CN105667726A - 高装载量、多工况、环保型风电安装船及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种高装载量、多工况、环保型风电安装船及其工作方法，属于海上运输和海洋工程装备技术领域。该安装船包括工作甲板、装载甲板、主起重机、辅助吊机、回转式推进器、球鼻艏侧推器、流线型上层建筑、桩腿、船舱区及单点系泊设备。该安装船将风机粗塔架和风机细塔架卧式布放于装载甲板，风叶和风机舱布放于工作甲板上，能携带较多的风机，同时提升了稳性；其主起重机和辅助吊机搭配使用，能在一边组装风叶和风机舱的同时完成风机粗塔架和风机细塔架的吊装工作，安装效率较高；安装船内部的辅助柴油燃料舱及通过电缆与已安装好风机相连的方法使得安装船更加绿色环保；安装船能同时在漂浮和站立工况下完成安装，能适应水深不同的海域的安装工作。

Description

高装载量、多工况、环保型风电安装船及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种高装载量、多工况、环保型风电安装船及其工作方法，属于海上运输和海洋工程装备技术领域。

背景技术

随着海上风电安装项目的推进，为了使得海上绿色资源风能得到有效的充分利用，一种用于海上风机安装的多功能船舶也随之诞生。最初一代“安装船”是由海上驳船、起重船和拖轮组合而成的船队联合完成相应任务。现在的第三代风电安装船集自升能力、运输能力及起重能力为一体，较之以往的安装船有较大改进。然而，其受到安装水深不深、工作工况单一、安装效率及运输效率不高等诸多因素较大程度的限制。同时，其运输及安装过程中对能源的消耗及对环境的污染也使得其和开发利用海上风电的目的背道而驰。

在此背景下，本发明研制了一种高装载量、多工况、环保型风电安装船。本风电安装船相比于常规相同尺度的第三代风电安装船，能够装载更多套海上发电风机，能够在多种工况下适合多种水深进行安装工作及更加绿色环保等优点。同时，其对风机特殊的布置方法使得重心降低并能够提高稳性；位于一舷的主起重机加大了单次定位工作范围，另一舷的辅助吊机在主起重机实行安装工作的同时，将新型布置方法下空余的工作甲板空间充分利用，进行风机的浆叶、桨毂组装工作。本风电安装船能适应各种工况下的安装工作，基于以往存在的不足进行了较大的改进创新，是一种经济、高效及环保的风电安装船。

发明内容

本发明提供了一种高装载量、多工况、环保型风电安装船及其工作方法，该风电安装船充分考虑不同水深下作业能力、提高单次出海工作的运输量及工作效率和绿色环保等问题，具有布置新颖，安装效率高及节能减排等优点，具有商业化价值。

本发明采用的技术方案是：一种高装载量、多工况、环保型风电安装船，它包括工作甲板、主起重机、辅助吊机、回转式推进器、球鼻艏侧推器、流线型上层建筑、救生艇、船舱区和单点系泊设备，它还包括装载甲板、桩腿、桩腿升降区、风叶布放传输带、顶升机构和塔架传输带，所述工作甲板为非连续结构，位于舷侧开设有升降门，工作甲板上布置有风叶布放传输带和风机舱，位于船尾的桩腿升降区和船艏的桩腿升降区分别布置主起重机和辅助吊机，所述升降门的下方设有位于装载甲板上的顶升机构,所述风叶布放传输带以船中线对称分布于船体两舷，其上横向放置多个风叶，所述风机舱直立放置在流线型上层建筑后；所述装载甲板为连续结构，其上布置有顶升机构、塔架传输带，所述塔架传输带横向自一舷延伸至另一舷，其上纵向放置风机粗塔架和风机细塔架；所述桩腿为桁架形式，所述船舱区内布置有压载水舱、控制舱、淡水舱、柴油燃料舱、辅助柴油燃料舱、推进器室、设备舱和变压室，所述控制舱内布置智能调载仪，所述辅助柴油燃料舱内布置LNG液罐，所述推进器室在船首和船尾各设置一个，船尾布置回转式推进器,船首布置球鼻艏侧推器。

一种高装载量、多工况、环保型风电安装船的工作方法：

（a）第一种工作状态：首先使压载水舱内压载水排空，将桩腿放至海底，使船体抬升至水面以上，辅助吊机开始组装风叶和风机舱，同时顶升机构将风机粗塔架和风机细塔架通过升降门顶送至工作甲板，主起重机开始将风机粗塔架和风机细塔架依次安装在指定地点，最后将风叶和风机舱组合而成的首部安装在风机细塔架上；

（b）第二种工作状态：首先使压载水舱内装载有适量的压载水，将桩腿收回，使船体漂浮在指定吃水，单点系泊设备和立柱转台相连，辅助吊机开始组装风叶和风机舱，同时顶升机构将风机粗塔架和风机细塔架通过升降门顶送至工作甲板，主起重机开始将风机粗塔架和风机细塔架依次安装在指定地点，最后将风叶和风机舱组合而成的首部安装在风机细塔架上，每次起重机工作时，智能调载仪按照船体浮态调节压载水舱内的压载水。

本发明的有益效果是：这种高装载量、多工况、环保型风电安装船主要包括工作甲板、装载甲板、主起重机、辅助吊机、回转式推进器、球鼻艏侧推器、流线型上层建筑、桩腿、船舱区及单点系泊设备。该安装船将风机粗塔架和风机细塔架卧式布放于装载甲板，风叶和风机舱布放于工作甲板上，能携带较多的风机，同时提升了稳性；其主起重机和辅助吊机搭配使用，能在一边组装风叶和风机舱的同时完成风机粗塔架和风机细塔架的吊装工作，安装效率较高；安装船内部的辅助柴油燃料舱及通过电缆与已安装好风机相连的方法使得安装船更加绿色环保；安装船能同时在漂浮和站立工况下完成安装，能适应水深不同的海域的安装工作。

附图说明

图1是高装载量、多工况、环保型风电安装船的正视图。

图2是高装载量、多工况、环保型风电安装船的俯视图。

图3是高装载量、多工况、环保型风电安装船的左视图。

图4是图1中的A-A剖视图。

图5是图1中的B-B剖视图。

图6是图3中的C-C剖视图。

图7是高装载量、多工况、环保型风电安装船的第一工作状态图。

图8是高装载量、多工况、环保型风电安装船的第二工作状态图。

图9是高装载量、多工况、环保型风电安装船的第二工作状态系泊图。

图10是高装载量、多工况、环保型风电安装船的工作流程示意图。

图11是高装载量、多工况、环保型风电安装船的作业流程图。

图中：1、工作甲板，1a、风叶布放传输带，1b、升降门，2、装载甲板，2a、顶升机构，2b、塔架传输带，3、主起重机，4、辅助吊机，5、回转式推进器，6、球鼻艏侧推器，7、流线型上层建筑，7a、直升机甲板，7b、救生艇弹射门，7c、救生艇，8、桩腿，9、桩腿升降区，10、单点系泊设备，11、风叶，12、风机舱，13、风机粗塔架，14、风机细塔架，15、船舱区，15a、压载水舱，15b、控制舱，15c、淡水舱，15d、柴油燃料舱，15e、辅助柴油燃料舱，15f、推进器室，15g、设备舱，15h、智能调载仪，15i、LNG液罐，15j、变压室，16、已安装好风机，17、电缆。

具体实施方法

以下参照附图对本发明的结构做进一步描述。

图1、2、3示出了高装载量、多工况、环保型风电安装船的布置图。该安装船主要包括工作甲板1、装载甲板2、主起重机3、辅助吊机4、回转式推进器5、球鼻艏侧推器6、流线型上层建筑7、桩腿8、船舱区15及单点系泊设备10。工作甲板1作为风机组装和吊装的场所，其上布置有主起重机3，用于将风机粗塔架13、风机细塔架14连接在当地已有的风机基座上，同时还布置有辅助吊机4，用于组装甲板上风叶布放传输带1a上布置的风叶11和风机舱12，两台吊机同时工作以提高安装效率，漂浮工况下，单点系泊设备10与外界铰接，配合回转式推进器5和球鼻艏侧推器6进行动力定位，保证了安装的稳定性；桩腿8为桁架形式，站立工况下，桩腿8放下，将船体抬升于水面之上，漂浮工况和航行工况下，桩腿8收回；流线型上层建筑7位于船首，为流线形结构，顶层布置了直升机甲板7a，两侧布置有救生艇弹射门7b，门内有救生艇7c，在安全情况下，弹射门关闭，建筑流线形完整，减小航行阻力。

图4示出了装载甲板2的具体形式，装载甲板2为强力甲板，装载了风机粗塔架13和风机细塔架14，并将它们卧式放置于塔架传输带2b上用于传输，降低重心并提高了稳性，具体工况下，升降门1b打开，风机粗塔架13和风机下架14同时通过顶升机构2a传输到工作甲板1上，主起重机3继续完成相应工况，甲板上还布置有垂向贯通整个船体的桩腿升降区9，升降区中布置有桩腿8。

图5示出了船舱区15的具体形式，环绕船舱区15最外层布置有多个压载水舱15a，用于调节浮态，船尾和船首各布置一个推进器室15f，分别用于布置回转式推进器5和球鼻艏侧推器6，该区域靠近船首处左舷布置有一个控制舱15b，内布置智能调载仪15h，用于在漂浮工况下产生可变载荷时及时调整压载水进行浮态修正，该区域靠近船首处右舷布置有一个淡水舱15c，用于储存全船生活日用淡水资源和饮用水资源，该区域位于船中部左舷布置有一个柴油燃料舱15d，用于储存航行过程所需的主要燃油资源，该区域位于船中部右舷布置有一个辅助柴油燃料舱15e，内布置有LNG液罐15i，用于储存清洁能源液态LNG作为辅助燃料，该区域位于船中部布置了多个设备舱15g，用于布置主机、配电仪器等相关设备。

图6示出了流线型上层建筑7的剖面形式，为流线型，同时内部布置有两套救生艇7c。

图7示出了高装载量、多工况、环保型风电安装船的第一工作状态图，水深较浅时，桩腿8完全放下立于海底，将船体抬升至高出水面一定高度，主起重机3伸出船体舷侧将风机粗塔架13和风机细塔架14吊起依次安装在已有的风机基座上，最后再将风叶11和风机舱12组合而成的首部吊起安装在风机细塔架14上，完成工作；在安装下一台风机前，用电缆17将船体和已安装好风机16相连，输送的电能用于安装过程中的部分生活用电。

图8示出了高装载量、多工况、环保型风电安装船的第二工作状态图，水深较深时，桩腿8完全收回船体内，船体漂浮在水面，主起重机3伸出船体舷侧将风机粗塔架13和风机细塔架14吊起依次安装在已有的风机基座上，最后再将风叶11和风机舱12组合而成的首部吊起安装在风机细塔架14上，完成工作；在安装下一台风机前，用电缆17将船体和已安装好风机16相连，输送的电能用于安装过程中的部分生活用电。

图9示出了高装载量、多工况、环保型风电安装船的第二工作状态系泊图，当船体漂浮于水面时，单点系泊设备10与立柱转台18相连，以保证船体的基本定位，配合回转式推进器5和球鼻艏侧推器6的动力辅助定位，使船体可以稳定地完成工作。

图10示出了高装载量、多工况、环保型风电安装船的供能系统。供能方法：使用柴油燃料舱15d及LNG液罐15i构成双燃料能源供能系统为主机提供燃料，主机发电并提供全船所需能源；在开始安装风机后，船体与已安装好风机16通过电缆17相连，将已安装好风机16产生的电能输送至变压室15j，转换成船体可使用的电能，辅助提供设备、生活用电。

图11示出了高装载量、多工况、环保型风电安装船的作业流程图。上述的风电安装船在工作过程中，主要包括以下两种工作状态和一种甲板并行工作方法：

（a）浅水下的第一工作状态：首先使压载水舱15a内的压载水排空，将桩腿8放至海底，使船体抬升至水面以上；

（b）深水下的第二工作状态：首先使压载水舱15a内装载有一定的压载水，将桩腿8收回，使船体漂浮在指定吃水，单点系泊设备10和立柱转台18相连，智能调载仪15h按照船体浮态调节压载水舱15a内的压载水；

甲板并行工作方法：当船体处于上述两种工作状态下稳定后，辅助吊机4开始组装风叶11和风机舱12，此时顶升机构2a将风机粗塔架13和风机细塔架14通过升降门1b顶送至工作甲板1，主起重机3开始将风机粗塔架13和风机细塔架14依次安装在指定地点，最后将风叶11和风机舱12组合而成的首部安装在风机细塔架14上。

Claims (2)

1.一种高装载量、多工况、环保型风电安装船，它包括工作甲板（1）、主起重机（3）、辅助吊机（4）、回转式推进器（5）、球鼻艏侧推器（6）、流线型上层建筑（7）、救生艇（7c）、船舱区（15）和单点系泊设备（10），其特征是：它还包括装载甲板（2）、桩腿（8）、桩腿升降区（9）、风叶布放传输带（1a）、顶升机构（2a）和塔架传输带（2b），所述工作甲板（1）为非连续结构，位于舷侧开设有升降门（1b），工作甲板（1）上布置有风叶布放传输带（1a）和风机舱（12），位于船尾的桩腿升降区（9）和船艏的桩腿升降区（9）分别布置主起重机（3）和辅助吊机（4），所述升降门（1b）的下方设有位于装载甲板（2）上的顶升机构（2a）,所述风叶布放传输带（1a）以船中线对称分布于船体两舷，其上横向放置多个风叶（11），所述风机舱（12）直立放置在流线型上层建筑（7）后；所述装载甲板（2）为连续结构，其上布置有顶升机构（2a）、塔架传输带（2b），所述塔架传输带（2b）横向自一舷延伸至另一舷，其上纵向放置风机粗塔架（13）和风机细塔架（14）；所述桩腿（8）为桁架形式，所述船舱区（15）内布置有压载水舱（15a）、控制舱（15b）、淡水舱（15c）、柴油燃料舱（15d）、辅助柴油燃料舱（15e）、推进器室（15f）、设备舱（15g）和变压室（15j），所述控制舱（15b）内布置智能调载仪（15h），所述辅助柴油燃料舱（15e）内布置LNG液罐（15i），所述推进器室（15f）在船首和船尾各设置一个，船尾布置回转式推进器（5）,船首布置球鼻艏侧推器（6）。

2.根据权利要求1所述的一种高装载量、多工况、环保型风电安装船的工作方法，其特征是：

（a）第一种工作状态：首先使压载水舱（15a）内压载水排空，将桩腿（8）放至海底，使船体抬升至水面以上，辅助吊机（4）开始组装风叶（11）和风机舱（12），同时顶升机构（2a）将风机粗塔架（13）和风机细塔架（14）通过升降门（1b）顶送至工作甲板（1），主起重机（3）开始将风机粗塔架（13）和风机细塔架（14）依次安装在指定地点，最后将风叶（11）和风机舱（12）组合而成的首部安装在风机细塔架（14）上；

（b）第二种工作状态：首先使压载水舱（15a）内装载有适量的压载水，将桩腿（8）收回，使船体漂浮在指定吃水，单点系泊设备（10）和立柱转台（18）相连，辅助吊机（4）开始组装风叶（11）和风机舱（12），同时顶升机构（2a）将风机粗塔架（13）和风机细塔架（14）通过升降门（1b）顶送至工作甲板（1），主起重机（3）开始将风机粗塔架（13）和风机细塔架（14）依次安装在指定地点，最后将风叶（11）和风机舱（12）组合而成的首部安装在风机细塔架（14）上，每次起重机（3）工作时，智能调载仪（15h）按照船体浮态调节压载水舱（15a）内的压载水。