[发明专利]一种浮动式风力涡轮机及这种浮动式风力涡轮机的安装方法

说明书

描述了一种浮动式风力涡轮机，包括船体(1)、安装在船体(1)顶部的风力涡轮机(2)和通过配重物悬挂装置(18)悬挂在船体(1)下方的配重物(3)。还描述了一种安装方法。配重物(3)包括一个或多个配重浮箱(17)。当浮箱(17)的内部容积充满空气时，配重物(3)的总浮力接近或大于其重力。因此，在具有来自所述船体(1)或其他船舶的垂直方向上的适度支撑或没有支撑的情况下，它能够漂浮在拖航/维护位置。在拖航期间，船体实质上具有驳船的特征，实质上依赖于大的水线面面积和浅吃水以保持稳定性。当浮箱(17)部分或完全充满水时，配重物(3)将下沉到由配重物悬挂装置(18)确定高度的安装位置。在这个位置，配重物起到龙骨的作用，稳定基座。配重物悬挂装置(18)能够单独地或共同地将力和力矩传递到船体(1)，从而使得配重物(3)在处于其安装位置时，能够稳定船体(1)。

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机的浮动式海上基座，以及该浮动式海上基座的安装和维护方法。

更具体地，本发明涉及一种浮动式风力涡轮机，其包括船体、安装在船体上部的风力涡轮机、以及借助配重物悬挂装置悬挂在船体的下部的配重物。

本发明还涉及一种浮动式风力涡轮机的安装方法，该浮动式风力涡轮机包括船体、安装在船体上部的风力涡轮机、以及借助配重物悬挂装置悬挂在船体的下部的配重物。

本发明还涉及一种浮动式风力涡轮机的维护方法，该浮动式风力涡轮机包括船体、安装在船体上部的风力涡轮机、以及借助配重物悬挂装置悬挂在船体的下部的配重物。

背景技术

传统上，在较浅水域，海上风力涡轮机安装在底部固定基座上。通常40至50米的水深被视为是这种底部固定基座的极限。

在世界上的很多地区，没有足够的水深50米或以下的合适的近海区域，将海上风力涡轮机部署到所期望的程度。这时，用于风力涡轮机的浮动基座将是必需的。

各种各样不同浮动基座理念可能用在海上风力涡轮机上。三个主要的理念为立柱浮标平台、半潜式平台和TLP(张力腿平台)。这些主要的理念每个都有其优势和局限。

压舱物结合深吃水保持立柱浮标的稳定性。这是最简单的浮动基座理念，典型地，包括简易的充气浮动管道，其通过底部的压舱物在水中保持垂直。合适规格的立柱浮标可以支撑来自大型风力涡轮机的重力和负载同时保持接近垂直的位置。典型地，系泊缆绳的作用仅仅是保持就位并且防止漂移。一些立柱浮标设计寻求由绷紧系泊缆绳实现附加的益处；这些设计尚未在实践中测试。

立柱浮标的简易性使得其天然地具有吸引力。然而，吃水在安装和运输阶段提出了重大的挑战。由于海水的运动，在海洋条件下将浮动基座上的风力涡轮机安装在其最终位置通常被认为是不可实现的，且因此，一般使用陆基起重机将浮动式风力涡轮机安装在码头区，或是使用浮式起重机安装在遮蔽水域。立柱浮标通常具有大于50米的吃水，一些设计甚至具有大于100米的吃水，这实际上阻止了使用陆基起重机在码头区安装风力涡轮机。因此，一般使用浮式起重机将风力涡轮机安装在遮蔽水域的立柱式浮动基座上，遮蔽水域例如深邃的海湾。尽管在一些国家，例如挪威，很容易找到具有足够深度以允许使用浮式起重机安装风力涡轮机的遮蔽水域，在世界上的很多地方没有这样具有足够深度的遮蔽水域。此外，即使一个地区存在这样的具有足够深度的遮蔽水域，在安装点和目标海上地点之间的运输通道上出现的山脊或浅滩，实际上往往会阻止利用这种遮蔽水域来安装风力涡轮机。这些由立柱式平台的深吃水造成的限制对立柱浮标的理念提出了巨大的问题。

关于立柱浮标浮体的涡轮机安装问题的一个解决方案是，在立柱浮标处于倾斜位置时安装涡轮机，优选为立柱浮标处于接近水平的位置。WO2010/018359公开了一种基于这种立柱浮标近水平方向的安装方法。在此，通过临时浮力装置连接至立柱浮标的底部的附件保持近水平位置。利用这种设置，可以使用陆基起重机在码头区以近水平位置安装风力涡轮机。在立柱浮标被拖航到目标海上地点之后，立柱浮标通过逐渐脱离临时浮力装置而达到其最终的垂直位置。