[发明专利]一种单桩基础和浮式风机的组合结构体系及双船安装方法

说明书

一种单桩基础和浮式风机的组合结构体系及双船安装方法，属于海洋工程领域，是一种可整体漂浮运输及安装的风机基础结构体系，组合结构体系包含下方的固定式单桩基础和上方的风机浮筒组合体结构，固定式单桩基础是预先打入海床的大直径钢桩。使用时，组合结构体系配合专用双体船进行安装。该海上风电基础结构可实现风机浮筒组合体整体漂浮安装，风机浮筒组合体的组装在码头完成，并且该步骤可以与单桩基础施工同时进行，降低了海上施工安装的难度，节约了在海上进行安装的时间；同时该方法不依赖大型海上安装平台，节约了海上施工设备费用，可以显著降低海上风电安装成本，满足海上风电大规模建设及降本增效的需求，具有较高的推广价值。

技术领域

本发明属于海洋工程领域，涉及海上风电领域，尤其涉及一种单桩基础和浮式风机的组合结构体系及双船安装方法。

背景技术

目前海上风电固定式风机-塔筒、机舱、轮毂和扇叶等构件通常采用模块化安装，即将上部构件分别分批运输到指定地点，再使用自升式安装船依次进行吊装安装，该方式不仅装备昂贵，而且资源不足，特别是对应50米以上水深且淤泥层较厚情况，对安装船的腿长要求更高，国内相应的安装船资源稀缺；此外，海上作业时间较长，相比陆地吊装安装，海上作业环境复杂多变，吊装施工难度大，施工进度和质量难以控制。因此，提出一种可以整体安装的海上风机组合结构体系十分必要，该新型结构体系的浮式风机安装不依赖自升式安装船，且海上作业时间短，综合效能极具优势。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明针对海上风机结构特点，提供一种可整体漂浮运输及安装的浮式风机以及对应的基础结构形式，具体说，就是一种单桩基础和浮式风机(以下简称风机浮筒组合体)的组合结构体系。

本发明采用的技术方案为：

一种单桩基础和浮式风机的组合结构体系，是一种可整体漂浮运输及安装的风机基础结构体系，所述组合结构体系包含下方的固定式单桩基础2和上方的风机浮筒组合体结构1，固定式单桩基础2是预先打入海床的大直径钢桩。使用时，所述组合结构体系配合专用双体船6进行安装。

所述的风机浮筒组合体结构1以塔筒下方的法兰面为分界点，分为上部风机3和下部浮筒4两部分。所述上部风机3包括风机、叶片、塔筒及相关部件等；下部浮筒4包括浮筒、调载泵及设于浮筒内部的隔板、注水管、抽水管等。

所述浮筒4安装在上部风机3的塔筒下方，浮筒顶部与塔筒底部通过法兰5连接，浮筒底部设有与固定式单桩基础2及码头单桩基础10的连接接口。所述浮筒上设有固定孔13与双体船连接固定。

所述浮筒采用分仓设计，其内部设有隔板；浮筒外设有调载泵，浮筒内设有注水、排水管，连通浮筒内舱和调载泵。通过外置调载泵及内置注水排水管对浮筒进行注水、排水，可以控制风机浮筒组合体结构1在水中的上浮、下沉，而通过控制不同舱室的水量，可以控制风机浮筒组合体在水中的倾斜度，实现风机浮筒组合体结构1的调平。

所述的专用双体船6包括两个船体结构，是风机浮筒组合体1运输和安装的专用辅助船，船体结构上可以设置多个支撑框架7，且两个船体结构上的支撑框架7对称设置，每个风机浮筒组合体结构1位于两个对称设置的支撑框架7之间。所述支撑框架7顶部设有连接上部风机3的竖向滑轨8，该滑轨8可伸缩，实现对风机结构塔筒的夹紧和释放，为风机浮筒组合体提供水平及竖向支撑，竖向滑轨8可允许风机浮筒组合体结构1竖向滑动；设于专用双体船6两个船体相对的侧面的连接杆A9，该连接杆A9可通过伸缩插入下部浮筒4上的固定孔13，为风机浮筒组合体提供竖向支撑。

进一步的，所述浮筒与双体船连接固定，具体为：码头组装时，由水下支撑12伸出的连接杆B11固定到浮筒上的固定孔13，实现稳定站立；运输时，双体船6上的连接杆A9插入其中，完全固定，从而使双体船和风机浮筒组合体在运输中成为一体。

一种单桩基础和浮式风机的组合结构体系的双船安装方法，包括以下步骤：

1)单桩基础施工。