泥浮式海上风机系统的安装方法和回收方法与流程-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36404634发布日期:2023-12-16 10:36阅读:11来源:国知局
泥浮式海上风机系统的安装方法和回收方法与流程

1.本发明涉及海上风电技术领域,尤其涉及一种泥浮式海上风机系统的安装方法和回收方法



背景技术:

2.随着能源危机的日益突出,海上风电作为可再生能源,已经成为当前能源结构的重要组成部分,是解决能源危机的重要能源

相关技术中,海上风机系统被运输至指定的海域后,需要花费较大的人力和物力对其进行安装,安装过程较复杂

3.因此,目前亟待需要提供一种泥浮式海上风机系统的安装方法和回收方法来解决上述问题



技术实现要素:

4.本发明一个或多个实施例描述了一种泥浮式海上风机系统的安装方法和回收方法,安装简便

成本低

5.第一方面,本发明一个实施例提供了一种泥浮式海上风机系统的安装方法,所述海上风机系统包括沿竖直方向依次设置的风机整机

风机基础和锚固组件;其中,所述锚固组件包括多个可调节长度的锚链和锚筒,每个锚筒均为顶部密封

底部开口的结构,每个锚筒的侧壁上均具有阀门,每个锚链的一端分别与一个锚筒连接,另一端分别与所述风机基础连接;所述安装方法包括:
6.响应于每个所述锚筒均被托运至海面上的预设位置,将每个所述锚链均置于松弛状态,松开每个锚筒,以基于重力将每个锚筒分别沿竖直方向沉放至海底的泥面上;
7.通过每个锚筒侧壁上的阀门对相应锚筒进行抽真空,以基于锚筒内外形成的压力差将每个锚筒下沉至泥面下的指定位置,每个锚筒的内部压力均小于其外部压力;所述指定位置包括指定深度和指定经纬度,所述预设位置和所述指定位置在竖直方向上为一一对应关系;
8.响应于每个所述锚筒均下沉至指定位置,保持所述风机基础处于平衡状态,收紧每个锚链,直至所述风机整机达到指定工作高度

9.第二方面,本发明一个实施例提供了一种泥浮式海上风机系统的回收方法,所述海上风机系统包括沿竖直方向依次设置的风机整机

风机基础和锚固组件;其中,所述锚固组件包括多个可调节长度的锚链和锚筒,每个锚链的一端分别与一个锚筒连接,另一端分别与所述风机基础连接,每个锚筒均为顶部密封

底部开口的结构,每个锚筒的侧壁上均具有阀门,每个所述锚筒均固定于海底的泥面内;所述方法包括:
10.针对每个锚筒,均基于该锚筒的侧壁上的阀门对其进行充水,以基于锚筒内外形成的压力差将该锚筒顶升出泥面,每个锚筒的内部压力均大于其外部的压力;
11.保持所述风机基础处于平衡状态,调整每个锚链的收紧速率,以将每个锚筒均拉离海床面,直至每个锚筒均与所述风机基础抵接;
12.将每个锚筒

所述风机基础和所述风机整机托运至预设港口以进行回收

13.根据本发明实施例提供的泥浮式海上风机系统的安装方法和回收方法,当锚筒被运输至海面上的预设位置后,松开锚链,使每个锚链分别在重力的作用下下沉至海底的泥面上

然后,对锚筒进行抽真空,基于吸力使其进一步下沉,直至下沉至指定深度,以使其具有较强的承载能力和稳固性

最后,保持风机基础处于平衡状态,收紧每个锚链,直至风机整机达到指定工作高度,完成安装

本发明,可以在重力和吸力的作用下完成锚筒安装,并通过调节锚链完成风机基础和风机整机的高度调节,安装简便

成本低

附图说明
14.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

15.图1是本发明一实施例提供的一种泥浮式海上风机系统的安装方法流程图;
16.图2是本发明一实施例提供的一种泥浮式海上风机系统的结构示意图;
17.图3是本发明一实施例提供的一种泥浮式海上风机基础的结构示意图;
18.图4是本发明一实施例提供的一种锚固组件的结构示意图;
19.图5是本发明一实施例提供的一种泥浮式海上风机系统的回收方法流程图;
20.图6是本发明一实施例提供的球体内的分隔仓的结构示意图

21.附图标记:
22.1-风机整机;
23.11-上部风机;
12-塔筒;
24.2-风机基础;
25.21-筒体;
22-球体;
23-第一连杆;
24-分隔仓;
26.3-锚固组件;
27.31-锚链;
32-锚筒;
33-第二连杆;
34-基座

具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的

技术方案和优点更加清楚,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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围

29.为了更好的理解方案,此处首先对泥浮式海上风机系统进行解释:
30.泥浮式海上风机系统是指风机基础可以在漂浮态和泥浮态之间转换,漂浮态是指风机基础漂浮在海面或海水中,在该种态下,上部风机工作高度较高,有利于提高发电效率,适用于海洋环境较好的情况;泥浮态是指风机基础固定于海底的泥层中,在该种态下,上部风机工作高度较低,有利于提高安全性,适用于海洋环境较恶劣的情况

31.请参考图1,本发明实施例提供了一种泥浮式海上风机系统的安装方法,如图2和图3所示,所述海上风机系统包括沿竖直方向依次设置的风机整机
1、
风机基础2和锚固组件3;其中,所述锚固组件3包括多个可调节长度的锚链
31
和锚筒
32
,每个锚筒
32
均为顶部密封

底部开口的结构,每个锚筒
32
的侧壁上均具有阀门,每个锚链
31
的一端分别与一个锚筒
32
连接,另一端分别与所述风机基础2连接;所述安装方法包括:
32.步骤
100
,响应于每个所述锚筒
32
均被托运至海面上的预设位置,将每个所述锚链
31
均置于松弛状态,松开每个锚筒
32
,以基于重力将每个锚筒
32
分别沿竖直方向沉放至海底的泥面上;
33.步骤
102
,通过每个锚筒
32
侧壁上的阀门对相应锚筒
32
进行抽真空,以基于锚筒
32
内外形成的压力差将每个锚筒
32
下沉至泥面下的指定位置,每个锚筒
32
的内部压力均小于其外部压力;所述指定位置包括指定深度和指定经纬度,所述预设位置和所述指定位置在竖直方向上为一一对应关系;
34.步骤
104
,响应于每个所述锚筒
32
均下沉至指定位置,保持所述风机基础2处于平衡状态,收紧每个锚链
31
,直至所述风机整机1达到指定工作高度

35.在该实施例中,当锚筒
32
被运输至海面上的预设位置后,松开锚链
31
,使每个锚链
31
分别在重力的作用下下沉至海底的泥面上

然后,对锚筒
32
进行抽真空,基于吸力使其进一步下沉,直至下沉至指定深度,以使其具有较强的承载能力和稳固性

最后,保持风机基础2处于平衡状态,收紧每个锚链
31
,直至风机整机1达到指定工作高度,完成安装

本发明可以在重力和吸力的作用下完成锚筒
32
安装,并通过调节锚链
31
完成风机基础2和风机整机1的高度调节,安装简便

成本低

36.需要说明的是,如图2所示,风机整机1包括依次连接的上部风机
11
和塔筒
12
,风机整机1达到指定工作高度,即上部风机
11
达到指定工作高度

37.在一些实施方式中,如图4所示,锚固组件3还可以包括多个第二连杆
33
和圆柱形的基座
34
,多个第二连杆
33
的一端均匀地连接于所述基座
34
的周向侧壁上,另一端分别与一个锚筒
32
连接

运输过程中,风机整机
1、
风机基础2和锚固组件3可以被捆绑在一起,作为整体被运输至指定位置

38.在一些实施方式中,步骤
104
,包括:
39.每隔第一时间间隔,获取所述风机基础2的目标倾斜角度;
40.判断该目标倾斜角度是否大于预设角度;
41.若是,则减小向下倾斜的一侧的锚链
31
的收紧速率,增大向上倾斜的一侧的锚链
31
的收紧速率,以保证所述风机基础2和所述风机整机1平稳地到达指定工作高度

42.在该实施例中,第一时间间隔可以根据海洋环境确定,当海洋环境恶劣时,时间间隔取较小值,反之取较大值,例如,第一时间间隔可以取5秒

由于风机整机1和风机基础2为一个整体,且整体为刚性件,因此测量风机基础2的倾斜角度,即整体的倾斜角度

另外,预设角度可以是5°
,当目标倾斜角度大于5°
时,则需要调节锚链
31
的收紧速率,以使风机基础2回正,保证风机系统的平衡

43.在一些实施方式中,如图3所示,所述风机基础2包括中空的筒体
21、
多个中空的球体
22
和多个第一连杆
23

44.每个第一连杆
23
的一端分别与所述筒体
21
的周向侧壁连接,另一端分别与一个球体
22
连接,以使多个球体
22
均匀地环绕在所述筒体
21
的周向上,每个球体
22
的球心到所述筒体
21
的轴线的垂直距离均相等,每个所述球体
22
内均设置有气-水置换阀;
45.所述安装方法还包括:
46.每隔第二时间间隔,获取每个锚链
31
的张紧力;
47.判断是否存在至少一个锚链
31
的张紧力大于张紧阈值,若是,则对向下倾斜的一侧的各个球体
22
进行卸载,对向上倾斜的一侧的各个球体
22
进行压载;其中,对每个球体
22
进行卸载和压载是通过控制相应球体
22
上气-水置换阀的开启度以调节充放水速率实现的

48.在该实施例中,若存在某个锚链
31
的张紧力大于张紧阈值,则存在锚链
31
受力过大风险,此时,需要通过调节每个球体
22
的压载辅助锚链
31
进行调平

通过调节每个球体
22
上的气-水置换阀的开启度,可以调节相应球体
22
的充放水速率和压载,进而使风机系统回正

另外,第二时间间隔可以等于第一时间间隔,本技术不对其做具体限定

49.在一些实施方式中,所述对向下倾斜的一侧的各个球体
22
进行卸载,对向上倾斜的一侧的各个球体
22
进行压载,包括:
50.对向下倾斜的一侧的各个球体
22
进行放水;其中,各球体
22
中最下端的球体
22
放水速率最大,沿远离该最下端的球体
22
的方向,逐级减小各球体
22
的放水速率;
51.对向上倾斜的一侧的各个球体
22
进行充水;其中,各球体
22
中最上端的球体
22
充水速率最大,沿远离该最上端的球体
22
的方向,逐级减小各球体
22
的充水速率

52.在该实施例中,根据倾斜角度调整不同球体
22
上的充放水速率,即气-水置换阀的开启度,可以加快风机基础2的回正速度,调整效率更高

53.还需要说明的是,当所述风机基础2处于平衡状态时,每个所述第一连杆
23
的轴线和每个所述球体
22
的球心均在同一水平面上

针对任一时刻,本发明以其平衡状态下每个球体
22
的中心所在的水平面作为基准平面,球心高于该基准平面的球体
22
确定为向上倾斜的球体
22
,球心低于该基准平面的球体
22
确定为向下倾斜的球体
22。
54.在一些实施方式中,如图6所示,每个所述球体
22
内均设置有多个独立地分隔仓
24
,多个所述分隔仓
24
分别沿所述球体
22
的目标轴线对称分布,每个所述分隔仓
24
内均设置有气-水置换阀,所述目标轴线为所述风机基础处于平衡状态时沿竖直方向的轴线

55.在该实施例中,通过对每个球体
22
进行分舱,可以通过控制每个分隔仓
24
的压载进一步调节风机基础的平衡,增加其稳定性

具体地,当风机基础的倾斜角度超过预设值时,可以通过如下方式对风机基础进行回正调节:针对位于水平面的中界线的球体,增加第一侧的分隔仓
24
的气-水置换阀的开启度,通过增加气-水置换阀的开启度增大相应分隔仓
24
的充水速率,以增加压载

而对于第二侧的分隔仓
24
,关闭其气-水置换阀以停止充水,或者通过其气-水置换阀向外放水以减小其压载,从而使风机基础回正,保持平衡

其中,第一侧为靠近向上倾斜的球体的一侧,第二侧为靠近向下倾斜的球体的一侧

56.在一些实施方式中,所述筒体
21
的顶部设置有多个倾角传感器,所述目标倾斜角度是通过如下方式确定的:
57.基于每个倾角传感器分别获取所述筒体
21
的倾斜角度;
58.针对每个倾斜角度,判断该倾斜角度与其它倾斜角度的差值的绝对值是否大于设定值;若是,则去除该倾斜角度;
59.将剩余倾斜角度的平均值作为目标倾斜角度

60.在该步骤中,利用多个倾角传感器确定风机基础2的目标倾斜角度,去除偏差较大
的倾斜角度,保留均衡的倾斜角度,可以提高测量结果的准确性

基于目标倾斜角度调节各锚链
31
的收紧速率,可以保证调节结果的准确性,进而保证海上风机系统始终处于垂直度要求的范围内

61.在一些实施方式中,所述安装方法还包括:
62.响应于每个锚筒
32
均下沉至指定位置,通过每个锚筒
32
侧壁上的阀门分别对每个锚筒
32
进行灌浆,以提高所述锚固组件3的稳定性

63.在该实施例中,通过对筒体
21
进行灌浆,可以防止土塞和水膜等不良因素对安装后锚筒
32
承载能力的影响

64.另外,在对锚筒
32
进行重力沉降之前,还可以对球体
22
进行初步充水压载,以降低风机系统的重心,保持结构稳定

65.还需要说明的是,本发明不对球体

锚链以及分隔仓的数量做具体限定,用户可以根据需要选择4个
、6

、8
个或其它数量等

另外,气-水置换阀优选调节阀,通过改变调节阀的开启度,可以调整球体或分隔仓的充放水速率,进而调节球体或分隔仓的压载

66.第二方面,如图5所示,本发明实施例还提供了一种泥浮式海上风机系统的回收方法,所述海上风机系统包括沿竖直方向依次设置的风机整机
1、
风机基础2和锚固组件3;其中,所述锚固组件3包括多个可调节长度的锚链
31
和锚筒
32
,每个锚链
31
的一端分别与一个锚筒
32
连接,另一端分别与所述风机基础2连接,每个锚筒
32
均为顶部密封

底部开口的结构,每个锚筒
32
的侧壁上均具有阀门,每个所述锚筒
32
均固定于海底的泥面内;所述方法包括:
67.步骤
500
,针对每个锚筒
32
,均基于该锚筒
32
的侧壁上的阀门对其进行充水,以基于锚筒
32
内外形成的压力差将该锚筒
32
顶升出泥面,每个锚筒
32
的内部压力均大于其外部的压力;
68.步骤
502
,保持所述风机基础2处于平衡状态,调整每个锚链
31
的收紧速率,以将每个锚筒
32
均拉离海床面,直至每个锚筒
32
均与所述风机基础2抵接;
69.步骤
504
,将每个锚筒
32、
所述风机基础2和所述风机整机1托运至预设港口以进行回收

70.在该实施例中,首先通过向锚筒
32
内充水,使得锚筒
32
内压力大于锚筒
32
外,锚筒
32
顶升出海床面,利用压力差使锚筒
32
脱离泥面,操作简便效率高

然后收紧锚链
31
,使锚筒
32
缓慢上升,直至每个锚筒
32
均与所述风机基础2抵接

最后,将整个风机系统托运至预设港口进行回收,节约资源

71.在一些实施方式中,步骤
502
包括:
72.每隔第三时间间隔,获取所述风机基础2的倾斜角度;
73.判断该倾斜角度是否大于预设角度;若是,则减小向下倾斜的一侧的锚链
31
的收紧速率,增大向上倾斜的一侧的锚链
31
的收紧速率,以保证每个锚筒
32
平稳上升,直至其与所述风机基础2抵接

74.在该步骤中,预设角度与安装方法中的预设角度相同,第三时间间隔可以与第一时间间隔相同,本技术不做具体限定

75.在一些实施方式中,所述风机基础2包括中空的筒体
21、
多个中空的球体
22
和多个第一连杆
23

76.每个第一连杆
23
的一端分别与所述筒体
21
的周向侧壁连接,另一端分别与一个球体
22
连接,以使多个球体
22
均匀地环绕在所述筒体
21
的周向上,每个球体
22
的球心到所述筒体
21
的轴线的垂直距离均相等,每个所述球体
22
内均设置有气-水置换阀;
77.所述回收方法还包括:
78.每隔第三时间间隔,获取每个锚链
31
的张紧力;
79.判断是否存在至少一个锚链
31
的张紧力大于张紧阈值;若是,对向下倾斜的一侧的各个球体
22
进行卸载;对向上倾斜的一侧的各个球体
22
进行压载;其中,对每个球体
22
进行卸载和压载是通过控制相应球体
22
上气-水置换阀的开启度以调节充放水速率实现的

80.在一些实施方式中,所述对向下倾斜的一侧的各个球体
22
进行卸载,对向上倾斜的一侧的各个球体
22
进行压载,包括:
81.对向下倾斜的一侧的各个球体
22
进行放水;其中,各球体
22
中最下端的球体
22
放水速率最大,沿远离该最下端的球体
22
的方向,逐级减小各球体
22
的放水速率;
82.对向上倾斜的一侧的各个球体
22
进行充水;其中,各球体
22
中最上端的球体
22
充水速率最大,沿远离该最上端的球体
22
的方向,逐级减小各球体
22
的充水速率

83.可以理解的是,本发明实施例提供的泥浮式海上风机系统的回收方法和上述实施例提供的泥浮式海上风机系统的安装方法是基于相同的发明构思,因此二者具有相同的有益效果,在此对泥浮式海上风机系统的回收方法的有益效果不进行赘述

84.可以理解的是,本发明实施例提供的海上风机系统工作高度的调整方法和上述实施例提供的海上风机系统是基于相同的发明构思,因此二者具有相同的有益效果,在此对海上风机系统工作高度的调整方法的有益效果不进行赘述

85.需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序

而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程

方法

物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者是还包括为这种过程

方法

物品或者设备所固有的要素

在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程

方法

物品或者设备中还存在另外的相同因素

86.最后需要说明的是:以上所述仅为本发明的较佳实施例,仅用于说明本发明的技术方案,并非用于限定本发明的保护范围

凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改

等同替换

改进等,均包含在本发明的保护范围内

当前第1页1  
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
网站地图