海上风力发电机组承载装置 【技术领域】
本发明涉及建筑技术领域， 更具体地说， 涉及一种海上风力发电机组承载装置。背景技术 众所周知， 海上风力资源丰富， 比陆地风力发电量大， 经研究发现， 离岸 10 公里的 海上风速要比沿岸陆上高约 25％。不仅如此， 海上风力发电可靠性较高， 因为其受噪音、 电 磁波干扰等外界环境的影响较小 ； 并且， 由于海上的风速随着高度变化而变化的幅度较小， 致使不需要为风力发电机组提供很高的支撑塔架， 其成本较低 ； 再且， 由于海上湍流强度 低， 海平面摩擦力较小， 作用在风力发电机组上的疲劳负载荷减少， 还延长了风力发电机组 的使用寿命。
正是由于海上风力发电存在有上述的优点， 海上风力发电技术成为了当前电力系 统的研究重点。然而， 利用海上风力发电， 就需要将风力发电机组设置在海上， 需要有单独 的设施对其进行支撑， 现有技术中， 海上风力发电机组的承载设施的建造一般都沿用传统 的海上施工工艺， 即选择用于桥梁等单体建筑的桩基础结构或桩基础承台结构。 因此， 务必 会存在施工成本过高工期过长的问题。
另外， 上述的施工工艺， 还需要大量使用大吨位施工船， 这样， 还会对海洋造成污 染， 破坏海洋生态环境。
发明内容
有鉴于此， 本发明提供一种海上风力发电机组承载装置， 以解决现有的海上风力 发电机组承载设施因采用桩基础结构或桩基础承台结构所造成的施工成本高、 工期长的问 题。
为解决上述问题， 现提出的技术方案如下 ：
一种海上风力发电机组承载装置， 包括 ：
沉箱 ；
安装在所述沉箱上、 用于安装发电机组的塔筒 ； 和
位于所述沉箱下方、 起支撑所述沉箱作用的管桩。
优选地， 所述沉箱内还装配有配重。
优选地， 所述管桩一端还设置有螺套， 通过螺套与所述沉箱相接触。
优选地， 所述管桩的数量为 9。
优选地， 所述沉箱包括 ：
承台， 该承台上开设有出入口， 内部设置有爬梯 ；
位于所述承台上方、 与该承台浇筑为一体， 用于安装所述塔筒的基础环 ； 和
设置在所述承台外壁、 与该承台一体成型的斜柱。
优选地， 所述斜柱的数量为 4， 相邻两根之间的夹角为 90°， 位于所述承台四周。
优选地， 所述出入口的数量为 4。优选地， 所述斜柱的制作材料为钢筋混凝土。
从上述的技术方案可以看出， 本发明公开的海上风力发电机组承载装置， 其组成 部分沉箱、 塔筒和管桩均可以在陆地上制作， 再运送到海上安装， 不需要进行桩基础结构或 桩基础承台结构的建造， 解决了现有的海上风力发电机组承载设施因采用桩基础结构或桩 基础承台结构所造成的施工成本高、 工期长的问题。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。
图 1 为本发明实施例公开的一种海上风力发电机组承载装置结构示意图 ；
图 2 为本发明实施例公开的管桩的结构示意图 ；
图 3(a) 为本发明实施例公开的沉箱的结构示意图 ；
图 3(b) 为本发明实施例公开的沉箱的俯视图 ；
图 4(a) 为本发明实施例公开的管桩安装示意图 ； 图 4(b) 为本发明实施例公开的管桩高度调整示意图 ； 图 4(c) 为本发明实施例公开的沉箱的安装示意图 ； 图 4(d) 为本发明实施例公开的塔筒的安装示意图 ； 图 4(e) 为本发明实施例公开的发电机组的安装示意图。具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种海上风力发电机组承载装置， 以解决现有的海上风力发 电机组承载设施因采用桩基础结构或桩基础承台结构所造成的施工成本高、 工期长的问 题。
如图 1 所示， 所述海上风力发电机组承载装置包括 ： 塔筒 1、 沉箱 2 和管桩 3， 其中 ：
塔筒 1 安装在沉箱 2 上方， 用于装配发电机组 7 ；
管桩 3 位于沉箱 2 下方， 用于支撑沉箱 2。
具体的， 结合图 2 对管桩 3 进行说明， 图 2 为一根管桩的结构示意图。管桩 3 可以 为钢制管桩， 一端设置与螺套 5 的内螺纹相适配的螺纹， 并通过螺纹连接在螺套 5 上， 沉箱 2 放置于螺套 5 上方， 此时， 带有螺套的管桩起到支撑沉箱 2 的作用。
具体， 该海上风力发电机组承载装置可以包括九根管桩， 九根管桩均通过螺套对 沉箱进行支撑。 这样， 当任意一根管桩 3 打入海床后， 都可以通过转动螺套 5， 使该螺套上下 移动， 最终使全部螺套的顶面在同一水平面内， 确保全部管桩的均匀受力， 并满足了沉箱 2 底面与水平面的平行度要求。并且， 通过螺套 5 的上下移动调整了带有螺套的管桩的高度。同样如图 2 所示， 本实施例公开的管桩与现有的管桩的区别还在于， 现有的管桩 在沉桩时打桩锤的锤击面是管桩的顶面， 而本实施例公开的管桩锤击面 8 具体设置在该管 桩端头螺纹段的下部， 如此一来， 在打桩的过程中就可以既保护端头螺纹， 又保证螺套顶面 完整无损。
以下通过另一个实施例着重说明上述实施例公开的沉箱， 沉箱是一个有底无顶的 箱形结构， 又称为沉箱工作室。如图 3(a) 和图 3(b)， 包括 ： 承台 9、 斜柱 11 和基础环 12， 其 中：
承台 9 上开设有出入口 10， 内部设置有爬梯 13。
斜柱 11 位于承台 9 外围、 与该承台一体成型 ；
基础环 12 用于安装塔筒， 可以为钢制材料， 位于承台 9 上方、 与该承台浇筑为一 体。
工作人员通过出入口 10 进入沉箱， 再通过攀爬爬梯 13 进入该沉箱的内部， 具体 的， 本实施例公开的沉箱可以设置四个出入口， 更便于工作人员的进出。 为了增强沉箱的承 载能力， 承台 9 的外壁上设置四根斜柱， 相邻两根之间的夹角为 90°， 均采用钢筋混凝土制 作而成， 并与承台 9 浇筑为一体。
并且， 如图 1 所示， 上述实施例公开的沉箱内还可以装有配重 6， 通过移动配重 6 的 位置可以改变沉箱 2 的重心位置， 以实现对管桩 3 的不均匀沉降的校正， 从而有效地将发电 机组 7 和塔筒 1 对水平面的位置精度控制在设计要求的范围内。
以下， 结合图 4(a)(b)(c)(d)(e)， 说明本发明实施例公开的海上风力发电机组承 载装置的安装过程， 在图中， 虚线均表示海面， 实线均表示海床。
如图 4(a) 所示， 首先用施工船 101 将定位桩 102 打入海床， 再以定位桩 102 为定 位基准， 通过打桩锤 103 和送桩杆 104 分别将各个带有螺套 5 的管桩 3 一次性打入海床。
如图 4(b) 所示， 待管桩 3 全部打入海床后， 需要调整各个管桩的水平高度。具体 的， 本发明实施例公开的螺套端头设置有插口， 将调整扳杆 107 插在螺套 5 的插口上， 再通 过手柄 106 转动调整扳杆 107， 使螺套 5 上下移动， 调整管桩 3 的高度。由于定位桩 102 上 安装有水准仪 105， 调整扳杆 107 上刻有高度线。水准仪 105 可以实时获取调整板杆 107 上 的刻度， 根据获取的刻度值控制手柄 106 的操作， 使全部螺套 5 的顶面调整在同一个水平面 上。
以上工作完成后， 如图 4(c) 所示， 用运输船 201 将在船坞中预制完成的沉箱 2 拖 运至全部管桩 3 的上方。再利用定位桩 102 对沉箱 3 进行精确定位， 并将其停放在海面上 ； 然后利用皮带输送机 108 将配重 6 装入沉箱 2 内， 在配重的作用下， 可以使沉箱 2 沉降在螺 套 5 上。
沉箱 2 就位后， 如图 4(d) 所示， 使用运输船 201 将塔筒 1 运送到位， 再通过施工船 101 将塔筒 1 吊装在沉箱 2 的基础环 12 上并用安装螺栓联接固定。
最后， 如图 4(e) 所示， 通过施工船 101 将发电机组 7 吊装在塔筒 1 上当发电机组 7 安装完毕后， 还要对沉箱进行沉降观测， 如果管桩发生不均匀下沉时， 可移动配重 6 的位 置， 实现对沉箱的水平度的校正。
综上内容所述， 在本发明实施例公开的海上风力发电机组承载装置的安装过程 中， 只采用了施工船和运输船， 输送该承载装置的各个部件， 不需要采用大量的大吨位施工船进行海上施工作业， 减少了对海洋造成的污染。
对所公开的实施例的上述说明， 使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的， 本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。 因此， 本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。