具有調平結構的海上風機基礎的製作方法
2023-06-19 00:20:31
專利名稱：具有調平結構的海上風機基礎的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有調平結構的海上風機基礎，適用於海上風力發電行業。
背景技術：
隨著風力發電技術的日趨成熟，依靠風力發電來增加能源供應的方式越來越受到世界各國的青睞。當前，全球已經有70多個國家和地區都在不同程度地發展風電，並制定了 一系列鼓勵政策來促進風電產業的發展。全球風電產業正以每年25 %左右的速度快速增長。廣闊的海洋因其擁有豐富、穩定的風能資源，早已引起了人們的關注。但是，由於海上施工作業難度大，複雜多變的海洋環境對機組質量、可靠性的要求更高，運行維護成本高，海上風力發電的發展一直比較緩慢。近年來，隨著歐洲各國陸上風電開發趨於飽和及近海風力發電技術有了突破性進展，海上風電開發開始加速。目前歐洲已建成投產的近海風電場共二十餘個，截止到2008年底，世界海上風電裝機總量達到200萬kW。我國擁有漫長的海岸線，海域蘊藏有豐富的風能資源，初步資料表明，我國近海風電可開發量為7.5GW。在陸上風電得到快速發展的同時，我國海上風電開發也提上了日程。 目前，江蘇、浙江、上海、廣東、河北、福建等沿海省份都制定了各自海上風電發展規劃，並開始有部分海上示範風電場開工建設。隨著國家政策的大力支持，尤其是「海上風電特許權」 項目的帶動下，我國海上風電建設進程加快，未來10年內我國海上風電將迎來一個快速發展的時代。單樁基礎是適用於海上風電場中最廣泛的一種風機基礎型式，在目前歐洲已建風電場中，單樁基礎所佔比例達60%以上，其結構型式為採用直徑4 6m的鋼管樁打入海床幾十米深，並通過連接段鋼管與上部風機塔筒連接。單樁基礎優點是結構簡單、施工快捷、性價比高。鋼管樁打樁垂直度可達到1 %以內，而上部風機因正常運行的需要，對基礎平整度要求控制在1%。左右，故一般通過設置連接段鋼管進行二次調平，連接段鋼管與鋼管樁之間一般通過高強灌漿材料或焊接連接，但這種連接方式的施工工期較長。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是針對上述問題，基於我國沿海自然條件，提出一種具有調平結構的海上風機基礎，本風機基礎的調平結構的安裝無需海上灌漿和海上現場焊接，不僅節省大量費用，而且施工周期短。本實用新型所採用的技術方案是一種具有調平結構的海上風機基礎，它包括風機基礎頂部的鋼管樁和該鋼管樁上方的風機底節塔筒，其特徵在於所述鋼管樁的頂部和風機底節塔筒的底部各帶有一個法蘭，兩法蘭之間布置有一組均勻變高度的圓環形的墊片，所述法蘭和墊片之間由一系列的螺栓和螺母固定連接。所述墊片有兩個，上下疊置，墊片的高度變化範圍為30 100mm，墊片上沿圓周開
有一圈螺栓孔。[0009]所述墊片與法蘭的外徑相同，選取範圍在4000 6000mm之間。所述墊片上螺栓孔的數量、位置和孔徑與所述法蘭上的相一致，沿墊片的圓周均勻布置，孔徑的選取範圍在60 70mm之間。所述法蘭、墊片、螺栓和螺母均由鋼材製成。本實用新型的有益效果是1)本實用可通過旋轉均勻變高度的圓環形的墊片對風機基礎頂面進行精確調平，可實現無級調節，適用性高；幻法蘭盤、圓環形墊片的製作均在工廠實現，流水線作業，製作速度快，且質量易保證；3)本風機基礎中的調平結構施工時，大部分工作在陸上完成，海上作業量小、作業時間大大縮短；避免了常規的灌漿連接， 省去高強灌漿料、整套灌漿設施以及可能水下灌漿的技術風險性；4)相對於現場焊接的方法，該調平結構避免了焊接對防腐塗層的破壞；5)風機基礎的主體和調平結構均為鋼結構，其防腐措施可整體考慮，採用常規的犧牲陽極與塗層防護的防腐蝕措施即可，施工工藝成熟，質量易保證。
圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。(剖視圖)圖2是本實施例中墊片的主視圖。圖3是圖2的A-A向剖視圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實施例海上風機基礎具有基礎頂部的鋼管樁6和鋼管樁上方的風機底節塔筒7。實際施工時，由於海上作業條件較陸上條件差，施工過程中往往難以控制鋼管樁6的垂直度(如圖1所示，鋼管樁6並未保持完全垂直而具有少許的傾斜)，從而導致上部風電機組(包括風機塔筒等構件)不能滿足運行要求，因此本實施例在鋼管樁6和風機底節塔筒7之間設置了調平結構以滿足風電機組的運行要求。該調平結構主要由一組 (本例為兩個)均勻變高度的圓環形的墊片1組成，兩墊片上下疊置，其上制有一圈螺栓孔 1_1(各墊片均由工廠預製生產，規格完全相同，其衝切、磨砂、檢測均採用流水線作業，且為整體預製件而非焊接件)，為方便鋼管樁6與風機底節塔筒7的連接以及墊片1的安裝，本例在鋼管樁的頂部和風機底節塔筒的底部各設置了一個法蘭3，墊片1位於兩法蘭之間並通過螺栓4和螺母5與法蘭連接固定。如圖3所示，所謂「均勻變高度」，是指墊片一端高而另一端低，其最低端均勻平直地過渡至最高端，最低端高30mm，最高端高100mm。如圖1、圖 2所示，墊片1的直徑與法蘭3的直徑相同，本例為5000mm ( —般可在4000mm 6000mm範圍內選擇)；為方便安裝，墊片上螺栓孔的孔數、孔位及孔徑均與法蘭上的相一致，本例中每隔墊片的螺栓孔為60個，孔徑可在60 70mm範圍內選擇。本調平結構的應用原理為當鋼管樁6施工完成後，如果鋼管樁頂部的垂直度為 4%。，則旋轉兩個墊片1使得組合後該組墊片高度為110 130mm，即可將墊片頂面調整為水平；如果鋼管樁頂部的垂直度為1%，則旋轉兩個墊片1使得組合後該組墊片高度為95 145mm,即可將墊片頂面調整為水平(即根據鋼管樁的垂直度來調整兩個墊片的相對位置， 使該組墊片的頂面為水平即可)。調平後，再通過一系列的螺栓4和螺母5將鋼管樁頂部法蘭3、墊片1和風機底節塔筒底部法蘭3連接為牢固的整體，在螺栓連接時，螺栓孔可能需少量調整使得各組螺栓孔一一對位，但因此少量調整造成的偏差則完全控制在1%。，滿足風機正常運行對調平精度的要求。
4[0020] 上述的墊片1、螺栓4、螺母5、鋼管樁6、風機底節塔筒7以及鋼管樁和塔筒上的法蘭3均在工廠製作、防腐處理、檢測，再運至現場安裝。風機基礎若為單樁基礎，可採用起重船配合1200kJ級的液壓打樁錘打樁；若為其他鋼結構基礎，可採用起重船安裝。
權利要求1.一種具有調平結構的海上風機基礎，它包括風機基礎頂部的鋼管樁(6)和該鋼管樁上方的風機底節塔筒(7)，其特徵在於所述鋼管樁的頂部和風機底節塔筒的底部各帶有一個法蘭(3)，兩法蘭之間布置有一組均勻變高度的圓環形的墊片(1)，所述法蘭和墊片之間由一系列的螺栓⑷和螺母(5)固定連接。
2.根據權利要求1所述的具有調平結構的海上風機基礎，其特徵在於所述墊片(1) 有兩個，上下疊置，墊片的高度變化範圍為30 100mm，墊片上沿圓周開有一圈螺栓孔 (1-1)。
3.根據權利要求1或2所述的具有調平結構的海上風機基礎，其特徵在於所述墊片 (1)與法蘭(3)的外徑相同，選取範圍在4000 6000mm之間。
4.根據權利要求1或2所述的具有調平結構的海上風機基礎，其特徵在於所述墊片 (1)上螺栓孔(1-1)的數量、位置和孔徑與所述法蘭C3)上的相一致，沿墊片的圓周均勻布置，孔徑的選取範圍在60 70mm之間。
5.根據權利要求1或2所述的具有調平結構的海上風機基礎，其特徵在於所述法蘭 (3)、墊片(1)、螺栓(4)和螺母(5)均由鋼材製成。
專利摘要本實用新型涉及一種具有調平結構的海上風機基礎。本實用新型所要解決的技術問題是本風機基礎的調平結構的安裝無需海上灌漿和海上現場焊接，不僅節省大量費用，而且施工周期短。解決該問題的技術方案是鋼管樁的頂部和風機底節塔筒的底部各帶有一個法蘭，兩法蘭之間布置有一組均勻變高度的圓環形的墊片，所述法蘭和墊片之間由一系列的螺栓和螺母固定連接。本實用新型可用於海上風力發電行業。
文檔編號F03D11/04GK201953582SQ20102065701
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月2日 優先權日2010年12月2日
發明者俞華鋒, 姜貞強, 孫杏建, 張樂平, 朱彬彬, 李煒, 羅金平, 葛國林, 郇彩雲, 韓偉, 高宏飈 申請人:中國水電顧問集團華東勘測設計研究院