海上风力涡轮机的叶片安装的制作方法

本发明涉及用于海上风力涡轮机的叶片安装、维护和/或拆卸的方法和工具。

背景技术：

1、对于海上风力涡轮机，通常需要在涡轮机运行的海上地点安装其叶片，这是因为涡轮机和叶片的尺寸大，使得将涡轮机以完全组装状态运输到海上地点是不切实际的，例如，从陆上组装地点。已知的叶片海上安装方法是基于用起重机将悬挂在绳索中的叶片提升到安装位置的。安装位置通常是叶片端部能够与涡轮机的塔架的顶部的机舱接合(例如，插接)并联接的位置，该接合例如为插接。

2、利用已知的方法，使用悬挂在起重机绳索上的提升轭将风力涡轮机的叶片提升到大约水平的位置，提升轭也称为舒展杆。将理解的是，水平位置在这里是指平躺位置，而不是指与地平线精准对齐。同理，竖直位置被理解为直立位置。

3、在已知的方法中，使用轭提升叶片，并且使用高臂起重机将叶片摆动到插接位置。涉及悬挂在绳索上的叶片/轭的过程对天气非常敏感，并且天气状况，特别是风和/或波浪，限制了现有安装方法的可操作性。随着风随着高度的增加而增加，已知的方法将变得对天气更加敏感，特别是考虑到海上风力涡轮机越来越高的趋势。

4、因而，具有所需高度容量的船的数量将变得有限，尤其是在未来，这对于安装所有规划的海上风电场至关重要。当风力涡轮机变得越来越高并且叶片越来越长、越来越重时，船容量将变得至关重要。

5、因而，需要对在海上风力涡轮机的叶片的安装、维护和/或拆卸领域进行改进。

技术实现思路

1、本发明的目的是使得能够更容易地将风力涡轮机叶片安装到海上风力涡轮机的机舱，特别是对于相对较大的风力涡轮机和/或在相对恶劣的天气状况下。一个目的是至少部分地缓解已知安装方法的一个或多个挑战，例如，上文背景部分中所发现的那些挑战。一个目的是至少提供一种替代的叶片安装方法。

2、为此，本发明的一个方面提供了用于将风力涡轮机叶片安装至海上风力涡轮机的机舱的方法，包括以下步骤：

3、向船或驳船提供多个风力涡轮机叶片和包括叶片接收车的叶片安装器单元；

4、在安装地点，即在所述海上风力涡轮机处，将所述叶片安装器单元的吊杆移向所述风力涡轮机的风力涡轮机塔架，特别是相对于所述船；

5、优选在叶片安装器单元的吊杆的可延伸的部分的上端，启动塔架夹持设备单元，直至塔架夹持设备单元与塔架接合；

6、将叶片插入叶片接收车，叶片接收车可位于吊杆的下端或至少距吊杆的上端一定距离处，其中叶片在车中处于大致水平位置；

7、使叶片接收车向上朝向叶片安装器单元的吊杆的上端移动，例如，移动到上端；

8、例如，在叶片接收车移动期间和/或之后，旋转叶片，直至叶片处于大致竖直位置；以及

9、相对于车移动叶片，特别是向上移动叶片，直至叶片与机舱接合以联接至机舱，从而处于塔架的顶部。

10、叶片随后可联接至机舱，特别是在安装方法的最后阶段。可重复叶片搬运步骤以将多个叶片安装到同一机舱，其中叶片接收车在安装每个叶片之后沿着吊杆向下移动以接收后续叶片。一旦完成了塔架处的叶片安装工作，塔架夹持设备单元可被释放，并且叶片接收车和吊杆可被返回，例如，返回到初始位置，以便船可离开塔架，例如，到另一个塔架以进行另外的叶片安装。

11、在有利的实施例中，叶片安装器单元的吊杆与风力涡轮机塔架对齐。这种对齐优选在将吊杆移向塔架之前进行，特别是在将吊杆倒置之前进行。另外，这种对齐优选在延伸吊杆之前进行。为此，叶片安装器单元和/或叶片安装器单元的吊杆可安装成可相对于船的甲板移动。例如，叶片安装器单元可安装在xy型滑道上，允许相对于甲板在甲板上进行纵向移动和横向移动。可替代地，叶片安装器单元可安装在y形滑道上，允许相对于甲板在甲板上进行横向移动。可替代地和/或附加地，这样的滑道还可允许相对于甲板的角式移动。通过提供在船或驳船的甲板上的相对于甲板的移动，吊杆的位置能够更好地与塔架的位置对齐，特别是不需要船或驳船本身的高精度定位。在另一实施例中，叶片安装器单元的吊杆和/或叶片安装器单元可设置在悬臂上，该悬臂可相对于船的甲板移动，例如，通过所描述的xy型滑道，并且可在延伸位置延伸至甲板之外。可替代地或附加地，可在吊杆与悬臂之间设置滑道。除了对齐之外，还可使用滑道和/或悬臂将吊杆带向塔架，例如，在部分或全部对齐后。

12、例如，可通过小型起重机，将叶片带入叶片接收车的叶片接收器中，该小型起重机可为相对简单且轻型的起重机，可安装在船或驳船上。起重机可安装在甲板上，或者安装在例如自升式船的支柱上或周围。应当理解的是，可替代地或附加地，可使用除起重机之外的一种或多种其他类型的操纵器。

13、在实施例中，该方法包括：优选在启动塔架夹持设备单元之前，通过相对于吊杆的基础吊杆部分向外移动可延伸的吊杆部分，延伸叶片安装器单元的吊杆。应当理解的是，这样的吊杆延伸提高了吊杆的上端相对于吊杆的下端的高度，该下端可处于船的甲板的水平处。因而，当将叶片接收车移向吊杆的上端时，例如，移到吊杆的上端时，可将叶片接收车移向可延伸的吊杆部分的上端，例如，移到可延伸的吊杆部分的上端。

14、因而，叶片安装器单元的吊杆可为可延伸的吊杆，并且优选地是桁架状吊杆。在吊杆上以及在基础吊杆部分和可延伸的吊杆部分上，可设置轨道，车可在该轨道上运输。可替代地，车可以以可选择的方式在吊杆部分的弦杆上移动，例如，利用滚轮或挂钩在吊杆部分的弦杆上移动。

15、该方法还可包括：调整吊杆角度，特别是当吊杆处于延伸位置时，即，当可延伸的吊杆部分已经相对于基础吊杆部分向外移动时。例如，可通过在可选的xy型滑道或y型滑道或角度滑道上移动吊杆，或者通过调整可选的悬臂的位置，和/或通过调整塔架夹持设备单元的位置，和/或通过延伸或缩回可选的可延伸的吊杆部分，来调整吊杆的角度。例如，然后，可将吊杆角度设置得更加竖直，以减少风力涡轮机塔架上的水平负载。更竖直的吊杆角度也可有利于允许更竖直的叶片位置。可替代地和/或附加地，通过调整吊杆的角度，可将叶片带入更合适的位置，以与机舱插接。

16、通过相对于车，更精确地说是相对于与吊杆接合的车的一部分来旋转叶片接收器，该一部分例如为基座，其中，叶片从水平位置到竖直位置，叶片可被带到可与机舱接收开口对齐的位置，特别是在机舱的面向下的一侧处，叶片将被接收在机舱中。车，特别是叶片接收器，可在水平和/或竖直和/或角度方向上进一步调整，以更精确地与机舱的诸如叶片接收开口的接收接口对齐。这种对齐结构可有助于将叶片与机舱接收开口对准，以使叶片以最佳方式与机舱插接。

17、然后，可将叶片向上移动，以被接收在设施机舱的叶片接收开口中，并与机舱联接。例如，车可设置有运输机构，以将叶片进一步向上带动，直至其与机舱接合。车可设置有叶片接收元件，特别是提供柔软但牢固的夹持的柔性叶片接收元件，从而在所有位置保持叶片。

18、在实施例中，吊杆的可选的基础吊杆部分可设置有塔架撑杆，塔架撑杆可从基础吊杆部分延伸，并支承在塔架上。可替代地和/或附加地，塔架夹持设备单元，例如，在吊杆的上端，可连接至塔架，并且当可延伸的吊杆部分相对于基础吊杆部分向外延伸时，可沿着塔架向上移动。塔架夹持设备单元能够可折叠地连接至例如吊杆的上端，使得在吊杆的延伸期间，塔架夹持设备单元向内朝向吊杆折叠。当吊杆处于延伸位置时，塔架夹持设备单元可向外折叠，以与风力涡轮机塔架接合。应当理解的是，在本上下文中，折叠和可折叠性可包括各种可行的移动中的一种或多种，包括相对于吊杆的向上和旋转以及例如平移延伸。可替代地，可能除了塔架本身的夹持之外，塔架夹持设备单元可相对于吊杆基本上固定，即不可调整。塔架夹持设备单元可具有各种实施例，这些实施例允许与风力涡轮机塔架接触，以为吊杆倾斜到上述塔架上提供足够的支承。

19、船或驳船可为用于海上安装的任何类型的船，诸如使用动态定位的船、自升式船或自航式或拖曳式驳船等。

20、叶片安装器单元可为固定至船或驳船并可朝向风力涡轮机塔架的顶部延伸的伸缩结构。

21、叶片安装器单元可包括伸缩吊杆、叶片接收车或推车以及塔架引导件或塔架夹持设备单元。

22、吊杆的上端可在使用期间连接至塔架的顶部和/或塔架的另一部分，并且与塔架同步移动，至少与吊杆的上端所连接的塔架的一部分同步移动。这意味着叶片插接面，即配置成与机舱插接的叶片的面，与轮毂接口，即配置成与叶片插接面插接的机舱或轮毂的接口之间的相对运动变得非常少。吊杆也可表示为滑槽。

23、因而，叶片安装器单元可为以下工具：能够从合理尺寸的船安装叶片，而无需大型起重机，并且通过使用可在船上可用的起重机或其他操纵器安装叶片。

24、优选地，在与风力涡轮机的上述机舱插接之前，叶片被倒置至几乎竖直，导致叶片的夹持高度变低，因而减少由风和波浪作用所施加的运动。

25、叶片可在尽可能最低的高度被送入车(也表示为滑槽推车)，并由引导滑槽推车(车)沿着叶片安装器单元的吊杆向上提升，车也表示为滑槽推车。可替代地，当车已经沿着吊杆处于更向上的位置时，叶片可被送入车，特别是送入车的叶片接收器。在船上，叶片优选地被存储并紧固在存储位置。然后，通过将叶片从存储或海上紧固位置带入车的叶片接收器中，叶片可由起重机或其他操纵器从船上的叶片的存储位置带到送入位置，即叶片在车上被接收的位置。在此送入期间，叶片可完全由悬挂在起重机结构中或另一类型的操纵器中的轭引导。

26、因而，叶片安装器单元可灵活定位，并且可在船或驳船上放置在后/前部或左舷/右舷。该单元的尺寸能够使得该单元能够对现有的船进行改造，并且该单元还能够用作叶片和其他维护服务的成本效益解决方案。