塔安装之前将风力涡轮机设备定位在基础上的固定装置.pdf

提供了一种适于在建立风力涡轮机塔之前将风力涡轮机设备(85)定位在风力涡轮机塔内封套内的基础上的固定装置(10)。该固定装置(10)包括：安装部分(15)，其适于与风力涡轮机基础上的预定位置处的导向点(72)配合；以及定位部分(25)，其自安装部分(15)向内延伸，并适于将用于风力涡轮机设备(85)的位置定位在风力涡轮机塔的基础上和风力涡轮机塔的内封套内。

1.  一种适于在建立风力涡轮机塔之前在风力涡轮机塔的内封套内将风力涡轮机设备(85)定位在基础(75)上的固定装置(10)，包括：
安装部分(15)，其适于与风力涡轮机基础(75)上的预定位置处的导向点(72)配合；以及
定位部分(25)，其从所述安装部分(15)向内延伸，并适于将风力涡轮机设备(85)定位在所述风力涡轮机塔的基础(75)上并且在所述风力涡轮机塔的内封套内。

2.  如权利要求1所述的适于将风力涡轮机设备(85)定位在风力涡轮机塔基础(75)上的固定装置(10)，其特征在于，所述基础上的导向点(72)包括：所述基础(75)内的嵌入的导向点。

3.  如权利要求2所述的适于将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔基础(75)上的固定装置(10)，其特征在于，所述基础上的嵌入的导向点(72)包括：所述基础(75)的锚定笼螺栓(70)和所述基础(75)内的嵌入的塔部件的上凸缘上的螺栓孔的至少其中之一。

4.  如权利要求2所述的适于将风力涡轮机设备(85)定位在风力涡轮机塔基础(75)上的固定装置(10)，其特征在于，定位部分(25)固定结构(85)的边角的位置。

5.  如权利要求2所述的适于将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔基础上的固定装置，其特征在于，所述定位部分(25)固定风力涡轮机设备部件的位置。

6.  如权利要求7所述的适于将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔基础上的固定装置，其特征在于，所述定位部分固定风力涡轮机设备电气部件的位置。

7.  如权利要求7所述的适于将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔基础上的固定装置，其特征在于，所述风力涡轮机设备电气部件为用于电线的短管。

8.  如权利要求2所述的适于将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔基础上的固定装置，其特征在于，所述定位部分(25)包括：
导向臂(30)，其从所述安装部分(15)向内延伸到所述结构(85)和所述风力涡轮机设备的至少其中之一的预期位置；以及
在所述导向臂(30)内端的定向部分(35)，其适于定向所述结构(85)和所述风力涡轮机设备的至少其中之一。

9.  如权利要求2所述的适于将风力涡轮机设备(80)定位在风力涡轮机塔基础(75)上的固定装置(10)，进一步包括：
可逆对称，使得所述固定装置(10)可翻转180度并且转移以安装在预定位置，以定位所述结构(85)或所述风力涡轮机设备的至少其中之一的附加位置。

10.  如权利要求2所述的适于将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔基础(75)上的固定装置(10)，其特征在于，所述固定装置(10)被指引以安装在所述导向点(72)上的预定位置。

塔安装之前将风力涡轮机设备定位在基础上的固定装置
技术领域
本发明一般地涉及风力涡轮机设备，尤其涉及在塔安装之前用于将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔的基础上的固定装置和方法。
背景技术
风力发电站的早期构造首先是造基础，然后建立风力发电站的塔，随后是将机器房装备在塔的尖端，并使转子叶片固定于转子。在这之后，电力模块例如变压器、配电箱、转换器、中压系统、低压系统等通常都以独立的外壳安装到风力涡轮机塔附近。
后来，开发了风力发电站设备和方法，建造基础，然后以不同的布置将基本的电力模块，例如变压器、配电箱、转换器、中压系统、低压配电系统放置在风力涡轮机塔的基础上。在这些方法下，风力涡轮机塔(塔)建立基础上，盖过电气设备以提供对元件的保护并使用塔内的其它空的封闭空间。电气设备可以结构和模块预制和固定，并设计用来安装到塔基础。然而，在电气设备定位和安装以及塔的随后建立之前，对这些结构和模块的位置需要手动按量配给和标识，例如通过喷漆基础。万一对这些部件进行了错误的定位和安装，有时必需重新定位，以便避免与塔底座的干涉。
因此，需要提供一种在塔安装之前快速且准确地将结构和设备定位在塔基础上的固定装置和方法。
发明内容
本发明涉及用来快速而准确地确定风力涡轮机设备安装在塔封套内的塔基础上的位置和标记该位置的固定装置和方法。
简单地根据本发明的一个方面，提供一种固定装置，该固定装置适于在建立风力涡轮机塔之前将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔的内封套内的基础上。该固定装置包括安装部分和定位部分，该安装部分适于与风力涡轮机基础上的预定位置处的导向点配合；该定位部分自安装部分向内延伸，适于将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔的基础上和风力涡轮机塔内封套内。
根据本发明的第二方面，提供一种方法，该方法用来在风力涡轮机塔建立之前，将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔的基础上。该方法包括：在风力涡轮机基础上的基底面上提供导向点；将固定装置安装到第一预定导向点；以及根据固定装置的定向部分标记用于风力涡轮机设备的定位点。
附图说明
当参考附图(其中，在整个附图中相同的符号表示相同的部件)阅读下面的具体实施方式时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更加容易理解，其中：
图1图示了具有电气部件的预装结构和安装到风力涡轮机塔的基础上的个体电气部件；
图2图示了用于将容纳风力涡轮机设备的结构定位在风力涡轮机塔的基础上的创造性固定装置的一个实施例；
图3A图示了固定装置的一个实施例的等距视图，该固定装置适于将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔的基础上；
图3B图示了固定装置的一个实施例的顶视图，该固定装置适于将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔的基础上；
图3C图示了固定装置的一个实施例的侧视图，该固定装置适于将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔的基础上；
图3D图示了固定装置的一个实施例的底视图，该固定装置适于将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔的基础上；
图4A图示了空的预设基础(没有混凝土填充)的顶视图，该预设基础在锚定笼内具有钢筋；
图4B图示了创造性的固定装置100的另一个实施例，该固定装置用于定位短管或导管的位置；以及
图5图示了方法实施例的流程图，该方法用于在建立风力涡轮机塔之前将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔的基础上。
部件列表
1    个体风力涡轮机部件           40     直角
2    基础                         45     “LEFT”标记
3    预装电部件                   50     “RIGHT”标记
4    组件                         55     反转的固定装置
5    基脚                         60     锚定笼
6    塔                           65     罩孔
10   固定装置                     70     固定螺栓
15   安装部分                     72     导向点
20   装孔                         75     基础
25   定位部分                     80     基脚
30   导向臂                       85     结构
35   定向部分                     90     中心线
37   板                           105    空的基础
38   顶点                         110    短管
95   出入口                       115    安装部分
96   出入口中心线左侧的第9孔      125    定位部分
97   出入口中心线左侧的第10孔     130    导向臂
98   出入口中心线右侧的第9孔      135    定向部分
99   出入口中心线右侧的第10孔     160    锚定笼
100  用于短管的固定装置           170    固定螺栓
140  大孔                         180    中心线
150  小孔                         200    步骤
210步骤                    220步骤
具体实施方式
本发明的下列实施例具有许多优点，包括快速和准确地识别用于结构和风力涡轮机设备的位置，该风力涡轮机设备必需安装在塔封套内的风力涡轮机塔的基础上。
许多风力涡轮机塔包括圆柱形塔段，这些塔段可在其端部使用例如是螺栓接合凸缘的连接器同轴地连接在一起。塔底段可包括在基础上建立塔基底面的通常为圆柱形外形的底部凸缘。可备选地，塔底段的底端可径向地栓接到反T形连接元件的垂直单元或其它这种单元上。
然而，在塔建立之前，结构和风力涡轮机设备必需安装在塔的基础上，并在塔底段内。安装的结构和风力涡轮机设备也必需布置以便避开塔底段的任何内部元件。这些塔的内部元件可包括支撑底座的反向T形连接元件。内部元件也可包括从塔底段向内的任何突出部，该突出部可与塔基础的风力涡轮机设备的布置相干涉。
本发明提供能准确而快速地将这种结构和风力涡轮机设备的布置定位在塔封套内的预定位置的能力。本发明消除了使用详细图形以建立用于定位风力涡轮机设备底座的参考距离和物理关系的需要。此外，本发明提供了简单的程序，该程序能被世界不同位置的负责构建风力涡轮机的许多不同的施工人员快速地学会。
本发明引入了固定装置，该固定装置安装到基础上的准确已知的位置(导向点)并且延伸到用于布置结构或风力涡轮机部件的精确位置。导向点可包括用于塔的固定螺栓，其中，固定螺栓从塔基础内的锚定笼延伸。
在备选的塔布置中，当塔结构的最低部分嵌入到基础中时，在嵌入部件顶部和基础上表面之上可提供水平凸缘。该水平凸缘可用来使水平凸缘与来自塔的上段的相应下翼水平凸缘(lower flange horizontalflange)配合。基础内的嵌入的塔部件的上水平凸缘上的螺栓孔可用作本发明固定装置的导向点。应该了解的是，也可建立其它导向点以用来安装本发明的固定装置。
本发明固定装置的一个实施例可包括安装部分、定位部分和定向部分。固定装置安装部分可包括板，其当被安装以用来定位部件时适于相对于基础平置。该板可包括适于收容导向点的孔，例如塔基础的固定螺栓。板中的孔可备选地与基础内的嵌入的塔部件的上凸缘上的螺栓孔对准。在这种情况下，安装部分可栓接到嵌入的塔部件的上水平凸缘。
定位部分可固定到安装部分，并且在大致向内的方向上延伸以便建立用于待安装到塔基础上且在塔封套内的部件上的边角或其它被固定的位置的定位点。
定向部分可连接在安装部分的末端。该定向部分可包括形状为便于将结构或风力涡轮机设备定位在基础上的单元。这样一种单元可包括垂直于塔轴向方向的直角。该直角可限定结构或风力涡轮机设备部件的边角位置。然而，定向部分的尺寸和形状可以为适应不同大小、形状和配置的不同结构和风力涡轮机设备的安置。
通过固定装置安置的元件可包括塔内包围的结构的边角。该结构可用来容纳风力涡轮机设备或安装平台或框架以承载风力涡轮机设备。这样一种结构也可预装有风力涡轮机设备，以允许预装部件快速安装。然而，安置的元件无需预装在结构上。安置的元件也可包括单独的风力涡轮机设备部件。不管是预装在结构上或还是单独安装，这种部件可以是电气部件。风力涡轮机设备可安装在结构、平台或框架上，或单独安装到基础。电气部件可包括但不局限于变压器、配电箱、转换器、中压系统、低压分布系统等。
图1图示了具有电气部件的预装结构以及在塔安装之前安装到风力涡轮机塔基础的个体电气部件。个体电气部件1可安装在基础2上。预装电力部件3可安装到组件4，该组件4支撑在连接到基础1的基脚或支柱5上。当完成部件安装后，塔6可建立盖过基础和所安装的部件。
电气部件也可包括用于到待安装在结构、塔基础和塔内的其它位置上的不同电气部件的电配线的短管(stub tube)。其上的电气设备可连接到从外侧进入塔内的电缆。这些电缆能进入嵌入在基础中的塔导管。某些电缆是大的并且相当地硬，这对于使设备如此设计或冒着不能电连接的风险非常重要。因此，需要对短管相对于提供在结构或塔地面上的设备精确地定位。
固定装置可进一步包括可逆对称，以便固定装置可翻转180度并且转移以安装在塔基底面上的其它预定导向点，以便定位结构或风力涡轮机设备中的至少一个额外边角。
图2图示了用于将容纳风力涡轮机设备的结构定位在风力涡轮机塔的基础上的固定装置的一个实施例。锚定笼60基底面中的固定螺栓70为塔提供用于安装固定装置10的导向点72。从锚定笼60向上伸出的固定螺栓70精确地定位在塔壳的基底面周围。锚定笼孔65相对于结构85的出入口中心线90被指引。因此，固定螺栓可用作定位固定装置10的导向点72。通过参考固定装置安装到的中心线90标明具体孔，可将固定装置指引到第一预定位置。固定装置10相对于导向点的长度和形状确定用于结构85的基角80在塔基础75上的布置。所图示的固定装置10被指引到中心线90的左侧。此外，固定装置10可通过翻转和转移到如图所示的用于反转的固定装置55的中心线90右侧上的被指引的位置而被反转。反转的固定装置55可定位用于结构85的第二基脚80。通过精确定位用于结构的两个基脚，结构可正确而精确地放置在塔封套内，从而避免冲突和重置的潜在需求。尽管没有被示出，如果个体风力涡轮机设备部件要安装在塔基础上，可通过使用一个或多个适当配置的固定装置来定位一个或多个部件。
图3A图示了固定装置的一个实施例的等距视图，该固定装置适于将风力涡轮机设备定位在用于风力涡轮机塔的基础上。图3B图示了固定装置的一个实施例的顶视图，该固定装置适于将风力涡轮机设备定位在用于风力涡轮机塔的基础上。图3C图示了固定装置的一个实施例的侧视图，该固定装置适于将风力涡轮机设备定位在用于风力涡轮机塔的基础上。图3D图示了固定装置的一个实施例的底视图，该固定装置适于将风力涡轮机设备定位在用于风力涡轮机塔的基础上。固定装置10包括安装部分15和定位部分25。安装部分10和定位部分25可用薄的平金属板来制造，该金属板必需足够坚固以便当其从安装位置悬置时能支撑自身的重量。安装部分15可包括多个安装孔20，以与塔基础上的导向点(前面描述过)配合，这些安装孔垂直于安装部分15的表面并具有合适的直径和位置。
定位部分25自安装部分15延伸并且可通过焊接或本领域其它已知的方式连接到安装部分15。定位部分25包括相对于安装部分15合适长度和方位的导向臂30，以将导向臂30位于安装部分15相反侧的端部放置在待安装到基础的结构或风力涡轮机设备的位置附近。导向臂30也可在安装部分15的相对侧的端部包括定向部分35，该定向部分35适于固定待置于基础上的结构或风力涡轮机设备部件的边角位置。在示出的实施例中，定向部分35可通过焊接或本领域已知的其它合适方法固定到导向臂。定向部分35可包括与顶点38形成90度角45的板37。板37可限定安装在基础上的结构或风力涡轮机设备部件的边角位置。90度角的顶点38通常以与塔的轴线平行的配置布置。在其它实施例中，定向部分可以其它形状或大小形成以限定位于基础上的其它对象的位置。此外导向壁30的顶面和底面可标记为“LEFT”45和“RIGHT”50以便于定向。在这种情况下，“LEFT”45和“RIGHT”50标识哪一个表面应该面向结构出入口中心线的左侧和右侧上的独立固定装置。
图4A图示了空的预设基础105(没有混凝土填充)的顶视图，该预定基础在锚定笼160内具有钢筋102。短管(stub up tube)110(导管)等待在混凝土填充之前进行安放。
图4B图示了创造性的固定装置100的另一个实施例，该固定装置用于定位短管或导管的位置。短管为电缆提供通道，以使电缆通过基础到接近于供给电缆电源的地方。短管110需要被准确安置在被供电的电气部件的附近。在短管110安置后，混凝土将倒至塔基底面内的基础部分105。这里，所示的固定装置100通过锚定笼160的固定螺栓170安装到导向柱组。固定装置100包括安装部分115和定位部分125，该定位部分125包括导向臂130和定向部分135。固定装置100的尺寸和材料强度可由现有技术中已知的方法确定。可选择导向臂130的长度和方向以将定向部分135放置在短管110的大致区域(自基础垂直延伸)内。定向部分135可形成为具有精确直径和位置的隆起(cutout)的平板，以放置短管110。定向部分135可为单个短管或多个管提供。管可具有相同直径或多个直径。大直径管孔140和小直径管孔150已经示出。如果需要广泛地将管分开在基础上，可以使用不止一个固定装置。
也提供了一种方法，该方法用于在建立风力涡轮机塔之前将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔基础上。该方法可包括在风力涡轮机塔基础上的基底面上提供导向点。该方法用来将固定装置安装到第一预定导向点。这种固定装置具有如此的大小和方位，使得固定装置的定向部分将限定用于风力涡轮机设备或结构的定位点。步骤可进一步包括：相对于基础上的指定预定位置，例如用于待放置结构的出入口的中心线，将固定装置的安装部分指引到某位置。该方法进一步包括根据固定装置的定向部分标记用于风力涡轮机设备或结构的定位点。
提供导向点的步骤可进一步包括为塔的基础提供固定螺栓或在基础内的嵌入的塔部件的上凸缘提供螺栓孔，以便起导向点的作用。
为基础上的多个部件标记定位点的步骤也可包括根据多个关联固定装置标记用于多个不同部件的点，该关联固定装置可具有不同大小和方向，并可根据部件所需的定位安装在不同导向点位置。标记步骤也可包括标记用于结构的定位点。这些结构可包括封闭空间，例如机房或设备间，或部件的框架。标记步骤也可包括为风力涡轮机的电气部件标记点。电气设备可包括但不限于变压器、配电箱、转换器、中压系统、低压系统等。电气部件也可包括用于塔内电气部件的布线的短管。该方法可包括为用于风力涡轮机电缆的短管标记定位点。
此外，用于定位风力涡轮机设备的方法也可包括翻转固定装置180度的步骤，和转移固定装置到第二预定导向点的步骤。第二预定点也可被指引到指定的对于待放置结构的出入口中心线的位置。例如，过程可将固定装置的安装部分指引到第一预定点(例如，锚定笼上的第9孔96和第10孔97到图2的中心线左侧)。该方法可进一步包括将固定装置安装到中心线的第二预定导向点(例如，锚定笼上的第9孔98和第10孔99到图2中的中心线右侧)。该方法也可包括根据固定装置的定向部分标记定位点。
图5图示了方法的流程图，该方法用于在建立风力涡轮机塔之前将风力涡轮机设备定位在风力涡轮机塔基础上。步骤200包括在风力涡轮机基础上的基底面上提供导向点。步骤210包括将固定装置安装到第一预定导向点。步骤220包括根据固定装置的定向部分标记用于风力涡轮机设备的定位点。
虽然本文描述了不同的实施例，从说明书中应该了解的是，元件的不同组合、变化或改善可以获得，并且在本发明的范围内。