专利名称：具有调平结构的海上风机基础的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有调平结构的海上风机基础，适用于海上风力发电行业。
背景技术：
随着风力发电技术的日趋成熟，依靠风力发电来增加能源供应的方式越来越受到世界各国的青睐。当前，全球已经有70多个国家和地区都在不同程度地发展风电，并制定了 一系列鼓励政策来促进风电产业的发展。全球风电产业正以每年25 %左右的速度快速增长。广阔的海洋因其拥有丰富、稳定的风能资源，早已引起了人们的关注。但是，由于海上施工作业难度大，复杂多变的海洋环境对机组质量、可靠性的要求更高，运行维护成本高，海上风力发电的发展一直比较缓慢。近年来，随着欧洲各国陆上风电开发趋于饱和及近海风力发电技术有了突破性进展，海上风电开发开始加速。目前欧洲已建成投产的近海风电场共二十余个，截止到2008年底，世界海上风电装机总量达到200万kW。我国拥有漫长的海岸线，海域蕴藏有丰富的风能资源，初步资料表明，我国近海风电可开发量为7.5GW。在陆上风电得到快速发展的同时，我国海上风电开发也提上了日程。 目前，江苏、浙江、上海、广东、河北、福建等沿海省份都制定了各自海上风电发展规划，并开始有部分海上示范风电场开工建设。随着国家政策的大力支持，尤其是“海上风电特许权” 项目的带动下，我国海上风电建设进程加快，未来10年内我国海上风电将迎来一个快速发展的时代。单桩基础是适用于海上风电场中最广泛的一种风机基础型式，在目前欧洲已建风电场中，单桩基础所占比例达60%以上，其结构型式为采用直径4 6m的钢管桩打入海床几十米深，并通过连接段钢管与上部风机塔筒连接。单桩基础优点是结构简单、施工快捷、性价比高。钢管桩打桩垂直度可达到1 %以内，而上部风机因正常运行的需要，对基础平整度要求控制在1%。左右，故一般通过设置连接段钢管进行二次调平，连接段钢管与钢管桩之间一般通过高强灌浆材料或焊接连接，但这种连接方式的施工工期较长。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是针对上述问题，基于我国沿海自然条件，提出一种具有调平结构的海上风机基础，本风机基础的调平结构的安装无需海上灌浆和海上现场焊接，不仅节省大量费用，而且施工周期短。本实用新型所采用的技术方案是一种具有调平结构的海上风机基础，它包括风机基础顶部的钢管桩和该钢管桩上方的风机底节塔筒，其特征在于所述钢管桩的顶部和风机底节塔筒的底部各带有一个法兰，两法兰之间布置有一组均勻变高度的圆环形的垫片，所述法兰和垫片之间由一系列的螺栓和螺母固定连接。所述垫片有两个，上下叠置，垫片的高度变化范围为30 100mm，垫片上沿圆周开
有一圈螺栓孔。[0009]所述垫片与法兰的外径相同，选取范围在4000 6000mm之间。所述垫片上螺栓孔的数量、位置和孔径与所述法兰上的相一致，沿垫片的圆周均勻布置，孔径的选取范围在60 70mm之间。所述法兰、垫片、螺栓和螺母均由钢材制成。本实用新型的有益效果是1)本实用可通过旋转均勻变高度的圆环形的垫片对风机基础顶面进行精确调平，可实现无级调节，适用性高；幻法兰盘、圆环形垫片的制作均在工厂实现，流水线作业，制作速度快，且质量易保证；3)本风机基础中的调平结构施工时，大部分工作在陆上完成，海上作业量小、作业时间大大缩短；避免了常规的灌浆连接， 省去高强灌浆料、整套灌浆设施以及可能水下灌浆的技术风险性；4)相对于现场焊接的方法，该调平结构避免了焊接对防腐涂层的破坏；5)风机基础的主体和调平结构均为钢结构，其防腐措施可整体考虑，采用常规的牺牲阳极与涂层防护的防腐蚀措施即可，施工工艺成熟，质量易保证。
图1是本实用新型实施例的结构示意图。(剖视图)图2是本实施例中垫片的主视图。图3是图2的A-A向剖视图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例海上风机基础具有基础顶部的钢管桩6和钢管桩上方的风机底节塔筒7。实际施工时，由于海上作业条件较陆上条件差，施工过程中往往难以控制钢管桩6的垂直度(如图1所示，钢管桩6并未保持完全垂直而具有少许的倾斜)，从而导致上部风电机组(包括风机塔筒等构件)不能满足运行要求，因此本实施例在钢管桩6和风机底节塔筒7之间设置了调平结构以满足风电机组的运行要求。该调平结构主要由一组 (本例为两个)均勻变高度的圆环形的垫片1组成，两垫片上下叠置，其上制有一圈螺栓孔 1_1(各垫片均由工厂预制生产，规格完全相同，其冲切、磨砂、检测均采用流水线作业，且为整体预制件而非焊接件)，为方便钢管桩6与风机底节塔筒7的连接以及垫片1的安装，本例在钢管桩的顶部和风机底节塔筒的底部各设置了一个法兰3，垫片1位于两法兰之间并通过螺栓4和螺母5与法兰连接固定。如图3所示，所谓“均勻变高度”，是指垫片一端高而另一端低，其最低端均勻平直地过渡至最高端，最低端高30mm，最高端高100mm。如图1、图 2所示，垫片1的直径与法兰3的直径相同，本例为5000mm ( —般可在4000mm 6000mm范围内选择)；为方便安装，垫片上螺栓孔的孔数、孔位及孔径均与法兰上的相一致，本例中每隔垫片的螺栓孔为60个，孔径可在60 70mm范围内选择。本调平结构的应用原理为当钢管桩6施工完成后，如果钢管桩顶部的垂直度为 4%。，则旋转两个垫片1使得组合后该组垫片高度为110 130mm，即可将垫片顶面调整为水平；如果钢管桩顶部的垂直度为1%，则旋转两个垫片1使得组合后该组垫片高度为95 145mm,即可将垫片顶面调整为水平(即根据钢管桩的垂直度来调整两个垫片的相对位置， 使该组垫片的顶面为水平即可)。调平后，再通过一系列的螺栓4和螺母5将钢管桩顶部法兰3、垫片1和风机底节塔筒底部法兰3连接为牢固的整体，在螺栓连接时，螺栓孔可能需少量调整使得各组螺栓孔一一对位，但因此少量调整造成的偏差则完全控制在1%。，满足风机正常运行对调平精度的要求。
4[0020] 上述的垫片1、螺栓4、螺母5、钢管桩6、风机底节塔筒7以及钢管桩和塔筒上的法兰3均在工厂制作、防腐处理、检测，再运至现场安装。风机基础若为单桩基础，可采用起重船配合1200kJ级的液压打桩锤打桩；若为其他钢结构基础，可采用起重船安装。
权利要求1.一种具有调平结构的海上风机基础，它包括风机基础顶部的钢管桩(6)和该钢管桩上方的风机底节塔筒(7)，其特征在于所述钢管桩的顶部和风机底节塔筒的底部各带有一个法兰(3)，两法兰之间布置有一组均勻变高度的圆环形的垫片(1)，所述法兰和垫片之间由一系列的螺栓⑷和螺母(5)固定连接。
2.根据权利要求1所述的具有调平结构的海上风机基础，其特征在于所述垫片(1) 有两个，上下叠置，垫片的高度变化范围为30 100mm，垫片上沿圆周开有一圈螺栓孔 (1-1)。
3.根据权利要求1或2所述的具有调平结构的海上风机基础，其特征在于所述垫片 (1)与法兰(3)的外径相同，选取范围在4000 6000mm之间。
4.根据权利要求1或2所述的具有调平结构的海上风机基础，其特征在于所述垫片 (1)上螺栓孔(1-1)的数量、位置和孔径与所述法兰C3)上的相一致，沿垫片的圆周均勻布置，孔径的选取范围在60 70mm之间。
5.根据权利要求1或2所述的具有调平结构的海上风机基础，其特征在于所述法兰 (3)、垫片(1)、螺栓(4)和螺母(5)均由钢材制成。
专利摘要本实用新型涉及一种具有调平结构的海上风机基础。本实用新型所要解决的技术问题是本风机基础的调平结构的安装无需海上灌浆和海上现场焊接，不仅节省大量费用，而且施工周期短。解决该问题的技术方案是钢管桩的顶部和风机底节塔筒的底部各带有一个法兰，两法兰之间布置有一组均匀变高度的圆环形的垫片，所述法兰和垫片之间由一系列的螺栓和螺母固定连接。本实用新型可用于海上风力发电行业。
文档编号F03D11/04GK201953582SQ20102065701
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者俞华锋, 姜贞强, 孙杏建, 张乐平, 朱彬彬, 李炜, 罗金平, 葛国林, 郇彩云, 韩伟, 高宏飚 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院