[发明专利]一种海上三筒基础式风电整机安装船及其一步式施工方法

说明书

本发明属于海洋船舶技术领域，公开了一种海上三筒基础式风电整机安装船及其一步式施工方法，包括船体、塔架、起重设备、锁固抱紧装置、微调扶正装置、防撞装置、抛锚定位装置、控制驾驶室；船体实现对三个筒型基础的三向约束并传递浮力，塔架和起重设备提供下沉和调平中的吊装作业，锁固抱紧装置将三筒基础和风机塔筒与船体连接并传递浮力作用，防撞装置对船体进行防护，微调扶正装置负责调平以保证结构稳定性，抛锚定位装置对船体定位，控制驾驶室兼具驾驶和综合调控。本发明可实现一步式安装、拖航、定位、调平、沉放等功能，提高装机效率、降低安装成本、受海况影响小；缩短了分体式安装的较长工期，降低施工难度，简化施工过程。

技术领域

本发明属于海洋船舶技术领域，具体的说，是涉及一种海上三筒基础式风电整机的运输和安装设备，实现了海上三筒式风电整机在码头进行整体拼装、并网调试和海上运输、定点平衡、下沉安装的一体化施工作业方法。

背景技术

风能是因空气流动而提供给人类的一种可利用能量，其本身具有分布广泛、总量巨大等特点，并迅速成为各国能源发展的新方向。利用风能发电是风能开发的主要途径，风电场按布置位置可分为陆上风电与海上风电两类，从技术层面上讲，海上风电的建造难度要比陆上风电场困难的多，海上风机不仅要承受巨大的风荷载，还要承受波浪、海流等复杂的环境荷载。而在海上风机的三个主要部分即机头、塔架、基础中，基础是海上风电的重中之重。目前较为普通的基础主要由单桩基础、三脚架基础、导管架基础、重力式基础以及筒型基础等，其中筒型基础具有节省成本、承载力强等特点，因此被广泛使用。

而伴随着风机单机容量的不断增大、海床地质条件的不断多样化及开发区域不断向深水化发展，单个的筒形基础难以经济高效的满足工程需要，一些多筒基础就应运而生，例如：三筒式筒形基础、四筒式筒形基础等，其中三筒式筒型基础根据上部结构的不同又分为门架式三筒基础、三角架式三筒基础、导管架式三筒基础等。这些多筒基础在结构稳定性上具有一定优势，但在运输安装过程却与传统结构差异很大。

当前，在海上对于风电机组的安装主要还是采用传统的分体式吊装：利用运输船将风机机组各部件运输至基础附近，使用海上浮吊或船上吊架对组件进行吊装，之后进行整机测试、并网。但海上作业受天气、海况影响严重，多筒基础往往结构复杂，各持力结构难易紧密配合，导致安装作业费时、费力且成本较高，而且也无法保证安全。若采用整体式安装，现有的安装船又无法满足多筒结构的需要。

发明内容

本发明要解决的是多筒基础风电整机运输和安装/拆除的技术问题，提供了一种海上三筒基础式风电整机安装船及其一步式施工方法，充分利用多筒基础的浮力，可实现一步式安装、拖航、定位、调平、沉放等功能，能够明显提高装机效率、降低安装成本、受海况影响小；克服了传统分体式安装工期长、工作复杂、难度大的缺点，实现了快速、经济、便捷的海上风电机组一体化施工过程。

本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种海上三筒基础式风电整机安装船，包括船体，所述船体配备设置有塔架、起重设备、锁固抱紧装置、微调扶正装置、防撞装置、抛锚定位装置、控制驾驶室；

所述船体开设有三角缺口和长条缺口；所述三角缺口以船体中心作为形心，用于将三筒基础的三个筒形结构嵌装于其中；所述三角缺口设有三个双层卡固槽，每个所述双层卡固槽均包括下层凹槽和上层凹槽，下层凹槽的直径略大于筒形结构的直径，上层凹槽的直径小于筒形结构的直径，以使三个筒形结构可以分别落入三个所述双层卡固槽的下层凹槽内并由下层凹槽和上层凹槽之间的台肩限位；所述长条缺口沿所述船体的纵向由所述船体尾部延伸至与三角缺口连通，所述长条缺口的宽度大于风机塔筒的直径，用于将风机塔筒由所述长条缺口移进或移出所述船体；

所述塔架是由两根竖向塔架梁和一根横向塔架梁连接而成的门字形结构，两根所述竖向塔架梁分别设立于所述三角缺口的两侧，所述横向塔架梁与所述船体的船尾平行设置且在装机完成后紧邻于风机塔筒；