[发明专利]用于安装海上风轮机的风轮机安装船以及使用其的方法

说明书

一种用于安装海上风轮机(500)的海上风轮机安装船(1)，其中所述风轮机为要安装在基座(600)上的类型，所述基座在所述风轮机安装在所述基座上之前安装在海床上，其中所述风轮机为这样的类型，其具有：垂直桅杆(501)，通过其下端待被装配到所述基座上；并且具有吊舱，具有支撑在所述桅杆顶部上的毂和叶片，其中所述船包括：船体(1a,1b)，优选为非自升式浮动船体；优选为自推进式浮动船体；从所述船体向上延伸的起重机结构(200)，其中所述起重机结构设有起重装置，其具有一个或多个风轮机悬吊元件(400)和由所述一个或多个悬吊元件支撑并且适于与所述风轮机接合的风轮机接合装置(450)，所述起重装置适于在处于垂直取向的情况下支撑并且以可控制方式使至少所述风轮机的所述桅杆上升和下降，优选地与所述吊舱一起，并且优选地还与装配在所述桅杆的顶部上的所述毂和叶片一起。

技术领域

本发明主要涉及海上风轮机在海上位置的安装。

背景技术

目前，许多海上风轮机放置区设计成允许大量发电。由于效率的原因，风轮机具有日渐增大的容量和尺寸。现在，正在设计5MW涡轮机，并且将来要设想8MW涡轮机。在已知的设计中，5MW涡轮机具有直径为126米的带叶片的毂，并且毂的高度大约在海平面上方90米。所提出的8MW涡轮机具有160米的叶片直径，并且毂在海平面上方120米。

至少在未来的设计中包括桅杆、吊舱和叶片的风轮机的重量会超过1000t。例如根据基座的类型，基座自身可重达几百吨。在US2007/243063中描述了许多基座类型。

已经发现在岸上构建整个风轮机是最成本有效的。具体地说，在岸上完成吊舱、毂和叶片在桅杆上的安装和测试，这比在海上进行这些操作花费要少得多。该方法允许简化海上安装和试车为简洁操作、全部风轮机的安装。在该方法中，基座可以预先安装在海床上，并且将具有吊舱、毂和叶片的桅杆固定在基座上。

到现在为止，已经提出了专用于海上风轮机安装的安装船和方法。

船MV Resolution是这种专用的风轮机安装船。它是具有六条自升支腿的自升式船，该自升支腿用来至少部分将船体提升至水面上方以使船体稳定以便安装风轮机。该船在船尾处配备有安装在主基座上的吊杆起重机，该起重机具有可旋转并且可转舵的吊杆。现有的MV Resolution船具有300t的起重能力，相同设计的新建造的（船）设计有1000t的起重能力。

自升式系统的使用为起重机提供了大体上不会受到海况影响的非常稳定的平台，从而能够有效地完成将桅杆安装到预安装的海床基座。已知的基座包括结构钢构架导管架、单桩、基于重力的基座等。

对于风轮机安装来说自升式船的使用也有缺陷，例如在自升式支腿不能达到的水深中建立风电场。另一个缺陷在于，展开/收回(很长的)自升式支腿减缓了安装过程。

现有技术还披露了非自升式专用风轮机安装船，因此没有自升式支腿并且在风轮机和/或基座的安装过程期间保持处于浮动状况中。示例为在WO2007/091042中所示的Rambiz船，其中起重机结构允许在大体上垂直取向中拾取和运输风轮机。Rambiz由两个并排互连的驳船式船体构成，每个驳船承载有枢轴起重吊杆或起重臂。笨重的撑开器由缆索从起重机上悬吊。桅杆延伸穿过在撑开器中的特大型开口，并且其他承载缆索在撑开器和装配在桅杆下端处的风轮机支撑框架之间延伸。撑开器布置在风轮机重心上方。

WO2007/091042讨论了船在安装到预安装好的基座上期间的浮动状态，在将桅杆安放到基座上时带来了冲击负载问题。这里要注意的是，桅杆相当脆弱，但在纵向方向刚硬，这会在桅杆和基座之间产生出不合需要的撞击。为了避免这个问题，风轮机支撑框架具有带有液压支脚的支腿。相应的临时基座框架安装在基座的顶端上。为了安装风轮机，起重机将支撑框架以及因此风轮机下降。随着使风轮机进一步下降，液压支腿然后接触基座框架并且吸收由于海况导致的垂直运动。支脚在水平面中的一些滑动运动也是允许的，并且布置其他液压缸来将支撑框架推入到适当位置中。