海上漂浮式风电平台的装配方法和海上漂浮式风电平台与流程

本公开涉及海上漂浮式风电平台，具体地，涉及一种海上漂浮式风电平台的装配方法和海上漂浮式风电平台。

背景技术：

1、漂浮式风机平台主要是通过平台自身的浮力和稳定性抵消风机传递的推力和环境惯性力，通常分为四种主要类型：单立柱式(spar)、驳船式(barge)、半潜式平台(semi)、张力腿平台(tlp)。

2、张力腿式(tension leg platform，tlp)风电平台其在中等水深(约60m-150m)下具有很好推广价值。与其他浮式概念相比，张力腿平台既不需要像单立柱平台所需的深吃水条件，也不需要像半潜式平台所需的用海面积巨大的分布式系泊系统，它采用的垂向张紧系泊系统用海面积小；张力腿平台本身的垂荡/横摇/纵摇运动很小，可为风机提供更为安全可靠运行保证，并有效提高发电量；在平台及系泊方面，垂直系泊大大减少了系泊缆用量，结构简单用钢量远低于半潜式平台，且易于加工建造。因此tlp式平台相比半潜平台具有显著降低成本的潜力，有广阔的应用前景。

3、相关技术中，海上漂浮式风电平台的制造需要船厂、船坞等超大型专业加工厂房，工业化生产较为困难，且组装过程中各分段之间通常采用焊接工艺，对各分段加工精度要求很高，如遇加工偏差过大，将给组装带来非常大的困难，导致组装效率低。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种海上漂浮式风电平台的装配方法和海上漂浮式风电平台，以解决海上漂浮式风电平台组装效率低的技术问题。

2、为了实现上述目的，本公开提供一种海上漂浮式风电平台的装配方法，所述海上漂浮式风电平台包括：风机塔筒基础，其中设置有用于浇注混凝土的环形夹层结构，中部核心连接模块，用于套设在所述风机塔筒基础的底部，所述中部核心连接模块由四个连接子单元拼接而成，所述连接子单元中设置有用于浇注混凝土的浇注腔，四个水平主梁，所述水平主梁的一端设置有系泊固定件，所述水平主梁中设置有用于浇注混凝土的浇注腔，钢制浮力舱，包括四个浮力子单元，以及两个斜拉梁，所述斜拉梁的两端设置有用于浇注混凝土的浇注腔；所述海上漂浮式风电平台的装配方法包括以下步骤：将四个所述连接子单元围绕在所述风机塔筒基础的外周面的底部，使得所述连接子单元通过第一定位结构与所述风机塔筒基础的外周面相对定位；使得所述水平主梁沿所述中部核心连接模块的径向延伸并绕所述风机塔筒基础的中心轴线间隔排布，并使得四个所述水平主梁的另一端分别通过第二定位结构与所述中部核心连接模块相对定位；将所述浮力子单元放置在相邻的两个所述水平主梁与所述中部核心连接模块围绕成的空间中，并使得所述浮力子单元与所述中部核心连接模块和所述水平主梁之间分别通过第三定位结构相对定位；将所述斜拉梁连接于所述水平主梁的顶面与所述风机塔筒基础的外周面之间，使得所述斜拉梁的端部与所述水平主梁和所述风机塔筒基础之间分别通过第四定位结构相对定位，并使得两个所述斜拉梁关于所述风机塔筒基础的中心轴线对称；向所述环形夹层结构、所述连接子单元、所述水平主梁以及所述斜拉梁中浇注混凝土，使得混凝土流入所述第一定位结构、所述第二定位结构、所述第三定位结构以及所述第四定位结构中。

3、可选地，所述第一定位结构包括：第一通孔，设置在所述风机塔筒基础的外周面上，所述第一通孔与所述环形夹层结构流体连通，第一抗剪力键，环绕所述第一通孔设置，第一插孔，设置在所述连接子单元上，并与所述连接子单元的浇注腔流体连通，以及第一紧固孔，所述风机塔筒基础的外周面与所述连接子单元上对应设置有所述第一紧固孔；所述将四个所述连接子单元围绕在所述风机塔筒基础的外周面的底部，使得所述连接子单元通过第一定位结构与所述风机塔筒基础的外周面相对定位的步骤包括：将所述第一抗剪力键插入所述第一插孔中；将紧固件穿过所述风机塔筒基础和所述连接子单元上的所述第一紧固孔，使得所述风机塔筒基础和所述连接子单元紧固连接。

4、可选地，所述向所述环形夹层结构、所述连接子单元、所述水平主梁以及所述斜拉梁中浇注混凝土，使得混凝土流入所述第一定位结构、所述第二定位结构、所述第三定位结构以及所述第四定位结构中的步骤包括：向所述环形夹层结构和所述连接子单元中浇注混凝土，使得混凝土通过所述环形夹层结构进入所述第一通孔，以填充所述第一抗剪力键，使得混凝土通过所述连接子单元的浇注腔进入所述第一插孔，以包裹所述第一抗剪力键，并使得混凝土包裹进入所述连接子单元的浇注腔和所述环形夹层结构的紧固件。

5、可选地，所述第二定位结构包括：第一拼接法兰，设置于所述水平主梁的朝向所述中部连接模块的端面，第二拼接法兰，设置于所述中部连接模块的侧壁上，第二通孔，设置于所述第一拼接法兰和所述第二拼接法兰中的一者，所述第二通孔与相应的浇注腔流体连通，第二抗剪力键，环绕所述第二通孔设置，以及第二插孔，设置于所述第一拼接法兰和所述第二拼接法兰中的另一者；所述使得所述水平主梁沿所述中部核心连接模块的径向延伸并绕所述风机塔筒基础的中心轴线间隔排布，使得四个所述水平主梁的另一端分别通过第二定位结构与所述中部核心连接模块相对定位的步骤包括：将所述第二抗剪力键插入所述第二插孔中；将所述第二拼接法兰与所述第一拼接法兰拼接，并通过紧固件将所述第二拼接法兰与所述第一拼接法兰紧固连接。

6、可选地，所述向所述环形夹层结构、所述连接子单元、所述水平主梁以及所述斜拉梁中浇注混凝土，使得混凝土流入所述第一定位结构、所述第二定位结构、所述第三定位结构以及所述第四定位结构中的步骤包括：向所述连接子单元和所述水平主梁中浇注混凝土，使得混凝土通过所述连接子单元和所述水平主梁中的一者的浇注腔进入所述第二通孔，以填充所述第二抗剪力键，使得混凝土通过所述连接子单元和所述水平主梁中的另一者的浇注腔进入所述第二插孔，以包裹所述第二抗剪力键的插入所述第二插孔的部分，并使得混凝土包裹进入所述连接子单元和所述水平主梁的浇注腔的紧固件。

7、可选地，所述第一拼接法兰和/或所述第二拼接法兰的顶部设置有用于浇注混凝土的第一浇注缺口；所述向所述环形夹层结构、所述连接子单元、所述水平主梁以及所述斜拉梁中浇注混凝土，使得混凝土流入所述第一定位结构、所述第二定位结构、所述第三定位结构以及所述第四定位结构中的步骤包括：通过所述第一浇注缺口向所述第一拼接法兰和所述第二拼接法兰之间浇注混凝土，使得混凝土包裹所述第二抗剪力键和所述紧固件的位于所述第一拼接法兰和所述第二拼接法兰之间的部分。

8、可选地，所述第三定位结构包括：锚板，设置于所述浮力子单元的侧壁，以及锚板安装孔，设置于所述水平主梁的侧壁以及所述中部核心连接模块的侧壁，所述锚板安装孔与相应的浇注腔流体连通；所述将所述浮力子单元放置在相邻的两个所述水平主梁与所述中部核心连接模块围绕成的空间中，并使得所述浮力子单元与所述中部核心连接模块和所述水平主梁之间分别通过第三定位结构相对定位的步骤包括：将所述锚板插入所述锚板安装孔中。

9、可选地，所述向所述环形夹层结构、所述连接子单元、所述水平主梁以及所述斜拉梁中浇注混凝土，使得混凝土流入所述第一定位结构、所述第二定位结构、所述第三定位结构以及所述第四定位结构中的步骤包括：向所述连接子单元和所述水平主梁中浇注混凝土，使得混凝土通过所述连接子单元和所述水平主梁的浇注腔进入所述锚板安装孔，以包裹所述锚板的插入所述锚板安装孔的部分。

10、可选地，所述第四定位结构包括：斜拉梁连接件，构造为顶部和端部开口的槽状结构，第一倒齿，设置于所述斜拉梁连接件的内侧壁，以及第二倒齿，设置于所述斜拉梁的外壁；所述将所述斜拉梁连接于所述水平主梁的顶面与所述风机塔筒基础的外周面之间，使得所述斜拉梁的端部与所述水平主梁和所述风机塔筒基础之间分别通过第四定位结构相对定位，并使得两个所述斜拉梁关于所述风机塔筒基础的中心轴线对称的步骤包括：将所述斜拉梁连接件的一端与所述水平主梁的顶面或所述风机塔筒基础的外周面固定连接；将所述斜拉梁能够通过所述斜拉梁连接件的顶部开口放入所述斜拉梁连接件中，并所述第二倒齿的侧面与所述第一倒齿的侧面抵接。

11、可选地，所述向所述环形夹层结构、所述连接子单元、所述水平主梁以及所述斜拉梁中浇注混凝土，使得混凝土流入所述第一定位结构、所述第二定位结构、所述第三定位结构以及所述第四定位结构中的步骤包括：向所述环形夹层结构、所述水平主梁以及所述斜拉梁中浇注混凝土，使得混凝土流入所述斜拉梁连接件与所述斜拉梁之间，以包裹所述第一倒齿和所述第二倒齿。

12、可选地，所述第四定位结构还包括：第四通孔，设置于所述水平主梁的顶面上对应于所述斜拉梁的端面的位置，所述第四通孔与所述水平主梁的浇注腔流体连通，以及第四抗剪力键，环绕所述第四通孔设置；所述将所述斜拉梁连接于所述水平主梁的顶面与所述风机塔筒基础的外周面之间，使得所述斜拉梁的端部与所述水平主梁和所述风机塔筒基础之间分别通过第四定位结构相对定位，并使得两个所述斜拉梁关于所述风机塔筒基础的中心轴线对称的步骤还包括：将所述第四抗剪力键插入所述斜拉梁的端面中，使得所述第四抗剪力键进入所述斜拉梁的浇注腔。

13、可选地，所述向所述环形夹层结构、所述连接子单元、所述水平主梁以及所述斜拉梁中浇注混凝土，使得混凝土流入所述第一定位结构、所述第二定位结构、所述第三定位结构以及所述第四定位结构中的步骤包括：向所述环形夹层结构、所述水平主梁以及所述斜拉梁中浇注混凝土，使得混凝土通过所述水平主梁的浇注腔和所述环形夹层结构流入所述第四通孔，以填充所述第四抗剪力键，使得混凝土包裹进入所述斜拉梁的浇注腔的所述第四抗剪力键。

14、可选地，所述水平主梁包括：第一主梁单元，所述系泊固定件设置于所述第一主梁单元的背离所述中部核心连接模块的一端，以及第二主梁单元，用于连接于所述第一主梁单元与所述中部核心连接模块之间；所述海上漂浮式风电平台的装配方法包括还包括以下步骤：将所述第一主梁单元通过第五定位结构与所述第二主梁单元相对定位；向所述第一主梁单元和所述第二主梁单元中浇注混凝土，使得混凝土流入所述第五定位结构中。

15、可选地，所述第五定位结构包括：第三拼接法兰，设置于所述第一主梁单元的朝向所述第二主梁单元的端面，第四拼接法兰，设置于所述第二主梁单元的朝向所述第一主梁单元的端面，第五通孔，设置于所述第三拼接法兰和所述第四拼接法兰中的一者，所述第五通孔与相应的浇注腔流体连通，第五抗剪力键，环绕所述第五通孔设置，以及第五插孔，设置于所述第三拼接法兰和所述第四拼接法兰中的另一者；所述将所述第一主梁单元通过第五定位结构与所述第二主梁单元相对定位的步骤包括：将所述第五抗剪力键插入所述第五插孔中；将所述第三拼接法兰与所述第四拼接法兰拼接，并通过紧固件将所述第三拼接法兰与所述第四拼接法兰紧固连接。

16、可选地，所述向所述第一主梁单元和所述第二主梁单元中浇注混凝土，使得混凝土流入所述第五定位结构中的步骤包括：向所述第一主梁单元和所述第二主梁单元中浇注混凝土，使得混凝土通过所述第一主梁单元和所述第二主梁单元中的一者的浇注腔进入所述第五通孔，以填充所述第五抗剪力键，使得混凝土通过所述第一主梁单元和所述第二主梁单元中的另一者的浇注腔进入所述第五插孔，以包裹所述第五抗剪力键的插入所述第五插孔的部分，并使得混凝土包裹进入所述第一主梁单元和所述第二主梁单元的浇注腔的紧固件。

17、可选地，所述第三拼接法兰和/或所述第四拼接法兰的顶部设置有用于浇注混凝土的第二浇注缺口；所述向所述第一主梁单元和所述第二主梁单元中浇注混凝土，使得混凝土流入所述第五定位结构中的步骤包括：通过所述第二浇注缺口向所述第三拼接法兰与所述第四拼接法兰之间浇注混凝土，使得混凝土包裹所述第五抗剪力键和所述紧固件的位于所述第三拼接法兰与所述第四拼接法兰之间的部分。

18、在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种海上漂浮式风电平台，所述海上漂浮式风电平台通过上述技术方案中的海上漂浮式风电平台的装配方法装配而成。

19、通过本公开提供的海上漂浮式风电平台的装配方法，在海上漂浮式风电平台的总组过程中，通过向连接子单元、风机塔筒基础、水平主梁以及斜拉梁中浇注混凝土，既能够充分发挥钢板抗拉混凝土抗压耐腐蚀的特点，解决目前钢结构受压稳定较差以及混凝土结构轴心受拉或小偏心受拉性能较差的问题，又能够使得混凝土通过环形夹层结构和各浇注腔流入各定位结构中，从而利用混凝土在各部分之间的粘合作用快速完成各部分的连接拼装，有效避免由于各部分的加工偏差导致的组装工序增加，同时避免各部分之间组装完成后的二次防腐处理，从而简化组装步骤，提高组装效率。本公开提供的海上漂浮式风电平台具有与上述技术方案中的海上漂浮式风电平台的装配方法相同的技术效果，为了避免不必要的重复，在此不作赘述，此外，在本公开提供的海上漂浮式风电平台中，通过对体积较大的中部核心连接模块和钢制浮力舱进行模块化标准设计，将这两者分别拆分为多个连接子单元和多个浮力子单元，能够使得各子单元的尺寸和重量均不超过风机的尺寸和重量，由于风机可以采用公路运输来交付，那么连接子单元、浮力子单元、风机塔筒基础、水平主梁以及斜拉梁等部分同样也可以采用公路运输来交付，这就大大降低了采用专有场地和设施的要求，此外，通过模块标准化的设计，海上漂浮式风电平台的各部分可以在不同的地点进行加工建造，完成后运输到合拢场地进行总组，大大提高了各部分的建造速度，有效缩短建造工期。

20、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。