阅读说明：本技术 线缆悬挂装置 (Cable suspension device ) 是由 J.索伦森 于 2017-11-29 设计创作，主要内容包括：本发明描述了一种升高平台(21)的线缆悬挂装置(1),所述线缆悬挂装置包括多个管状外壳(10),其中,所述管状外壳(10)被实现为容纳传输线缆装置(3),并且包括：竖直部段(10V),其被布置成连接至所述升高平台(21)的支撑结构(20)；被布置在所述升高平台(21)的高度处的水平部段(10H)；以及位于所述竖直部段(10V)和所述水平部段(10H)之间的弯曲部段(10C)。本发明还描述了：这种线缆悬挂装置(1)的管状外壳(10)；离岸设施(2)；以及将传输线缆装置(3)紧固到这种离岸设施(2)的方法。(The invention describes a cable suspension device (1) for raising a platform (21), comprising a plurality of tubular housings (10), wherein the tubular housings (10) are realized to accommodate a transmission cable arrangement (3) and comprise: a vertical section (10V) arranged to be connected to a support structure (20) of the elevated platform (21); a horizontal section (10H) arranged at the height of the elevated platform (21); and a bent section (10C) located between the vertical section (10V) and the horizontal section (10H). The invention also describes: a tubular housing (10) of such a cable suspension device (1); an offshore facility (2); and a method of fastening a transmission cable arrangement (3) to such an offshore installation (2).)

线缆悬挂装置

技术领域

本发明描述了：一种线缆悬挂装置；线缆悬挂装置的管状外壳；离岸设备；以及紧固离岸设备的传输线缆装置的方法。

背景技术

离岸设备或离岸设施（诸如风力涡轮机、变电站、石油或天然气钻探设备等）通常被安装在支撑结构上，并需要到陆上连接点和/或到另一离岸设施的传输链路。通常，两个这种设施之间的大部分传输链路都搁置海床上。传输链路可以包括布置在多根管或软管中的许多电力线缆以及通信线缆。这些线缆通常是铠装的以保护免受损坏的影响，这是因为传输链路可能铺设成暴露在海床上，或可能仅埋在浅层。传输链路的线缆必须从升高平台（承载离岸设施）的高度下降到海床的高度。为此，传输线缆通常从升高平台悬伸，并且基本上竖直地下降到海床的高度。必不可少的是要防止损坏传输链路的线缆。通过使用容纳有线缆的铠装的管件或软管可以提供一些保护。铠装可以实现为嵌入保护管件或保护管的本体中的金属网或编织物。在升高平台的高度处安装或连接铠装管件时，铠装管件的重量及其繁琐的处理需要花费大量精力。这种铠装管件通常重并且非常不易弯曲。此外，当这种重的管件或软管在沿其长度的任何点处搁置在锋利的边缘上时，其重量可能导致铠装管件的凹陷或破裂。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种支撑离岸设施的传输线缆装置的改善方式。

该目的通过下列来实现：权利要求1所述的线缆悬挂装置；权利要求9所述的管状外壳；权利要求13所述的风力涡轮机设备；以及权利要求14所述的紧固风力涡轮机设备的传输线缆装置的方法。

根据本发明，线缆悬挂装置用于与具有升高平台的设备相结合地使用。这种设备的示例是离岸风力涡轮机设备、离岸变电站、离岸石油或天然气钻探设备等。升高平台也可以称为过渡件，因为它充当了支撑结构（单桩、护套结构等）与设备的其余部分之间的过渡。本发明的线缆悬挂装置包括多个管状外壳，其中，管状外壳被实现为容纳传输线缆装置，并且包括：竖直部段，其被布置成连接至所述升高平台的支撑结构；被布置成将传输线缆装置引导到所述升高平台中的水平部段；以及位于所述竖直部段和所述水平部段之间的弯曲部段。每个管状外壳都充当传输线缆装置的从在升高支撑件处或上方的高度到在支撑结构的底部处或附近的高度的保护体。由于管状外壳除了竖直部段之外还包括水平部段，因此管状外壳在其传输线缆装置朝向支撑结构的底部下降之前可以将其传输线缆装置引出超过升高支撑件的边缘。

根据本发明，离岸设施包括：布置在支撑结构上的升高平台；以及本发明的线缆悬挂装置的实施例，其被实现为容纳至少一个传输线缆装置，所述至少一个传输线缆装置用于将所述设施电气连接到至少一个另外的设施。另外的设施可以是如上所述的任何另一离岸设施。

根据本发明，使用这种线缆悬挂装置来紧固这种离岸设施的传输线缆装置的所述方法包括以下步骤：提供多个传输线缆装置，所述传输线缆装置用于将所述离岸设施电气连接到至少一个另外的设施；以及将每个传输线缆装置布置在所述线缆悬挂装置的管状外壳中。

本发明的线缆悬挂装置的优点在于，任何传输线缆装置都可以在其长度上被支撑在管状外壳内，使得避免了传输线缆装置的小半径弯曲。这允许将电力线缆实现为通常将在陆上设备中使用的更经济的非铠装变型。除了更便宜之外，非铠装变型比铠装变型更柔性且显著地更轻。

因此，很好地保护了传输线缆装置以免其受诸如凹陷或破裂的损坏的影响。另外的优点是，传输线缆装置不暴露在环境中，这是因为传输线缆装置被完全地包围在管状外壳的各个部段内。而且，传输线缆装置在升高支撑件处的高度与支撑结构的底部附近的高度之间在沿其长度的任何点处都不会搁置在尖锐边缘上。

本发明的特别有利的实施例和特征由从属权利要求给出，如以下描述中所揭示的。可以适当地组合不同权利要求类别的特征，以给出在本文中未描述的另外的实施例。

在下文中，在不以任何方式限制本发明的情况下，可以假定升高平台是诸如风力涡轮机的离岸设施的过渡件。在离岸风力涡轮机的情况下，升高平台或过渡件也可以称为塔架基座平台。升高平台可以搁置在支撑结构上，支撑结构是诸如护套结构、单桩、重力基座或者甚至浮动结构。

在下文中，术语“传输线缆装置”、“传输链路”和“海缆”可以被视为同义词并且可以互换使用。

在本发明的线缆悬挂装置中，可以部署多个管状外壳。例如，一个管状外壳可以用于从风力涡轮机设备到陆上或离岸变电站的传输线缆装置，以及一个或多个另外的管状外壳可以用于到两个另外的风力涡轮机设备的海缆。海缆从海床的高度经由竖直部分（由管状外壳的一个或多个竖直部段给出）到升高平台的高度，其中水平部段可以被紧固到平台支撑结构。管状外壳包括三个部分或部段：竖直部段、弯折或弯曲部段、以及水平部段。弯曲部段与竖直部段或水平部段相结合可以被认为是一种“J形管”，其用于确保过渡线缆被赋予用于水平和竖直之间的过渡的有利地大的弯折半径。优选地，弯曲部段形成至少90°的弧，以确保从水平到竖直的平滑过渡。

管状外壳的三个部段可以由单个管件或管（例如钢管）制成。替代性地，管状外壳可以实现为两个或三个部段，这些部段可以被单独地提供。优选地，这些部段具有相同的直径。为了容纳离岸风力涡轮机的传输线缆装置，例如，管状外壳的直径优选地在200mm至800mm的范围内。管状外壳的直径将取决于其将包围的传输线缆装置的尺寸和类型。

管状外壳的各部段可以以任何合适的方式彼此连接。例如，弯曲的钢管部段的一端可以设置有端部凸缘，该端部凸缘用于连接到在水平钢管部段的端部处的类似凸缘等。

线缆悬挂装置的最易损坏的部分可能是其竖直部分，因为竖直部分可能会暴露在危险中，所述危险诸如是水上所携带的碎片所造成的碰撞损坏或与船舶的意外碰撞。因此，例如通过用较厚的材料形成管状外壳的竖直部段，本发明的线缆悬挂装置的竖直部分被赋予了附加的稳定性。替代地或此外，在本发明的优选实施例中，线缆悬挂装置包括单个竖直部段，该竖直部段被实现为容纳多个管状外壳的传输线缆装置。在该实施例中，单个竖直部段可以具有有利地大的直径，并且充当保护筒。替代性地或此外，竖直部段可以包括双壁构造。保护筒或外管件部段可以被使用以取代管状外壳的竖直部段，或者可以布置成至少部分地包围这种竖直部段。该保护筒或外管件部段可以提供附加的保护，以免受波浪损坏、水上所携带的碎片以及与船舶意外碰撞的影响。通过这些措施，即使某些物体与竖直部段碰撞，任何凹痕或损坏将仅限于竖直部段本身，而传输线缆装置仍保持未被损坏。

在本发明的另外的优选实施例中，本发明的线缆悬挂装置包括倒置的锥形结构或“冰锥”，其布置为部分地包围线缆悬挂装置的竖直部段。“冰锥”用于防止由于在水上形成冰而造成的损坏。

本发明的线缆悬挂装置用作在设备或设施与海床上的其余传输链路之间的接口。通常，在线缆悬挂装置的竖直部分的底部与海床之间将存在一定的距离。因此，在本发明的另外的优选实施例中，本发明的线缆悬挂装置包括端部连接器，其被实现成安装到竖直部分的底部。端部连接器可以被形成以在管状外壳的竖直部段与海床上的海缆之间形成平滑过渡。这种端部连接器可以使用如上所述的凸缘来安装到竖直部分上，并且优选地沿其所附接到的海缆的方向来取向。

通过结合所附附图考虑的下述的

具体实施方式

，本发明的其他目的和特征将变得显而易见。但是应当理解，附图被设计仅仅用于说明的目的，而不作为对本发明的范围的限定。

附图说明

图1示出了本发明的线缆悬挂装置的实施例；

图2示出了本发明的管状外壳的实施例的竖直部段；

图3示出了本发明的风力涡轮机设备的实施例；

图4示出了本发明的线缆悬挂装置的实施例的上端处的细节；

图5示出了使用本发明的线缆悬挂装置的实施例连接的风力涡轮机的阵列；

图6示出了本发明的线缆悬挂装置的另外的实施例；

图7示出了本发明的线缆悬挂装置的另一实施例。

在图中，相似的数字始终表示相似的物体。图中的物体不一定按比例绘制。

具体实施方式

图1示出了本发明的线缆悬挂装置1的实施例，该线缆悬挂装置被实现为附接到升高（离岸）平台的支撑结构，所述升高平台诸如是离岸WT过渡件。在该示例性实施例中，线缆悬挂装置1包括三个管状外壳10。该线缆悬挂装置1因此最多可以容纳三个传输线缆装置。每个管状外壳10包括竖直部段10V，该竖直部段10V布置成连接至升高平台的支撑结构的支腿（在图中被示出）。为了将管状外壳10的竖直部段10V安装到支撑结构，可以使用合适布置的梁11、12，如图所示。在该实施例中，较长的梁11被焊接或螺栓连接至支撑结构的支腿。多个较短的梁12用于将竖直部段10V紧固至较长的梁11。

每个管状外壳10还包括水平部段10H，其布置为将传输线缆装置引导到升高平台中。为了将每个水平部段10H与其对应的竖直部段10V连接，每个管状外壳10还包括弯曲部段10C，该弯曲部段被成形以在水平和竖直之间形成平滑过渡。该图示出了，该示例性实施例使用弯曲部段10C，每个弯曲部段10C在水平部段10H和竖直部段10V之间形成约90°的弧。每个管状外壳10的部段10H、10C、10V可以以任何合适的方式连接，例如通过凸缘来连接。

图2示出了在管状外壳10的竖直部段10V的顶部处的这种外凸缘100。可以使用合适的紧固件将该外凸缘100紧固到在弯曲部段10C的下端处的对应凸缘。该图还示出了传输线缆装置3的管件30。这些管件可以是中空的柔性塑料管30，例如高密度聚乙烯（HDPE）管，电气线缆随后被安装在所述柔性塑料管中。例如，传输线缆装置3可以包括三个这种中空管30，这些中空管中的每者随后都可以承载电力线缆。

由风力涡轮机产生的所有电力都通过其电力线缆或输出线缆沿着传输链路传输。在高产量时，输出线缆将会变热。传输链路的位于水中的部分将通过周围的水温（其通常只有几摄氏度）有利地保持冷却。但是，在电力线缆的端部位置处，例如其附接到海平面以上的设备所在的部位，则电力线缆可能未被充分地冷却。电力线缆的这种过热部分被称为“热点”，并且可能对线缆造成损坏。使用中空管的优点在于，它可以设计成除电力线缆外还容纳水。水是有效的冷却介质，并且将电力线缆的温度保持在可接受的水平。较冷却的电力线缆可以承载较高的电流。在安装电力线缆期间或之后，管30可以部分地或全部地填充水。液体冷却在线缆端部连接处是特别有利的。

传输线缆装置3还可以包括通信线缆（未示出）和/或再多一个附加的中空管30，例如可以在维护过程期间使用的空管。当然，传输线缆装置3可以被不同地实现，例如被实现为单个柔性中空管件或软管，其将容纳所有电力线缆以及任何其他通信线缆，诸如光纤或同轴线缆。

图3示出了本发明的风力涡轮机设备2的实施例。升高平台21布置在用于风力涡轮机塔架22的支撑结构20上。在该情况下，支撑结构20是在海床7上就位的护套结构。为了将风力涡轮机电气连接到诸如变电站或另一风力涡轮机的另一设备，提供了本发明的线缆悬挂装置1的实施例，其具有用于承载多个传输线缆装置3的管状外壳10。在该示例中示出了两个管状外壳10，一个用于所述输出线缆3，以及一个用于连接到相邻的风力涡轮机。在图中示出了示例性的传输线缆装置3（例如，除了三根电力线缆之外，其还可以包括一根或多根数据线缆），示出了如何将传输线缆装置容纳在管状外壳10中以使得所述传输线缆装置在从过渡件21到海床7上的海缆装置4的其整个长度上都被物理地支撑。传输线缆装置3因此被保护免受物理损坏。传输线缆装置3也可以设计成允许将诸如水的冷却介质填充到中空管中。在本发明的线缆悬挂装置1中，如果中空管件可以被密封以防止泄漏，则冷却介质可以被容纳在中空管30中直至弯曲部段10C的高度，或者甚至被容纳到水平部段10H的区域中。在安装电力线缆之前或之后，可以将一种或多种类型的冷却介质泵入中空管件中。水冷却有效地降低或防止了在传输线缆装置的热点区域处的高温。在线缆悬挂装置的上端或外端处，在管状外壳的端面处的合适密封确保了任何这种介质被令人满意地容纳。

图4示出了在用于本发明的风力涡轮机设备2的实施例的线缆悬挂装置1的上端处的细节，并且示出了如何可以将三个管状外壳的水平部段10H布置在升高的支撑件21之中或之上。在这里，水平部段10H的端部布置在过渡件21的侧壁210中的合适开口中，并且可以通过例如凸缘或通过任何其他合适的安装机构紧固到侧壁210。该图还示出了相对于其管状外壳10的输出线缆3。该输出线缆可能是用于在风力涡轮机发电机与风电场的变电站之间的电气连接的输出线缆。

先前的图已经示出了，可以提供三个管状外壳。在这种实施例中，一个管状外壳可以用于输出线缆（用于将风力涡轮机连接至电网），并且两个管状外壳可以用于至风电场的相邻风力涡轮机的线缆连接。图5示出了其中风力涡轮机2的阵列被连接作为风电场的可能情况。该图仅示出了在阵列的一行中的几个风力涡轮机2，但是当然任何尺寸的阵列都是可能的。所需的管状外壳的数量将取决于将如何连接特定的风力涡轮机2。具有两个相邻风力涡轮机的任何风力涡轮机将配备有具有三个管状外壳的线缆悬挂装置1。所述阵列的外端处的任何风力涡轮机可以仅需要具有两个管状外壳的线缆悬挂装置1，例如，一个管状外壳用于所述输出线缆，以及一个用于连接到其单个的相邻风力涡轮机。当然，不属于阵列或风电场的一部分的独立风力涡轮机将仅需要用于其输出线缆的一个管状外壳。设施2之间的海底链路4可以铺设在海床7上或埋在海床7下。在一种方法中，首先将空的柔性管铺设在海床上，然后将传输线缆推入或拉出。

图6示出了本发明的线缆悬挂装置1的另外的实施例。在这里，几个管状外壳10的竖直部段10V进一步由保护筒15或外管件部段15包围。在该示例性实施例中，该筒15终止于“冰锥”处，该冰锥用于当冰8形成在水面上时防止造成损坏。该图还示出了端部连接器13的可能布置，示出了端部连接器可以在合适的方向上分叉，例如，一个端部连接器13沿变电站的方向取向，而另外两个端部连接器13沿两个相邻的风力涡轮机的方向取向。

图7示出了本发明的线缆悬挂装置1的另外的实施例。在这里，使用单个竖直部段10V。为了连接到一个或多个弯曲部段10C，单个竖直部段10V包括具有一个或多个开口的合适“盖”14，以容纳一个或多个管状外壳10的传输线缆装置。在这里，示出了两个这种管状外壳10。可以将合适数量的端部连接器13附接到在单个竖直部段10V的底部处的类似“盖”，以连接到铺设在海床上的海管。

尽管已经以优选实施例及其变体的形式公开了本发明，但是将理解，可以对其作出许多附加的修改和变形，而不脱离本发明的范围。

为了清楚起见，应当理解，贯穿该申请中的“一”或“一个”的使用不排除多个，并且“包括”不排除其他步骤或元件。