专利名称：一种运输安装船、一种用船运输安装风电机组的方法
技术领域：
本发明涉及风力发电领域，特别是涉及一种运输安装船、一种用船运输安装风电机组的方法。
背景技术：
随着风力发电行业的快速发展，陆上风场的开发日趋饱和，海上风场以其风速高、湍流度低、风切变小等优点，成为迫切需要开发的风力发电领域。另外，随着风电机组的单机容量逐渐增大，机组各部件的体积和重量也不断增大，例如，一台风电机组整机的质量约为800吨，这造成在海上运输风电机组进而将其安装到海上基础的难度非常大。现有的在海上运输风电机组的技术，是利用运输船将风电机组的各部件，例如塔筒、机舱、叶片等，运输至海上基础附近，用另一艘驶至该海上基础附近的船上的吊架，或用该海上基础附近的海上浮吊，将风电机组的各部件按顺序进行吊装，在将该风电机组整体安装到海上基础上之后，再进行整机的静态测试和并网调试。由此可见，利用现有技术在海上运输风电机组，由于各部件是相互分离地运输至海上基础附近的，因而需要在条件恶劣且多变的海上环境进行风电机组的安装，在安装完成之后还要在海上环境进行整机的静态测试和并网调试，而且由于现有技术需要运输船与另一艘装有吊架的船，或与海上基础附近的海上浮吊进行紧密配合，才能最终完成风电机组的安装，因此，现有技术造成在海上安装风电机组的效率低下，并且受海况的影响严重，在海况允许的情况下，完成一台风电机组的安装约需2-3天时间，测试和调试的时间更长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种运输安装船、一种用船运输安装风电机组的方法，能提高风电机组的海上安装效率，且受海况影响小。本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种运输安装船，该运输安装船包括船体、塔架、导轨、移动横梁、平衡梁、上部吊架、起重设备，其中，所述船体具有纵向中轴线和U形口；所述塔架的底部固定于所述船体上纵向中轴线的两侧，且均平行于所述纵向中轴线.所述移动横梁，位于所述U形口的上方，并可沿固定在所述塔架上的导轨移动，与所述起重设备和所述上部吊架分别相连；所述平衡梁，位于所述移动横梁的上表面，用于将风电机组的塔筒与自身锁定在一起;所述上部吊架用于，与所述风电机组的底部相连，以托住所述风电机组；所述起重设备，两侧分别固定于所述塔架上，用于带动所述移动横梁沿所述导轨上下移动。本发明的有益效果是本发明中，由于塔架的底部固定于船体上纵向中轴线的两侦牝且均平行于纵向中轴线，因而整个运输安装船从结构上平衡、稳定且重量轻；在船体U形口上方可沿固定在塔架上的导轨移动的移动横梁与起重设备和上部吊架分别相连，上部吊架与风电机组的底部相连以托住该风电机组，移动横梁上表面的平衡梁可锁定风电机组的塔筒，从而使风电机组的中部稳定，这样，固定在塔架上的起重设备就可以带动移动横梁沿导轨上下移动，进而由移动横梁带动与自身相连的上部吊架、以及上部吊架所托住的风电机组上下移动了，因此，利用该运输安装船，可实现将风电机组整机从码头上移至船体上并加以稳定、以及将风电机组整机从船体上移至海上基础上并进行连接的功能，因而可在码头上组装完成风电机组整机、并利用码头电网对其进行静态测试和整机并网调试之后，再进行风电机组整机的运输和海上安装，相对于现有技术在海上进行风电机组的安装和调试耗时很大的情况，本发明大大缩短了风电机组的安装和调试时间，从而大大提高了风电机组的海上安装效率，进而在运输和安装过程中所受海况的影响也很小。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进进一步，该运输安装船进一步包括位于所述船 体侧面的水舱，所述水舱用于装水或将自身内部所装的水排出。进一步，该运输安装船进一步包括柔性定位装置；所述柔性定位装置位于所述U形口的侧臂上，用于将所述船体与码头锁定在一起，或，将所述船体与海上基础锁定在一起。进一步，所述柔性定位装置进一步用于，将所述船体与所述风电机组锁定在一起。进一步，该运输安装船进一步包括连接在上部吊架上的缓冲定位装置；所述缓冲定位装置用于，对所述风电机组与海上基础的连接进行缓冲；对所述风电机组与海上基础的连接进行定位。进一步，该运输安装船进一步包括连接在海上基础上的缓冲定位装置；所述缓冲定位装置用于，对所述风电机组与海上基础的连接进行缓冲。进一步，所述运输安装船进一步包括辅助吊车；所述辅助吊车用于，将所述移动横梁与所述上部吊架连接在一起；起吊上部吊架或缓冲定位装置。进一步，所述辅助吊车为全回转吊车。进一步，所述辅助吊车固定于所述塔架的顶部。进一步，所述塔架均为桁架结构。另外，本发明还提供了一种用船运输安装风电机组的方法，所述船的船体具有纵向中轴线和U形口 ；塔架的底部固定于所述船体上纵向中轴线的两侧，且均平行于所述纵向中轴线；移动横梁位于所述U形口的上方，并可沿固定在所述塔架上的导轨移动；平衡梁位于所述移动横梁的上表面；起重设备两侧分别固定于所述塔架上；该方法包括在码头上利用码头电网完成风电机组的静态测试和整机并网调试；所述船运行至所述风电机组的码头船位；将上部吊架与所述风电机组的底部相连，以托住所述风电机组；将移动横梁与起重设备、上部吊架分别相连；将平衡梁与所述风电机组的塔筒锁定在一起；解除所述风电机组的底部与码头基础的连接；起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使所述风电机组的底部完全脱离码头基础；所述船运行至所述风电机组的海上基础船位；起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，使所述风电机组的底部与海上基础建立连接；解除所述上部吊架与风电机组的底部的连接以及上部吊架与移动横梁的连接，解除上部吊架与风电机组底部的连接，解除平衡梁与所述风电机组的塔筒的锁定。进一步，所述船运行至所述风电机组的码头船位之后，该方法进一步包括使码头基础位于所述U形口中，用所述U形口侧臂上的柔性定位装置将船体与码头锁定在一起；则在起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使所述风电机组的底部完全脱离码头基础之后，该方法进一步包括使所述柔性定位装置复位，解除所述船体与码头的锁定；和/ 或，
所述船运行至所述风电机组的海上基础船位之后，该方法进一步包括使海上基础位于所述U形口中，用所述U形口侧臂上的柔性定位装置将船体与海上基础锁定在一起；则在解除所述上部吊架与风电机组的底部的连接以及上部吊架与移动横梁的连接，解除平衡梁与所述风电机组的塔筒的锁定之后，该方法进一步包括使所述柔性定位装置复位，解除所述船体与海上基础的锁定。进一步，在起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使所述风电机组的底部完全脱离码头基础之后，该方法进一步包括起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，使所述风电机组的底部位于所述U形口内，用所述U形口侧臂上的柔性定位装置将所述船体与所述风电机组锁定在一起；则在所述船运行至所述风电机组的海上基础船位之后，该方法进一步包括使所述柔性定位装置复位，解除所述船体与所述风电机组的锁定。进一步，在起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使所述风电机组的底部完全脱离码头基础之后，该方法进一步包括起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，以降低所述风电机组的重心；和/ 或，在所述船运行至所述风电机组的海上基础船位之后，在起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动之前，该方法进一步包括起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使所述风电机组的底部闻于海上基础的顶面。进一步，在所述船运行至所述风电机组的海上基础船位之后，在起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动之前，该方法进一步包括将缓冲定位装置连接到上部吊架上；则起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，使所述风电机组的底部与海上基础建立连接的方法为起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，用缓冲定位装置对所述风电机组与海上基础进行缓冲，并用缓冲定位装置对所述风电机组与海上基础的连接进行定位，从而使所述风电机组的底部与海上基础建立连接；在所述风电机组的底部与海上基础建立连接之后，该方法进一步包括解除所述缓冲定位装置与所述上部吊架的连接。进一步，在所述船运行至所述风电机组的海上基础船位之后，在起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动之前，该方法进一步包括将缓冲定位装置连接到海上基础上；则起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，使所述风电机组的底部与海上基础建立连接的方法为起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，用缓冲定位装置对所述风电机组与海上基础进行缓冲，使所述风电机组的底部与海上基础建立连接；在所述风电机组的底部与海上基础建立连接之后，该方法进一步包括解除所述缓冲定位装置与所述海上基础的连接。
图I为本发明提供的运输安装船的结构图；图2为本发明提供的运输安装船吊装码头上的风电机组的俯视图；图3为本发明提供的在码头上吊装了一台风电机组的运输安装船的俯视图；图4为本发明提供的运输安装船向海上基础安装风电机组的横向示意图；图5为本发明提供的用船运输安装风电机组的方法流程图。附图标记说明I :风电机组；2 :移动横梁；3 :导轨；4 :塔架；5 :柔性定位装置；6 :船体；7 :上部吊架；8 :辅助吊车；9 :平衡梁；10 :缓冲定位装置；11 :海上基础；12 :码头；13 :码头基础。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。图I为本发明提供的运输安装船的结构图。该运输安装船包括船体6、塔架4、导轨3、移动横梁2、平衡梁9、上部吊架7、起重设备，其中，船体6具有纵向中轴线和U形口；塔架4的底部固定于船体上纵向中轴线的两侧，且均平行于纵向中轴线；移动横梁2，位于U形口的上方，并可沿固定在塔架4上的导轨3移动，与起重设备和上部吊架7分别相连；平衡梁9,位于移动横梁2的上表面,用于将风电机组I的塔筒与自身锁定在一起;上部吊架7用于，与风电机组I的底部相连，以托住风电机组；起重设备，两侧分别固定于塔架4上，用于带动移动横梁沿导轨3上下移动。这里，船体的纵向是指从船头到船尾的直线所指示的方向，纵向中轴线即在船体的纵向上。船体上的U形口可以位于船头侧，也可以位于船尾侧，如图I所示，在船头侧和船尾侧各有一个U形口，因而该运输安装船中的导轨、移动横梁、平衡梁、上部吊架和起重设备各为两套，且都分别位于船头侧和船尾侧。当然，U形口也可以位于船体的其他位置，如船体侧面等。该U形口作为船体容纳码头、海上基础等的空间，以伸入海中的码头为例进行说明，当该运输安装船驶近码头后，码头可位于该U形口内，这样，就可以利用固定于塔架上的起重设备将码头上的风电机组垂直向上提起，彻底消除了从水平方向拉动风电机组的力，从而防止风电机组在水平方向的晃动，有利于保持风电机组的稳定。同时，该U形口也可以作为运输过程中容纳风电机组的空间，从而有利于降低风电机组的重心，保证船体的稳定和运输的安全。 塔架的底部是分为两部分的，这两部分分别固定于船体上纵向中轴线的两侧，且均平行于纵向中轴线，这样可以保证该运输安装传的质量轻，且能保证风电机组固定在船上之后船体的稳定，防止侧翻的发生，有利于运输的安全。一个较佳实施例为，塔架的底部的两部分分别固定于船体上纵向中轴线的两侧，且这两部分与纵向中轴线的距离相等，这进一步保证了船体的稳定。 本发明中的导轨可以为分别固定在塔架上的两个导轨，也可以为一条弯曲的导轨，其弯曲的两侧分别固定在塔架上。本发明中的导轨是移动横梁进行移动的轨道，该导轨可以为沿竖直方向固定在塔架上的，从而可使移动横梁沿导轨在竖直方向移动，当然，该导轨也可以与竖直方向成小于90度角的直导轨，从而使移动横梁可倾斜地沿该导轨移动，另外，导轨还可以为弯导轨，即使移动横梁可沿弯曲的导轨移动，从而抑制其惯性的力量。总之，只要导轨不完全为水平方向，从而使移动横梁可沿该导轨有上下移动的分量，均在本发明的保护范围之内。移动横梁位于U形口的上方，有利于在U形口内存放风电机组，这有利于船体的稳定和运输的安全。移动横梁与起重设备相连，正是该连接关系，使得起重设备可以带动移动横梁沿导轨上下移动。本发明中，移动横梁与连接在风电机组底部以托住该风电机组的上部吊架相连，从而可直接带动风电机组沿导轨上下移动，进而提高或降低风电机组的位置和重心，实现风电机组从码头基础移动到船上以及从船上移动到海上基础。移动横梁与上部吊架的连接，可以利用钢丝绳等不易断的绳索。另外，移动横梁上表面又可托住平衡梁，该平衡梁可锁定风电机组的塔筒，而塔筒位于风电机组的中部，因此，平衡梁稳定了风电机组的中部，从而与托住风电机组底部的上部吊架相搭配，保证了风电机组在船上的稳定。本发明中，起重设备的两侧分别固定于塔架上，这保证了起重设备的稳定以及船体的受力平衡。起重设备作为带动风电机组上下移动的原始动力源，可以位于塔架的顶部，从而最大程度地提高风电机组的位置。该起重设备可以为利用卷扬装置的起重设备，例如，可以由卷扬驱动设备、卷扬钢丝绳以及定滑轮所组成。本发明中，由于塔架的底部固定于船体上纵向中轴线的两侧，且均平行于纵向中轴线，因而整个运输安装船从结构上平衡、稳定且质量轻；在船体U形口上方可沿固定在塔架上的导轨移动的移动横梁与起重设备和上部吊架分别相连，上部吊架与风电机组的底部相连以托住该风电机组，移动横梁上表面的平衡梁可锁定风电机组的塔筒，从而使风电机组的中部稳定，这样，固定在塔架上的起重设备就可以带动移动横梁沿导轨上下移动，进而由移动横梁带动与自身相连的上部吊架、以及上部吊架所托住的风电机组上下移动了，因此，利用该运输安装船，可实现将风电机组整机从码头上移至船体上并加以稳定、以及将风电机组整机从船体上移至海上基础上并进行连接的功能，因而可在码头上组装完成风电机组整机、并利用码头电网对其进行静态测试和整机并网调试之后，再进行风电机组整机的运输和海上安装，相对于现有技术在海上进行风电机组的安装和调试耗时很大的情况，本发明大大缩短了风电机组的安装和调试时间，从而大大提高了风电机组的海上安装效率，进而在运输和安装过程中所受海况的影响也很小。该运输安装船进一步包括位于船体侧面的水舱，该水舱用于装水或将自身内部所装的水排出。这里，水舱可以位于船体前后左右的任一侧面，当水舱中装水时，可以增加船体的吃水深度，从而提高船体的稳定性。另外，当船体某一侧的重量比相对的另一侧大，例如，在船头侧装载了 800吨的风电机组之后，船头侧的吃水深度明显比船尾侧要大，此时，可从船头侧的水舱里排出部分水，向船尾侧的水舱里装入部分水，从而稳定船体的重心，保持船体的平衡，进而保证运输安装船航行的安全。如图I所示，塔架4可以均为桁架结构，这有利于船体在迎风情况下增加透风面积，保持船体的稳定和运输的安全。当然，塔架4也可以为其他结构坚固、不易变形的钢结构。图2为本发明提供的运输安装船吊装码头上的风电机组的俯视图。如图2所示，码头12上的码头基础13为在码头上将风电机组各部件组装为整机、并利用码头电网对其进行静态测试和整机并网调试的基础。在从码头向运输安装船上吊装风电机组时，需将上部吊架7连接在风电机组的底部，从而进一步将上部吊架与移动横梁相连，实现向上提起风电机组的目的。另外，该运输安装船进一步包括柔性定位装置5 ;该柔性定位装置5位于U形口的侧臂上，用于将船体与码头锁定在一起。
这里，柔性定位装置可以为一个以上，如图2所示，在船头侧和船尾侧各有一个U形口，每个U形口具有左臂、右臂和底部臂这三个侧臂，每个侧臂上均安装了一个柔性定位装置，因而该实施例中的船体上共安装了六个柔性定位装置，位于同一个U形口上的三个柔性定位装置为一组，因而该运输安装船共包括两组柔性定位装置。柔性定位装置可将船体与码头锁定在一起，从而使二者保持相对位置基本不变，本发明的这种设计，可以防止发生船体不稳所造成的风电机组晃动而造成损失的情况，有利于在从码头向船上吊装风电机组时保证船体的稳定性与安全性。同样，柔性定位装置也可以用于将船体与海上基础锁定在一起。这样可使二者保持相对位置基本不变，本发明的这种设计，可以防止发生船体不稳所造成的风电机组晃动而造成损失的情况，有利于在从运输安装船向海上基础安装风电机组时保证船体的稳定性与安全性。图3为本发明提供的在码头上吊装了一台风电机组的运输安装船的俯视图。如图3所示，柔性定位装置5进一步用于，将船体与风电机组锁定在一起。这里，柔性定位装置将船体与风电机组锁定在一起，可使吊装在运输安装船上的风电机组保持稳定，从而有利于运输过程中船体的稳定与安全。如图3所示，平衡梁9可风电机组的塔筒与自身锁定在一起，从而使二者保持相对位置不变，使风电机组在运输过程中保持稳定。图4为本发明提供的运输安装船向海上基础安装风电机组的横向示意图。如图4所示，该运输安装船进一步包括连接在上部吊架7上的缓冲定位装置10 ;该缓冲定位装置10用于，对风电机组与海上基础的连接进行缓冲；对风电机组与海上基础的连接进行定位。这里，该运输安装船进一步设置了缓冲定位装置来对风电机组与海上基础的连接过程提供缓冲，从而在二者接触时起减震作用，防止二者在安装过程中发生直接的碰撞造成损失，这有利于保证安装过程的安全。另外，连接在上部吊架上的缓冲定位装置还可以实现对风电机组与海上基础的连接的定位功能，即通过孔对孔的方式，实现风电机组与海上基础各对应部件的对齐，这有利于保证风电机组与海上基础准确对接，防止发生因二者对接错误而造成的损失。另外，缓冲定位装置10还可以连接在海上基础上，此时，该运输安装船进一步包括连接在海上基础上的缓冲定位装置；该缓冲定位装置用于，对所述风电机组与海上基础的连接进行缓冲。这里，缓冲定位装置10连接在海上基础上，只能起到对风电机组与海上基础的连接的缓冲减震作用，而不能起到定位作用了。在图I所示的实施例中，运输安装船进一步包括辅助吊车8;该辅助吊车8用于，将移动横梁2与上部吊架7连接在一起；起吊上部吊架7或缓冲定位装置10。本发明所涉及的风电机组的体积和重量都很大，因而对其进行固定和缓冲的装置也都很大很重，单靠个人是无法移动的，因此，本发明在运输安装船上进一步设置了辅助吊车，用机械来实现起吊上部吊架、缓冲定位装置 等部件，并将移动横梁2与上部吊架7连接在一起的功能，从而提高了这些工作的效率。上述的辅助吊车8可以为全回转吊车，可在360度的角度范围内自由转动。同时，该辅助吊车的位置可以为固定于塔架4的顶部。图5为本发明提供的用船运输安装风电机组的方法流程图，这里所述的船的船体具有纵向中轴线和U形口 ；塔架的底部固定于船体上纵向中轴线的两侧，且均平行于纵向中轴线，从而保证船体质量轻、航行起来是稳定且平衡的；移动横梁位于U形口的上方，并可沿固定在塔架上的导轨移动；平衡梁位于移动横梁的上表面；起重设备两侧分别固定于塔架上；如图5所示,该方法包括步骤501 :在码头上利用码头电网完成风电机组的静态测试和整机并网调试。本发明中，可在码头上完成风电机组的组装，该组装过程要比现有技术中在海上完成风电机组的组装容易得多，效率也高得多。而在码头上利用码头电网实现风电机组整机的静态测试和整机并网调试，要比在海上实现这个功能，也容易得多，效率也高得多。因此，本发明可在码头上实现风电机组的组装以及调试工作，将风电机组整机安装到海上基础之后，只需进行简单的线路检查和调试即可，因而工作量、耗费的时间都比现有技术大大地降低，受海况的影响也小了很多，而质量要比现有技术高。步骤502 :船运行至风电机组的码头船位；将上部吊架与风电机组的底部相连，以托住风电机组；将移动横梁与起重设备、上部吊架分别相连；将平衡梁与风电机组的塔筒锁定在一起；解除风电机组的底部与码头基础的连接。这里，将上部吊架与风电机组的底部相连的方法很多，例如，上部吊架可以为对开结构，将其套牢在风电机组的底部之后，即可实现二者的连接。由于上部吊架以及风电机组均为大重量大体积的物体，因而可以利用辅助的工具来实现上部吊架与风电机组底部的连接，从而节省人力，提闻效率。将移动横梁与起重设备相连，可以使起重设备带动移动横梁沿导轨上下移动。而移动横梁与上部吊架相连，可以使移动横梁带动上部吊架上下移动。另外，由于上部吊架已与风电机组的底部相连，从而托住了风电机组，因此，上述连接关系使得本发明可以用起重设备作为动力源，利用移动横梁作为带动装置，间接实现了起重设备带动风电机组上下移动，从而实现了风电机组位置的提高和降低。将平衡梁与风电机组的塔筒锁定在一起，而风电机组的塔筒位于风电机组的中部，因此，利用平衡梁可稳定风电机组的中部，保证运输的安全。
风电机组在组装完成进行调试时，其底部是与码头上的码头基础连接在一起的，这可以保证风电机组在码头上的稳定，防止发生侧翻事故。而本步骤中解除风电机组的底部与码头基础的连接，可在步骤503中由起重设备实现将风电机组从码头移动到船上。步骤503 :起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使风电机组的底部完全脱离码头基础。
这里，起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，可使风电机组的位置提高，当风电机组的底部完全脱离码头基础时，该船即可驶离码头，而驶向该风电机组所要安装的海上基础，或下一台要吊装的码头上的风电机组，直至该船装满，或者需要将风电机组安装到海上基础，这样才驶向海上基础船尾。步骤504 :船运行至风电机组的海上基础船位；起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，使风电机组的底部与海上基础建立连接；解除上部吊架与风电机组的底部的连接以及上部吊架与移动横梁的连接，解除上部吊架与风电机组底部的连接，解除平衡梁与风电机组的塔筒的锁定。这里，步骤503中风电机组的位置由起重设备带动进行了提高，因而本步骤假设风电机组的底部高于海上基础的顶面，所以起重设备要带动移动横梁沿导轨向下移动，使风电机组的底部与海上基础建立连接。如果步骤503中风电机组的位置提高之后，其底部的位置仍低于海上基础的顶面，则起重设备仍需要在本步骤中继续带动移动横梁沿导轨向上移动，使风电机组的底部高于海上基础的顶面之后，再带动移动横梁沿导轨向下移动，使风电机组的底部与海上基础建立连接。风电机组的底部与海上基础的连接可以通过法兰来实现。在二者实现稳固连接之后，可对该风电机组的线路进行检查，并对该风电机组进行简单的调试，以确保其稳定工作。这样之后，可解除上部吊架与风电机组的底部的连接、上部吊架与移动横梁的连接、以及上部吊架与风电机组底部的连接，并解除平衡梁与风电机组的塔筒的锁定，从而实现船体与海上基础的彻底分离。船体与海上基础分离之后，还可以驶向下一个海上基础，以安装该船上的另一台风电机组，也可以驶向码头，以将下一台风电机组吊装到船上来。步骤502中，船运行至风电机组的码头船位之后，该方法进一步包括使码头基础位于U形口中，用U形口侧臂上的柔性定位装置将船体与码头锁定在一起；则在步骤503中，起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使风电机组的底部完全脱离码头基础之后，该方法进一步包括使柔性定位装置复位，解除船体与码头的锁定。这里，该船上设置的U形口可以作为容纳码头基础的空间，从而使U形口的左臂、右臂与底部臂这三条侧臂充分包围该码头基础，这样，U形口各侧壁上设置的柔性定位装置就可以将船体与码头锁定在一起，从而使二者保持相对位置不变，进而保证吊装风电机组的过程中船体是稳定和平衡的。在起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使风电机组的底部完全脱离码头基础之后，风电机组的吊装完成，此时，风电机组已完全被稳定在该船上，船体与码头的锁定关系变得没有意义，并且还妨碍了船驶离该码头，因此，需要将柔性定位装置复位，从而解除船体和码头的锁定关系，使船可以驶向下一个码头或驶向海上基础。同样，在步骤504中，船运行至风电机组的海上基础船位之后，该方法进一步包括使海上基础位于U形口中，用U形口侧臂上的柔性定位装置将船体与海上基础锁定在一起；则在解除上部吊架与风电机组的底部的连接以及上部吊架与移动横梁的连接，解除平衡梁与风电机组的塔筒的锁定之后，该方法进一步包括使柔性定位装置复位，解除船体与海上基础的锁定。这里，海上基础也可以位于U形口中，从而使U形口的左臂、右臂与底部臂这三条侧臂充分包围该海上基础，这样，U形口各侧壁上设置的柔性定位装置就可以将船体与海上基础锁定在一起，从而使二者保持相对位置不变，进而保证安装风电机组的过程中船体是稳定和平衡的。在解除上部吊架与风电机组的底部的连接以及上部吊架与移动横梁的连接，解除 平衡梁与风电机组的塔筒的锁定之后，风电机组已安装完成，此时，船体与海上基础的锁定关系已无意义，且妨碍了船驶离该海上基础，因此，需要将柔性定位装置复位，从而解除船体和海上基础的锁定关系，使船可以驶向码头或驶向下一个海上基础。在步骤503起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使风电机组的底部完全脱离码头基础之后，该方法进一步包括起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，使风电机组的底部位于U形口内，用U形口侧臂上的柔性定位装置将船体与风电机组锁定在一起；则在步骤504船运行至风电机组的海上基础船位之后，该方法进一步包括使柔性定位装置复位，解除船体与风电机组的锁定。这里，起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使风电机组的底部完全脱离码头基础之后，风电机组已完全吊装并稳定在船体上，此时，还可以进一步使起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，从而降低风电机组的重心，提高船的稳定性，并使风电机组的底部位于U形口内，这样，就可以用U形口侧臂上的柔性定位装置将船体与风电机组锁定在一起，从而进一步保证风电机组与船体的相对位置保持不变，进而提高船航行的稳定性。在步骤504船运行至风电机组的海上基础船位之后，需要将风电机组安装到海上基础上，此时就需要将柔性定位装置复位，解除船体与风电机组的锁定。在步骤503中，起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使风电机组的底部完全脱离码头基础之后，该方法进一步包括起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，以降低风电机组的重心。这里，起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，可降低风电机组的重心，也就降低了船的重心，提高了船体的稳定性和平衡能力。在船运行至风电机组的海上基础船位之后，在起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动之前，该方法进一步包括起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使风电机组的底部闻于海上基础的顶面。这里，在船运行至风电机组的海上基础船位之后，在起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动之前，可判断风电机组的底部是否高于海上基础的顶面，如果是，则起重设备可直接带动移动横梁沿导轨向下移动，从而实现风电机组的底部与海上基础的对接，否则，起重设备就需要带动移动横梁沿导轨向上移动，从而使风电机组的底部高于海上基础的顶面，这样，起重设备才能进一步带动移动横梁沿导轨向下移动，从而使高于海上基础顶面的风电机组的底部与该海上基础实现对接。在步骤504中，船运行至风电机组的海上基础船位之后，在起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动之前，该方法进一步包括将缓冲定位装置连接到上部吊架上。则起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，使风电机组的底部与海上基础建立连接的方法为起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，用缓冲定位装置对风电机组与海上基础进行缓冲，并用缓冲定位装置对风电机组与海上基础的连接进行定位，从而使风电机组的底部与海上基础建立连接。这里，缓冲定位装置可以实现对海上基础与风电机组连接过程的缓冲减震作用，防止二者发生直接碰撞而损坏。风电机组的底部是要与海上基础建立连接关系的，因此，可以用连接在上部吊架上的缓冲定位装置来实现对风电机组的底部与海上基础的连接的定位，进而实现二者的成功连接。当然，这种定位功能也可以进一步分为粗定位和精定位，其目的在于，实现风电机组底部与海上基础的准确连接。则在风电机组的底部与海上基础建立连接之后，该方法进一步包括解除缓冲定 位装置与上部吊架的连接。这里，风电机组的底部与海上基础建立连接之后，缓冲定位装置的缓冲和定位功能已无用处，因而需要将其从上部吊架上拆除。另外，缓冲定位装置也可以设置于海上基础上，此时，该缓冲定位装置只能起到对风电机组与海上基础连接的缓冲作用，而没有定位功能，即在船运行至风电机组的海上基础船位之后，在起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动之前，该方法进一步包括将缓冲定位装置连接到海上基础上，连接位置可以为海上基础的顶部；则起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，使风电机组的底部与海上基础建立连接的方法为起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，用缓冲定位装置对风电机组与海上基础进行缓冲，使风电机组的底部与海上基础建立连接；在风电机组的底部与海上基础建立连接之后，该方法进一步包括解除缓冲定位装置与海上基础的连接。这里，缓冲定位装置可以为对开结构，从而实现自身与海上基础的连接套牢关系。由于缓冲定位装置比较巨大沉重，因而可以利用辅助的机械设备，如辅助吊车来实现缓冲定位装置的安装。由此可见，本发明具有以下优点(I)本发明中，由于塔架的底部固定于船体上纵向中轴线的两侧，且均平行于纵向中轴线，因而整个运输安装船在结构上平衡、稳定且质量轻；在船体U形口上方可沿固定在塔架上的导轨移动的移动横梁与起重设备和上部吊架分别相连，上部吊架与风电机组的底部相连以托住该风电机组，移动横梁上表面的平衡梁可锁定风电机组的塔筒，从而使风电机组的中部稳定，这样，固定在塔架上的起重设备就可以带动移动横梁沿导轨上下移动，进而由移动横梁带动与自身相连的上部吊架、以及上部吊架所托住的风电机组上下移动了，因此，利用该运输安装船，可实现将风电机组整机从码头上移至船体上并加以稳定、以及将风电机组整机从船体上移至海上基础上并进行连接的功能，因而可在码头上组装完成风电机组整机、并利用码头电网对其进行静态测试和整机并网调试之后，再进行风电机组整机的运输和海上安装，相对于现有技术在海上进行风电机组的安装和调试耗时很大的情况，本发明大大缩短了风电机组的安装和调试时间，从而大大提高了风电机组的海上安装效率，进而在运输和安装过程中所受海况的影响也很小。(2)本发明中，塔架的底部的两部分分别固定于船体上纵向中轴线的两侧，可以保证风电机组固定在船上之后船体的稳定，防止侧翻的发生，有利于运输的安全。(3)本发明中，平衡梁可锁定位于风电机组中部的塔筒，因此，平衡梁稳定了风电机组的中部，从而与托住风电机组底部的上部吊架相搭配，保证了风电机组在船上的稳定。(4)本发明在船体侧面设置了可装水或排水的水舱，从而提高了船体的稳定性和平衡性，保证了运输安装船航行的安全。(5)本发明中，柔性定位装置可将船体与码头或海上基础锁定在一起，这样有利于从码头向船上吊装风电机组以及从运输安装船向海上基础安装风电机组时保证船体的稳定性与安全性。另外，柔性定位装置还可将船体与风电机组锁定在一起，可使吊装在运输安装船上的风电机组保持稳定，从而有利于运输过程中船体的稳定与安全。(6)本发明中，运输安装船进一步设置了缓冲定位装置来对风电机组与海上基础的连接过程提供缓冲，从而防止二者在安装过程中发生碰撞，造成损失，这有利于保证安装过程的安全。另外，缓冲定位装置还可以与上部吊架搭配，实现对风电机组与海上基础的连接的定位功能，这有利于保证风电机组与海上基础准确对接，防止发生因二者对接错误而造成的损失。(7)本发明中的塔架为桁架结构，这有利于船体在迎风情况下增加透风面积，保持船体的稳定和运输的安全。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种运输安装船，其特征在于，该运输安装船包括船体、塔架、导轨、移动横梁、平衡梁、上部吊架、起重设备，其中，所述船体具有纵向中轴线和U形口；所述塔架的底部固定于所述船体上纵向中轴线的两侧，且均平行于所述纵向中轴线；所述移动横梁，位于所述U形口的上方，并可沿固定在所述塔架上的导轨移动，与所述起重设备和所述上部吊架分别相连；所述平衡梁，位于所述移动横梁的上表面，用于将风电机组的塔筒与自身锁定在一起;所述上部吊架用于，与所述风电机组的底部相连，以托住所述风电机组；所述起重设备，两侧分别固定于所述塔架上，用于带动所述移动横梁沿所述导轨上下移动。
2.根据权利要求I所述的运输安装船，其特征在于，该运输安装船进一步包括位于所述船体侧面的水舱，所述水舱用于装水或将自身内部所装的水排出。
3.根据权利要求I所述的运输安装船，其特征在于，该运输安装船进一步包括柔性定位装置；所述柔性定位装置位于所述U形口的侧臂上，用于将所述船体与码头锁定在一起， 或，将所述船体与海上基础锁定在一起。
4.根据权利要求3所述的运输安装船，其特征在于，所述柔性定位装置进一步用于，将所述船体与所述风电机组锁定在一起。
5.根据权利要求I所述的运输安装船，其特征在于，该运输安装船进一步包括连接在上部吊架上的缓冲定位装置；所述缓冲定位装置用于，对所述风电机组与海上基础的连接进行缓冲；对所述风电机组与海上基础的连接进行定位。
6.根据权利要求I所述的运输安装船，其特征在于，该运输安装船进一步包括连接在海上基础上的缓冲定位装置；所述缓冲定位装置用于，对所述风电机组与海上基础的连接进行缓冲。
7.根据权利要求5或6所述的运输安装船，其特征在于，所述运输安装船进一步包括辅助吊车；所述辅助吊车用于，将所述移动横梁与所述上部吊架连接在一起；起吊上部吊架或缓冲定位装置。
8.根据权利要求7所述的运输安装船，其特征在于，所述辅助吊车为全回转吊车。
9.根据权利要求7所述的运输安装船，其特征在于，所述辅助吊车固定于所述塔架的顶部。
10.根据权利要求I至9任一权利要求所述的运输安装船，其特征在于，所述塔架均为祐1架结构。
11.一种用船运输安装风电机组的方法，其特征在于，所述船的船体具有纵向中轴线和 U形口 ；塔架的底部固定于所述船体上纵向中轴线的两侧，且均平行于所述纵向中轴线；移动横梁位于所述U形口的上方，并可沿固定在所述塔架上的导轨移动；平衡梁位于所述移动横梁的上表面；起重设备两侧分别固定于所述塔架上；该方法包括在码头上利用码头电网完成风电机组的静态测试和整机并网调试；所述船运行至所述风电机组的码头船位；将上部吊架与所述风电机组的底部相连，以托住所述风电机组；将移动横梁与起重设备、上部吊架分别相连；将平衡梁与所述风电机组的塔筒锁定在一起；解除所述风电机组的底部与码头基础的连接；起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使所述风电机组的底部完全脱离码头基础；所述船运行至所述风电机组的海上基础船位；起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，使所述风电机组的底部与海上基础建立连接；解除所述上部吊架与风电机组的底部的连接以及上部吊架与移动横梁的连接，解除上部吊架与风电机组底部的连接，解除平衡梁与所述风电机组的塔筒的锁定。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述船运行至所述风电机组的码头船位之后，该方法进一步包括使码头基础位于所述U形口中，用所述U形口侧臂上的柔性定位装置将船体与码头锁定在一起；则在起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使所述风电机组的底部完全脱离码头基础之后，该方法进一步包括使所述柔性定位装置复位，解除所述船体与码头的锁定；和/或，所述船运行至所述风电机组的海上基础船位之后，该方法进一步包括使海上基础位于所述U形口中，用所述U形口侧臂上的柔性定位装置将船体与海上基础锁定在一起；则在解除所述上部吊架与风电机组的底部的连接以及上部吊架与移动横梁的连接，解除平衡梁与所述风电机组的塔筒的锁定之后，该方法进一步包括使所述柔性定位装置复位，解除所述船体与海上基础的锁定。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使所述风电机组的底部完全脱离码头基础之后，该方法进一步包括起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，使所述风电机组的底部位于所述U形口内，用所述U形口侧臂上的柔性定位装置将所述船体与所述风电机组锁定在一起；则在所述船运行至所述风电机组的海上基础船位之后，该方法进一步包括使所述柔性定位装置复位，解除所述船体与所述风电机组的锁定。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使所述风电机组的底部完全脱离码头基础之后，该方法进一步包括起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，以降低所述风电机组的重心；和/或，在所述船运行至所述风电机组的海上基础船位之后，在起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动之前，该方法进一步包括起重设备带动移动横梁沿导轨向上移动，使所述风电机组的底部闻于海上基础的顶面。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述船运行至所述风电机组的海上基础船位之后，在起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动之前，该方法进一步包括将缓冲定位装置连接到上部吊架上；则起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，使所述风电机组的底部与海上基础建立连接的方法为起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，用缓冲定位装置对所述风电机组与海上基础进行缓冲，并用缓冲定位装置对所述风电机组与海上基础的连接进行定位，从而使所述风电机组的底部与海上基础建立连接；在所述风电机组的底部与海上基础建立连接之后，该方法进一步包括解除所述缓冲定位装置与所述上部吊架的连接。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述船运行至所述风电机组的海上基础船位之后，在起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动之前，该方法进一步包括将缓冲定位装置连接到海上基础上；则起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，使所述风电机组的底部与海上基础建立连接的方法为起重设备带动移动横梁沿导轨向下移动，用缓冲定位装置对所述风电机组与海上基础进行缓冲，使所述风电机组的底部与海上基础建立连接；在所述风电机组的底部与海上基础建立连接之后，该方法进一步包括解除所述缓冲定位装置与所述海上基础的连接。
全文摘要
本发明涉及一种运输安装船、一种用船运输安装风电机组的方法。该运输安装船包括船体、塔架、导轨、移动横梁、平衡梁、上部吊架、起重设备，其中，船体具有纵向中轴线和U形口；塔架的底部固定于船体上纵向中轴线的两侧，且均平行于纵向中轴线；移动横梁，位于U形口的上方，并可沿固定在塔架上的导轨移动，与起重设备和上部吊架分别相连；平衡梁，位于移动横梁的上表面，用于将风电机组的塔筒与自身锁定在一起；上部吊架用于，与风电机组的底部相连，以托住风电机组；起重设备，两侧分别固定于塔架上，用于带动移动横梁沿导轨上下移动。利用本发明的技术方案，能提高风电机组的海上安装效率，且受海况影响小。
文档编号B63B27/10GK102616340SQ20111003344
公开日2012年8月1日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者于晨光, 朱兵, 马波 申请人:华锐风电科技(江苏)有限公司