14)和張緊裝置(13)。
6.如權(quán)利要求1所述的自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船，其特征在于，還包括冷卻水提升塔裝置，在平臺(tái)升出水面后，通過(guò)所述提升塔裝置將冷卻水抽入系統(tǒng)，冷卻機(jī)械設(shè)備。
7.如權(quán)利要求1所述的自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船，其特征在于，還包括壓載艙，所述壓載艙設(shè)有雙控止回艙底閥；在平臺(tái)升起時(shí)，打開(kāi)雙控止回艙底閥，將壓載艙的壓載水排出。
8.如權(quán)利要求1所述的自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船，其特征在于，在所述船體的甲板作業(yè)上設(shè)置配合主吊施工作業(yè)的履帶吊行走通道。
9.如權(quán)利要求1所述的自升式海上風(fēng)機(jī)安裝船，其特征在于，還包括發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組的冷卻風(fēng)扇為分體外置方式。
【文檔編號(hào)】B63B35/00GK203753364SQ201320635955
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】孟成君, 孟勛, 何建軍, 張樂(lè)山, 張華 , 劉國(guó)慶, 趙亮亮, 許春花, 黃靜, 唐傳家, 吳尚, 衛(wèi)軍 申請(qǐng)人:江蘇韓通船舶重工有限公司