用于在风力涡轮机的安装期间布置至少一个部件的方法与流程

本发明涉及一种用于在风力涡轮机的安装期间布置至少一个部件的方法。

背景技术：

1、在风力涡轮机的安装期间，不仅必须安装风力涡轮机的主要部件(如塔架、机舱、毂部和转子叶片)，还必须将次要装备运输到风力涡轮机并布置在风力涡轮机处。这种装备通常可以被称为“次级钢(secondary steel)”，并且可以包括不同的部件和设备，这取决于待安装的风力涡轮机的预期用途。

2、通常，在风力涡轮机的安装期间，并且在塔架已经竖立之后，将这种次要部件安装到风力涡轮机、特别是安装到风力涡轮机塔架。因此，必须使用起重机安装较大部件，起重机将每一单独部件提升到风力涡轮机，例如在海上风力涡轮机的情况下，从船舶提升；或者在陆上风力涡轮机的情况下，从另一类型的载具或存储位置提升。然而，部件的单独提升非常耗时，并且可能增加风力涡轮机安装、特别是海上风力涡轮机的安装所需的气象窗。因此，需要一种允许在风力涡轮机的安装期间布置这种部件的高效方法。

技术实现思路

1、本发明基于的目标问题是提供一种用于在风力涡轮机的安装期间布置至少一个部件的经改进方法，其特别是分别减少安装风力涡轮机或在安装期间布置所述部件所需的时间量。

2、根据本发明，此目的通过一种如最初描述的方法来实现，其中在将塔架段耦接到塔架段支撑结构之前，将所述部件可释放地附接到所述塔架段，其中所述塔架段形成待安装的风力涡轮机的塔架的至少一部分，并且其中所述部件附接到所述塔架段的外表面处的附接区域，其中在将所述塔架段耦接到所述塔架段支撑结构之后，将所述部件从所述附接区域移动到布置位置。

3、将所述至少一个部件耦接到塔架段具有如下优点：所述部件可以与所述塔架段一起移动，使得特别是仅需要单个提升步骤来提升塔架段和附接到其的一个或多个部件。在将塔架段附接到先前安装的塔架段支撑结构之后，可以将所述部件从附接区域移动到所期望的布置位置，在所述附接区域中，它们附接到塔架段的外表面。

4、围绕塔架段的外周向部分布置一个或多个部件具有如下优点：所述部件可以在将塔架段提升到相应塔架段支撑结构之前附接到所述塔架段。特别地，部件的预安装成为可能，使得所述部件不必在风力涡轮机的安装侧处附接到所述塔架段。因此，可以分别在不影响现场安装时间或风力涡轮机的安装所需的气象窗的情况下完成所述部件的附接。特别是对于海上风力涡轮机，塔架段和所附接的部件的陆上预组装成为可能。然而，同样，对于陆上风力涡轮机，所述部件和塔架段的预组装可以用于促进和加速安装。有利地，减少的安装时间还降低风力涡轮机安装的成本。

5、此外，预组装提供如下优点：在运输期间，可以同时处理所述部件和塔架段。因此，可以减少用于海上风力涡轮机的安装的运输载具(如船舶)上所需的空间。

6、塔架段支撑结构可以例如是陆上或海上风力涡轮机基座，其在将塔架段耦接到塔架段支撑结构之前安装在待安装的风力涡轮机的位置处。塔架段到塔架支撑结构的附接可以例如通过螺栓连接、焊接和/或使用塔架段与塔架段支撑结构之间的一个或多个滑动接头而发生。

7、所述部件所附接的塔架段可以分别形成风力涡轮机的整个塔架或包括两个或更多个塔架段的塔架的一部分。优选地，使用形成风力涡轮机的整个塔架的塔架段。如果安装侧处可用的起重机能力允许提升如此大的重量，则所述塔架段可以特别是风力涡轮机的完整塔架。在替代方案中，其可以是与至少一个额外塔架段连接、以形成风力涡轮机的完整塔架的塔架段。在后一情况下，至少一个部件可以附接到形成风力涡轮机的塔架的塔架段中的一者或多者。

8、所述至少一个部件附接到所述塔架段的外表面，所述塔架段可以包括例如柱形或管状形状。还可能的是，所述塔架段分别具有圆锥的截头锥体或截头圆锥的形状。

9、所述至少一个部件附接到塔架段的外表面处的附接区域。在将所述塔架段附接到塔架段支撑结构之后，将所述部件从所述附接区域移动到所述布置位置。所述布置位置可以例如在塔架段处、塔架段支撑结构处和/或风力涡轮机的机舱处。因此，所述部件可以从所述附接区域提升或降低到所述布置位置。

10、所述布置位置可以是在风力涡轮机的操作期间使用所述部件的位置，或所述部件在移动到最终位置(例如中空塔架段或中空塔架段支撑结构的内部中的最终位置)之前临时布置的中间位置。

11、因此，在将塔架段提升到塔架段支撑结构期间，所述部件并不保留在其布置的附接区域中。仅在提升程序期间、而不是在风力涡轮机的最终操作期间，通过将所述部件布置在塔架段的外表面处的附接区域中来将所述部件运输到待安装的风力涡轮机。

12、将所述部件附接到塔架段允许省略使用布置在塔架段支撑结构与塔架段之间的过渡件。因此，在安装程序期间，不需要塔架段支撑结构与塔架段(特别是形成风力涡轮机的整个塔架的塔架段)之间的过渡件或任何其他中间结构来承载所述部件。有利地，塔架段到塔架段支撑结构的直接附接降低风力涡轮机、特别是海上风力涡轮机的安装成本。

13、在优选实施例中，所述部件通过至少一个附接装置可释放地附接到所述塔架段，其中所述附接装置永久地或临时地附接到所述塔架段。使用附接装置允许将所述至少一个部件附接到塔架段的外表面，其可以特别分别是柱体或圆锥的截头椎体的护套，并且因此在所述至少一个部件所附接的附接区域中展现弯曲形状。

14、所述附接装置可以永久地固定到所述塔架段，并且特别是在所述部件已经移动到所述布置位置之后保留在所述塔架段的外表面上。替代地，可以使用一个或多个临时固定的附接装置，使得所述附接装置可以在将所述至少一个部件移动到所述布置位置的同时或之后从所述塔架段移除。可能的是，使用一个或多个永久附接的附接装置和一个或多个临时附接的附接装置的组合来将部件附接到塔架段。

15、优选地，所述附接装置和/或在所述部件的附接状态下耦接到所述附接装置的所述部件的对应附接部分是可远程释放的。使用可远程释放的附接装置和/或对应附接部分具有如下优点：所述部件可以从所述塔架段释放，而无需手动工作，并且因此无需在所述附接区域中存在工人。

16、所述部件与塔架段之间的连接可以使用释放装置(例如控制设备)来释放，所述释放装置可以分别有线或无线地连接到所述附接装置或所述部件的对应附接部分。例如，这允许例如从船舶或任何其他远程位置释放所述部件。

17、在优选实施例中，焊接到塔架段的附接结构充当永久附接的附接装置，和/或可释放地耦接到塔架周向部分或塔架段的表面侧、并且包括一个或多个附接结构的附接设备充当临时附接的附接装置。分别焊接到塔架或被提供为临时附接的附接装置的一部分的附接结构特别适于耦接到待附接的部件。耦接到待附接部件的壳体和/或支撑耦接到所述附接结构的部件也是可能的。

18、所述附接结构可以包括例如钩或类似物的形状，部件可以附接到所述钩或类似物。其他类型的附接结构也是可能的。所述附接结构可以适于锁定附接到其的部件。特别地，所述部件的自动释放也是可能的，使得在将所述部件移动到所述布置位置之前，可以自动释放所述部件到塔架段上的附接区域中的附接装置的固定。这具有如下优点：可以减少用于定位所述部件的手动工作量。特别地，这使得能够远程控制所述部件从所述附接区域到所述布置位置的移动。有利地，这允许省略与所述部件的人工交互，并且因此将所述部件牢固地布置在所述附接位置中。

19、使用如焊接到塔架段的附接结构的永久附接的附接装置具有如下优点：在风力涡轮机的安装之后，不必从塔架段移除所述附接装置。使用可释放地固定到塔架段的临时附接的附接设备具有如下优点：不必进行到外塔架表面的焊接，因为这种焊接程序可能以不希望的方式影响塔架段的稳定性。

20、在将所述部件从所述塔架处的附接区域移动到所述部件的对应布置位置之后，可以移除可释放地耦接到所述塔架段的外周向部分的附接设备。所述附接设备可以可释放地附接到塔架段的外周向部分或者附接到塔架的一个表面侧，因此附接到塔架段的上端或下端。

21、优选地，使用围绕塔架段的外周向部分布置的带、围绕塔架段的外周向部分布置的环形附接设备、附接到塔架段的上表面侧或下表面侧的凸缘和/或磁性装置作为附接设备。

22、围绕塔架的外周向部分布置的带可以与柱形塔架段和具有圆锥截面的形状的塔架段一起使用。所述带可以包括多个附接结构，所述部件中的一者或多者可以耦接到所述附接结构。

23、环形附接设备可以特别是与具有圆锥段的形状的塔架段一起使用，因为在此情况下，所述环形附接设备可以分别通过增加塔架段在下端或附接到塔架段支撑结构的端部处的直径而保持在适当位置。环形附接设备到塔架段的附接分别与垫圈在圆锥上或具有线性变化的直径的杆上的附接相当。

24、所述环形附接设备还可以包括多个附接结构，所述部件中的一者或多者可以耦接到所述附接结构。有利地，可以特别是在布置机舱之前通过将所述环形附接设备从安装好的塔架段提升而容易地移除所述环形附接设备。替代地，所述环形附接设备可以包括两个或更多个可释放地附接的环段，所述环段允许拆卸所述附接设备。

25、包括一个或多个附接结构的凸缘可以附接到塔架段的下端或上端。所述凸缘可以例如分别用于将塔架段耦接到塔架段支撑结构或耦接到风力涡轮机的机舱。所述凸缘可以例如是l形凸缘或t形凸缘，其至少部分从塔架段的外表面凸出，其中在所述凸缘的凸出部分中，可以提供允许所述至少一个部件的附接的一个或多个附接结构。

26、磁性装置可以特别是用于将较小和/或较轻部件附接到塔架段。较大部件和/或具有较大质量的部件可以借助其他上述附接装置中的一者附接。所述磁性装置还可以包括用于将所述磁性装置耦接到一部件的一个或多个附接结构。塔架段可以特别是至少部分由钢构成，使得所述磁性装置可以磁性地耦接到所述塔架段。

27、在优选的实施例中，使用适用于不同塔架段直径的附接设备。这允许针对不同安装程序重复使用所述附接设备和/或允许将一个或多个类似附接装置附接在沿着塔架段的长度的不同位置处。

28、优选地，使用包括至少一个保护段的附接设备，其中在所述附接设备的耦接状态下，所述保护段与所述塔架段直接接触。在所述附接装置的布置和/或移除期间和/或在所述塔架段的提升期间，所述保护段的使用保护塔架段的外周向部分。根据所使用的附接装置的类型，所述保护段可以例如围绕环形附接设备的中心孔口布置在带的一侧上和/或在附接之后布置在凸缘的邻接塔架段的接触区域处。

29、在优选的实施例中，所述保护段包括至少一层软材料。例如，可以使用氯丁橡胶作为软材料。这例如保护塔架段的涂层(如油漆层)在安装期间免于受损。

30、优选地，使用海上风力涡轮机的基座作为塔架段支撑结构。这具有如下优点：布置在海上风力涡轮机基座处的布置位置处的部件在其安装期间不必与所述基座布置在一起。这分别显著促进所述基座在海中或海床上的布置和附接。所述基座可以是任何类型的海上基座，如单桩基座、导管架式基座(jacket-type foundation)、基于重力的基座、浮动基座或类似类型的基座。

31、在优选的实施例中，使用附接到塔架段支撑结构、特别是附接到至少部分柱形的塔架段支撑结构的外周向部分的平台装置上的布置位置、塔架段支撑结构的外周向部分处的布置位置和/或塔架段与塔架段支撑结构之间的凸缘处的布置位置。

32、然后，可以将在将塔架段耦接到塔架段支撑结构之后布置在附接区域中的部件沿向下方向从附接区域移动到塔架段支撑结构处的布置位置。通过为所述至少一个部件提供具有相应布置位置的平台装置，所述部件可以从塔架段的外表面降低到所述平台装置，使得所述部件可以围绕塔架段支撑结构的外周向部分布置在所述平台上的其布置位置中。

33、除平台装置以外或者作为替代，所述部件到塔架段支撑结构的外周向部分的直接附接也是可能的。特别地，所述塔架段支撑结构还可以分别包括柱形或管状形状，或者截头圆锥的形状。

34、在一实施例中，使用包括围绕塔架段支撑结构的外周向部分布置的一个或多个平台的平台装置，其中所述平台中的至少一者包括开口和/或舱口，所述部件通过所述开口和/或舱口移动到所述布置位置。

35、特别是当多个平台围绕塔架段支撑结构的整个周向部分相邻地布置时，所述平台中的一者中的开口和/或舱口允许将部件降低到平台下方的附接位置。这允许将部件安装在平台装置的平台上和平台装置下方。布置在平台下方的部件可以例如附接到塔架段支撑结构的外表面。优选地，使用提升装置、特别是附接到机舱的起重机、布置在船舶上的起重机和/或布置在塔架段支撑结构附近的起重机将所述部件从所述附接区域移动到所述布置位置。如果使用附接到风力涡轮机的机舱的起重机，则所述部件从所述附接区域到所述布置位置的移动可能在风力涡轮机的机舱已经布置在塔架的顶侧上之后发生。附接到机舱的起重机可以包括绞盘系统，所述绞盘系统附接到机舱的从塔架的外周向部分凸出的部分。

36、有利地，附接到机舱的起重机可以通过在塔架上旋转机舱而沿塔架段的周向方向移动。使用附接到机舱的起重机还可容易地实现径向移动。这允许在降低期间侧向调节部件位置和/或允许在部件降低到附接位置之前和/或期间侧向地移动所述部件。

37、当使用分别布置在塔架段支撑结构附近或待安装的风力涡轮机附近的起重机时，在安装机舱之前将所述部件移动到布置位置也是可能的。可以使用例如船舶上的起重机作为起重机，用于海上涡轮机的安装。在陆上涡轮机的情况下，可以使用例如布置在陆地载具上的起重机或竖立在风力涡轮机附近的固定起重机。

38、优选地，在将所述部件移动到所述布置位置期间，使用附接到塔架段和/或塔架段支撑结构的至少一个引导装置。所述引导装置可以包括例如如下一个或多个部分：所述部分适于附接到塔架段的部件的形状，使得在降低到布置位置期间对部件的引导成为可能。这促进在将所述部件布置在布置位置中之后将所述部件布置和/或附接到待安装的风力涡轮机的结构。

39、优选地，所述部件包括集装箱形壳体(container-shaped housing)，或者所述部件布置在集装箱内部。所述部件可以特别是分别布置在标准货运集装箱中和/或包括匹配标准货运集装箱的尺寸的壳体。这促进提升所述部件以及将所述部件运输到安装地点。

40、特别是对于海上风力涡轮机，促进分别包括集装箱形壳体或者布置在集装箱内部的部件在运输和/或安装船舶上的附接。另外，还可以使用用于提升集装箱、锁定集装箱和/或在提升之后释放集装箱的标准装置，使得特别地，在集装箱布置在布置位置中之后集装箱的自动释放成为可能。特别地，可以使用与集装箱的商业运送相当的集装箱提升和锁定系统。

41、另外，特别地，使用集装箱形壳体和/或用于容纳部件的集装箱可以允许以可自动释放的方式将部件附接到附接装置，例如通过使用由商业运送获知的标准集装箱提升和锁定系统来将部件固定到附接装置和/或作为附接装置的附接结构的一部分。

42、优选地，所述部件是可在电解过程中使用的部件、可用于能量传导和/或转换的部件、可用于介质运输的部件、待附接到塔架段支撑结构的外周向部分的部件和/或机舱部件。

43、可在电解过程中使用的部件可以特别是电解槽、水脱盐设备、水净化器、冷却单元和/或气体存储设备。这种部件可以例如布置在围绕塔架段支撑结构的外周向部分的一个或多个平台上，并且可以使用由风力涡轮机在电解过程中产生的电能来制氢。

44、可用于能量传导和/或转换的部件可以特别是开关设备、变压器、转换器和/或电缆布置。这种设备可以用于例如在将由风力涡轮机产生的电能馈送到电网之前切换和/或转换所述电能，和/或使由风力涡轮机产生的电能适于电解过程。电缆布置可以用于特别是通过分别将风力涡轮机连接到海底电缆或地下电缆而将风力涡轮机连接到其他风力涡轮机和/或连接到陆上站。

45、可用于介质运输的部件可以特别是气体管道、水管道和/或立管管道。水管道或立管管道可以例如用于向特别适于实施电解过程的其他部件提供水、特别是海水。气体管道可以用于将由电解过程产生的气体特别是运输到远程设施和/或存储装置。可用于介质运输的部件可以特别是布置在塔架段支撑结构的外表面处的布置位置中，从而例如分别桥接至少平台装置与海面或地面之间的距离。然而，用于介质运输的部件在塔架段的平台装置上的布置也是可能的。

46、待附接到塔架段支撑结构的外周向部分的部件可以例如是梯子、通道梯和/或如牺牲阳极的阴极保护设备。通常附接到过渡件的部件也可以附接在塔架段支撑结构的外周向部分处的布置位置中。因此，所述部件也可以是船只登陆梯、j形管件、工作平台和/或服务平台。可以特别是当安装在塔架支撑结构与塔架段之间没有过渡件的风力涡轮机时，通过将这种部件与塔架段一起移动到塔架段支撑结构来安装这种部件。有利地，可以避免使用如起重机提升的原本需要的单独运输程序。

47、机舱部件可以是机舱的一部分，其例如在机舱的其他部分已经布置在塔架的顶侧上之前或之后被向上提升到机舱处的布置位置。