海上风力发电机组承载装置.pdf

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备因采用桩基础结构或桩基础承台结构造成的施工成本高、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：中心桩座1、承台2、塔筒3以及中心桩4，其中：

承台2位于中心桩座1上方、与其处于同一轴线上且具有自调平功能；

中心桩4由上到下依次穿过承台2和中心桩座1的中心孔，用于固定承台2于中心桩座1上；

塔筒3连接在承台2上、位于该承台上方；

承台2包括主体21和与主体21相连的四个端角22，该四个端角22相邻的两个之间存有预设夹角，并且，每个端角上分别安装有内锚锭装置和外锚锭装置。

具体的，风电发电机组5通过安装在塔筒3上安放在承台2上，假设图中虚线表示海平面，承台2潜浮在海水中，受海水的浮力。并且，中心桩座1、和中心桩4起到限制承台2水平方向上的位移的作用。再且，由于承台2的四个端角上均设置有内锚锭装置和外锚锭装置，四个内锚锭装置分别拉进承台2的四个端角，使其保持水平；外锚锭装置能进一步保持承台整体的稳定性，抵抗海流的冲击。

所述内锚锭装置包括：锚杆6和内锚锭7，内锚锭7上设置有锚环，锚杆6的一端连接在所述锚环上，另一端穿过、且放置在承台端角22内的定位孔内。并且，锚杆6的两端为高强度钢管，中间段为钢丝编制、可折弯的锚绳。

所述外锚锭装置包括：外锚锭8和锚绳9，锚绳9的一端连接在外锚锭8上，另一端设置有挂钩，该挂钩连接在承台端角22的挂环上；锚绳9上还安装有拉紧器10，用于拉进锚绳9，并且，还要保证四根锚绳的张力相同，可以保证承台2的四个端角处于同一水平面上。

为了增强中心桩4和中心桩座1连接的稳定性，在中心桩4外围还套接有中心桩夹板11，该中心桩夹板11具体位于中心桩4和中心桩座1的连接处。

如图2所示，连接在承台主体21上的四个端角22，相邻的两个之间的夹角可以为90°，这样，承台2自身受海水的浮力可以平均的分布在四个内锚锭装置上，更有利于承台2水平平衡的保持。

由于本发明实施例公开的承台具有自动调平功能，以下通过一个实施例重点说明其结构。

如图3所示，承台2的端角内设置有调平机构，该调平机构包括：电子水平仪31、主控计算机32、控制开关柜33、电动机36以及通过螺纹连接在锚杆6上的齿轮螺母38，其中：

电子水平仪31、主控计算机32、控制开关柜33依次连接，为了方便安装，将其均放置在安装台上；

电动机36输入端通过驱动电缆与控制开关柜33相连，根据控制开关柜33发送的控制指令动作，并且，电动机36输出端通过驱动装置与齿轮螺母40相连，控制该齿轮螺母的转动方向。

具体的，驱动电缆包括控制电缆33和动力电缆34；驱动装置包括：一端与电动机36输出端相连的传动皮带39；与传动皮带39另一端相连的主动齿轮37以及两端分别与主动齿轮37和齿轮螺母40相啮合的传动齿轮38。

为了便于安装电动机36、主动齿轮37和传动齿轮38，该调平机构还可以包括传动机构支架46，用于安装电动机36、主动齿轮37和传动齿轮38。

该调平机构的工作过程为：

电子水平仪31不断检测承台2的端角的水平角度，并与内部设定的值进行比对。当任意一根内锚锭6发生不同程度沉降或任意一根锚杆7产生不同程度拉伸变形，造成承台2倾斜，且电子水平仪31检测的角度数据超过内部的设定值时，电子水平仪31将检测的角度数据传输给主控计算机32，主控计算机32对该角度数据进行处理，并向控制开关柜33发送控制指令，控制开关柜33接收到控制指令后，按照控制指令控制控制电缆34的接通电源，通过动力电缆34使电动机36运转，电动机36的输出端通过传动皮带39驱动主动齿轮37转动，通过传动齿轮38可使齿轮螺母40按顺时针或逆时针双向转动，此时，锚杆6随着齿轮螺母40的转动向上或向下移动，从而使承台2保持水平。

当电子水平仪31检测到承台2恢复到平衡位置时，主控计算机32再发送控制指令至控制开关柜33，控制开关柜33根据该控制指令控制控制电缆34的断开电源，此时，电动机36失去电源，停止转动，致使锚杆6停止上下移动。

并且，电动机36的电源来自风力发电机组，通过动力电缆35与风力发电机组相连，这样，该调平机构无需外部供电，可以实现自动工作。

同样如图3所示，为了支撑锚杆6和齿轮螺母40，承载锚杆6向下的拉力，在锚杆6外围设置有导管架42，该导管架位于承台2端角内。为了便于锚杆6在齿轮螺母40作用下上下移动，在锚杆6外围还设置有端轴承41，该端轴承位于齿轮螺母40与导管架42之间。

由于承台2一般潜浮在海水里，为了防止海水渗入承台2的端角内部，在锚杆6外围设置有轴封，具体可以设置下轴封45、中轴封44和上轴封43三道轴封。

以下，结合图4(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)，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，虚线均表示海平面。

如图4(a)所示，中心桩座1在陆地上钢筋混凝土制作完成后，运输到码头，使用利用驳船101将中心桩座1运到指定海域，并使用海上起重船102将中心桩座1吊放在海床上，再采用GPS定位仪精确测出中心桩座1的平面位置坐标和高程，将中心桩座1放置在该位置处。

如图4(b)和(c)所示，同样，将承台2和中心桩4在陆地上制作完成后运输到码头，利用驳船101将承台2和中心桩4托运至中心桩座1的正上方位置。其中，中心桩4长度是根据中心桩座1的高程确定的，并且，中心桩4采用钢板制作。利用海上起重船102将中心桩4穿入承台2的中心孔，并根据中心桩座1的坐标，采用GPS定位仪定位，使中心桩4落在中心桩座1的中心孔内。

如图4(d)所示，利用驳船101将四个用钢筋混凝土预制而成的内锚锭装置运至指定海域。使用GPS定位仪确定内锚锭7的位置，利用海上起重船102将四个内锚锭7吊入海中，并落在所确定的位置上，将锚杆6暂时吊挂在承台2的挂环上。再将承台2旋转45°，使将锚杆6穿入承台2端角的定位孔内。

如图4(e)所示，将锚杆6穿入承台2端角的定位孔内后，将水管105一端放置在承台2内，另一端通过水泵104与放置在驳船101上的水箱103相连，在水泵103的作用下，水箱103内的水通过水管105流向承台2内，将承台2压入海中，直至达到预定深度为止。

同样，将外锚锭装置装配在承台2上，先将外锚锭8沉入海床，其定位方法和施工方法与内锚锭7的定位方法和施工方法相同。外锚锭8沉入海床后，将锚绳9的挂钩挂在承台2端角的挂环上。

并且，再通过拉紧器10将锚绳9拉紧，要求四根锚绳9的拉力相等。

如图4(f)所示，将中心桩夹板11安装在中心桩4和中心桩座1的连接处，使中心桩4固定在中心桩座1上。并且，用驳船将预先制作的塔筒3运输就位后，用海上起重船102将塔筒3吊装在承台2上，用螺栓固定。

如图4(g)所示，最终将风力发电机组5运输到位后，同样利用海上起重船102将风力发电机组5安装在塔筒3上。

并且，在装配塔筒3时，要从承台2中抽出与塔筒3等重量的水。同样在吊装风力发电机组5时，也要从承台2中抽出与风力发电机组5等重量的水。

综上所述，在本发明实施例公开的海上风力发电机组承载装置的装配过程，只需使用驳船和海上起重船，不需要使用大吨位施工船，减少了对海洋造成污染。

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。