风力涡轮机的平台、具有平台的风力涡轮机及其组装方法

文档序号:186151 发布日期:2021-11-02 浏览:40次 >En<

阅读说明:本技术 风力涡轮机的平台、具有平台的风力涡轮机及其组装方法 (Platform for a wind turbine, wind turbine with a platform and method for assembling the same ) 是由 V·乔杜里 T·R·达姆高 D·库马尔 J·奥勒森 于 2021-04-30 设计创作,主要内容包括:本发明涉及用于风力涡轮机的平台、具有该平台的风力涡轮机以及用于组装风力涡轮机的方法。用于风力涡轮机(1)的平台(23),所述平台包括用于承载所述风力涡轮机(1)的塔架升降机(24)的运输舱(25)的负载的升降梁(28)。通过作为平台的一部分的升降梁,平台和升降梁的更容易的安装是可能的。此外,需要更少的部件。另一优点是升降梁安装在塔架的较小高度处,在此处塔架与常规升降梁相比具有较大直径。这增加了从升降梁悬挂的升降线缆的可用空间。(The invention relates to a platform for a wind turbine, a wind turbine having the platform and a method for assembling a wind turbine. Platform (23) for a wind turbine (1), the platform comprising a lifting beam (28) for carrying a load of a transport pod (25) of a tower crane (24) of the wind turbine (1). By the lifting beam being part of the platform, an easier mounting of the platform and the lifting beam is possible. Furthermore, fewer components are required. Another advantage is that the lifting beam is mounted at a smaller height of the tower, where the tower has a larger diameter compared to conventional lifting beams. This increases the available space for the hoisting cable suspended from the hoisting beam.)

风力涡轮机的平台、具有平台的风力涡轮机及其组装方法

技术领域

本发明涉及用于风力涡轮机的平台、具有该平台的风力涡轮机以及用于组装风力涡轮机的方法。

背景技术

为了在风力涡轮机的塔架内向上和向下运输物体或乘客,风力涡轮机可以在内部包括塔架升降机。例如,通过将运输舱从塔架的下部平台移动到上部平台,塔架升降机可以运输负载。在由升降机服务的最高的塔架平台上方,需要梁来承载运输舱的负载。

通常,用于承载运输舱的负载的升降梁安装在最高的塔架平台上方。例如,通过将升降梁附接到塔架壁上,将升降梁安装在最高的塔架平台上方大约半米处。塔架的最高平台通常是偏航平台。在偏航平台上,布置偏航系统以用于驱动和控制风力涡轮机的偏航轴承。

然而,偏航平台与塔架的顶部凸缘之间的空间非常有限。情况尤其如此,因为在这个区域中塔架通常朝向塔架的上端强烈地渐缩。此外,在该有限的空间中,还布置了偏航平台的附接机构。例如通过连接到塔架的顶部凸缘的撑条来附接偏航平台。由于有限的空间,在偏航平台和顶部凸缘之间安装升降梁及其维护是困难的。此外,由于风力涡轮机在该区域中的急剧的锥细,从升降梁悬挂的升降引导线缆被定位成非常靠近塔架壁。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于风力涡轮机的改进的平台、一种具有该平台的改进的风力涡轮机以及一种用于组装风力涡轮机的改进的方法。

因此,提供了一种用于风力涡轮机的平台。平台包括用于承载风力涡轮机的塔架升降机的运输舱的负载的升降梁。

通过作为平台的一部分的升降梁,与平台和升降梁是需要单独安装的两个单独部件的情况相比,平台和升降梁的更容易的安装是可能的。此外,由于升降梁不需要额外的壁附接机构,因此需要较少的部件。此外,升降梁可以代替平台支承结构的一部分。

所提出的具有升降梁的平台的另一个优点在于,升降梁安装在塔架的较低高度处,在此处塔架与常规升降梁相比具有更大的直径。情况如此,因为塔架在最顶部的区段中朝向上部塔架端部强烈地渐缩,其中塔架直径对于更大的塔架高度而言变得显著更小。因此,使升降梁不在平台上方(例如在平台上方半米)而是作为平台的一部分,这增加了用于从升降梁悬挂的升降线缆的可用空间。特别地,这增加了用于塔架升降机的引导线缆的可用空间。

风力涡轮机是一种将风的动能转换成电能的设备。风力涡轮机包括例如具有一个或多个叶片的转子、包括发电机的机舱、以及在其顶端处保持机舱的塔架。风力涡轮机的塔架(例如塔架的过渡件)连接到风力涡轮机的基座,例如海床中的单桩。

包括升降梁的平台布置在塔架内部。特别地,平台连接到塔架壁或塔架凸缘。平台例如通过壁支架连接到塔架壁,或者通过撑条连接到塔架凸缘。

升降梁具有例如纵向结构。升降梁例如由诸如钢的金属制成。

当具有带有升降梁的平台的风力涡轮机塔架处于竖立状态时,升降梁相对于地面水平地定向。换句话说,当具有带有升降梁的平台的风力涡轮机塔架处于竖立状态时,升降梁定向成垂直于塔架的纵向轴线。

风力涡轮机在其塔架内部包括塔架升降机,用于在塔架内向上或向下运输负载。例如,塔架升降机被配置用于在塔架内运输物体和/或乘客。

除了具有升降梁的平台之外,风力涡轮机塔架还可以在内部包括在多个高度处的多个另外的平台。例如,塔架升降机被配置用于将负载从较低平台运输到这些另外的平台中的较高平台,或反之亦然。此外,塔架升降机可被配置为将负载从这些另外的平台中的任何平台运输至任何其它平台。

例如,塔架升降机被配置用于将负载从入口平台运输到入口平台上方的平台,或反之亦然。入口平台是例如塔架内部的平台,其与布置在塔架外部的着陆平台处于相同的高度上。

包括升降梁的平台特别是塔架内部的上部平台,例如最高平台。包括升降梁的平台是例如风力涡轮机塔架的偏航平台。在偏航平台上,布置偏航系统以用于驱动和/或控制风力涡轮机的偏航轴承。偏航轴承允许机舱相对于塔架在方位角方向上旋转,以便实现风力涡轮机的转子相对于风向的最佳定向。

由塔架升降机服务的最高平台(“升降平台”)是例如在塔架的偏航平台下方并与其紧邻的平台。

塔架升降机包括用于容纳待运输的负载的运输舱。此外,塔架升降机包括用于承载和/或引导运输舱的一个或多个线缆。塔架升降机的一个或多个线缆附接到升降梁。

塔架升降机的一个或多个线缆包括例如驱动线缆、安全线缆和/或一个或多个引导线缆。驱动线缆和安全线缆除了在第一端处附接到升降梁之外,还在第二端处附接到塔架升降机的运输舱以用于承载运输舱。所述一个或多个引导线缆除了在第一端处附接到所述升降梁之外,还在第二端处附接到所述风力涡轮机塔架的下部部分,所述下部部分布置在由所述升降机服务的最低平台下方。该下部部分是例如布置在由升降机服务的最低平台下方的附加塔架平台的一部分。此外,所述一个或多个引导线缆特别地在升降梁和该下部部分之间张紧。

塔架升降机包括用于驱动升降机的马达。例如,马达布置在运输舱的顶部上。例如,当驱动线缆通过马达卷绕在轮上时,运输舱通过沿驱动线缆爬升而在塔架内部向上移动。

塔架升降机还包括由壳体形成的升降机竖井。升降机竖井在塔架的内部至少从由升降机服务的最低平台延伸到由升降机服务的最高平台。运输舱在升降机竖井中向上和向下移动。塔架升降机还包括操作升降机所需的通常设备。

根据实施例,平台包括支承结构和由支承结构支撑的底板,其中支承结构包括升降梁。

因此,升降梁不仅承载升降机的运输舱的负载,而且与其余支承结构一起用作平台的真正支承结构。此外,升降梁不仅承载升降机的运输舱的负载,而且与其余支承结构一起支撑底板。

特别地,包括升降梁的平台支承结构从下方支承底板。此外,平台支承结构,特别是升降梁,配置成从上方支承塔架升降机的运输舱的负载。

根据另一实施例,升降梁与平台支承结构整体地形成。

特别地,平台支承结构包括升降梁和其余支承结构。其余支承结构也包括梁。此外,升降梁和其余支承结构彼此固定地连接。升降梁和其余支承结构例如通过焊接或螺栓连接彼此固定地连接。特别地,升降梁和其余支承结构具有单件式结构。

根据另一实施例,底板布置在具有升降梁的平台支承结构上方,并且底板固定到升降梁。

特别地,升降梁布置在底板下方。特别地,升降梁完全布置在底板下方。

由于底板布置在升降梁上方,因此升降梁不会干扰物体、工人和/或在底板上进行的工作。

根据另一实施例,平台包括附接机构,该附接机构连接到升降梁并且配置成用于将塔架升降机的一个或多个线缆附接到升降梁。

因此,升降线缆可以附接到具有升降梁的平台,特别是附接到升降梁。

根据另一实施例,附接机构突出到底板上方。

使附接机构突出到底板上方允许对升降线缆以及升降线缆与升降梁之间的连接进行更好的维护和检查。例如,站在平台的底板上的工人容易接近升降线缆的最顶部部分、升降线缆与升降梁和/或附接机构之间的连接区域。

根据另一实施例,升降梁包括用于供塔架升降机的一个或多个线缆通过的一个或多个开口。

通过具有升降梁的一个或多个开口,升降线缆可以更好地附接到升降梁。特别地,可以实现升降线缆与升降梁之间的更强的连接。例如,由于利用升降线缆从升降梁悬挂的运输舱的负载而作用在升降梁上的力可以更好地传递到升降梁。

所述一个或多个开口是例如升降梁的一个或多个通孔。替代性地,一个或多个开口例如由升降梁的一个或多个间隙形成。例如,一个或多个开口由升降梁的单个间隙形成。

例如,底板也包括用于供塔架升降机的一个或多个线缆通过的一个或多个开口,而底板的一个或多个开口对应于升降梁的一个或多个开口。

根据另一实施例,所述附接机构包括一个或多个支架和由所述一个或多个支架支撑的一个或多个销,每个销被配置用于与所述塔架升降机的所述线缆中的一个连接。

因此,例如升降线缆的环或升降线缆的钩可以与销接合。

销例如在垂直于处于竖立状态中的塔架的纵向轴线的方向上延伸。在平台的安装状态和塔架的竖立状态下,销例如在垂直于升降梁的纵向方向的方向上延伸。

销例如是螺栓的轴。

附接机构包括例如具有高顶礼帽截面轮廓的一个支架。

附接机构包括例如在高顶礼帽截面轮廓的顶部部分处的一个或多个开口,从而允许接近升降线缆。支架的一个或多个开口例如与升降梁的一个或多个开口相对应。支架的一个或多个开口例如与底板的一个或多个开口相对应。

根据另一实施例,升降梁具有双C形截面轮廓。

具有升降梁的双C形截面轮廓提供了升降梁的简单且廉价的配置。此外,其允许以简单的方式提供用于升降线缆的开口。

双C形截面轮廓特别地包括彼此背对背布置的两个C形轮廓。两个C形轮廓例如彼此背对背布置,使得在两个C形轮廓之间存在连续的间隙。换句话说,具有双C形截面轮廓的升降梁包括通过所述间隙彼此分开的两个分开的纵向元件(梁)。该间隙被配置为供升降线缆通过。

每个C形轮廓包括腹板和两个凸缘。升降梁特别地水平地定向,在平台的安装状态和塔架的竖立状态下,每个C形轮廓的腹板竖直地定向,并且其凸缘相对于地面水平地定向。

替代性地,升降梁还可以包括另一截面轮廓。升降梁可以例如包括I形轮廓(H形轮廓)。

根据另一实施例,附接机构包括具有高顶礼帽截面轮廓的支架,

所述升降梁在所述双C形截面轮廓的两个背靠背布置的C形轮廓之间具有间隙,所述间隙被配置用于供所述塔架升降机的一个或多个线缆通过,

附接机构连接到升降梁,使得高顶礼帽轮廓的凸缘与双C形轮廓的上凸缘连接,和/或

所述附接机构包括由所述支架支撑的一个或多个销,每个销被配置成在所述塔架升降机的线缆中的一个穿过所述升降梁的间隙时与所述塔架升降机的线缆中的一个连接。

支架的高顶礼帽轮廓特别地包括连接到倒U形轮廓的两个凸缘。

附接机构例如通过螺栓连接而连接到升降梁。附接机构连接到升降梁,例如,使得高顶礼帽轮廓的每一个凸缘连接到每个C形轮廓的两个凸缘的上凸缘。

此外,底板例如布置在支架和升降梁之间,使得支架、底板和升降梁彼此连接。例如,支架螺栓连接到底板和升降梁。

根据第二方面,提供了一种风力涡轮机。风力涡轮机包括:

塔架,

塔架内部的下部平台和上部平台,

塔架升降机,包括用于从下部平台行进到上部平台或从上部平台行进到下部平台的运输舱,以及

如上所述的具有升降梁的平台,其中所述平台布置在所述风力涡轮机的塔架内部位于所述上部平台上方,所述平台的所述升降梁承载所述塔架升降机的所述运输舱的负载。

根据第二方面的实施例,塔架升降机包括附接至平台的升降梁的一个或多个线缆。

根据第二方面的另一实施例,塔架升降机的一个或多个线缆包括驱动线缆、安全线缆和/或一个或多个引导线缆,驱动线缆和安全线缆附接到塔架升降机的运输舱以用于承载运输舱,并且一个或多个引导线缆附接到塔架的位于下部平台下方的下部部分。

根据第三方面,提出了一种用于组装风力涡轮机的方法。该方法包括以下步骤:

a)制造平台,该平台包括用于承载塔架升降机的运输舱的负载的升降梁,以及

b)将所述平台安装在塔架中。

根据第三方面的实施例,在步骤b)之后,该方法包括将塔架升降机安装在风力涡轮机塔架中的步骤,其中塔架升降机的一个或多个线缆附接到升降梁,并且一个或多个线缆被配置用于承载和/或引导塔架升降机的运输舱。

根据第三方面的另一实施例,平台是偏航平台。

根据第三方面的另一实施例,平台固定到风力涡轮机塔架的塔架壁和/或塔架区段凸缘的一部分上。

参照本发明的平台描述的实施例和特征加以必要的变更适用于本发明的风力涡轮机和本发明的方法,反之亦然。

本发明的其它可能的实施方式或替代解决方案还包括上文或下文关于实施例描述的特征的组合(该组合在本文中没有明确提到)。本领域技术人员还可以将单独的或独立的方面和特征添加到本发明的最基本形式中。

附图说明

本发明的进一步的实施例、特征和优点从随后的描述和所依赖的权利要求结合附图将变得显而易见,其中:

图1以局部截面图示出了根据实施例的风力涡轮机;

图2示出了图1的风力涡轮机的一部分的透视和详细视图;

图3示出了图2的部分III的放大图;

图4示出了图3的部分IV的放大图;

图5示出了图3的升降梁和附接机构的截面图;以及

图6示出了用于组装图1的风力涡轮机的方法的流程图。

在附图中,除非另外指出,相同的附图标记表示相同或功能上等同的元件。

具体实施方式

图1示出了根据实施例的离岸风力涡轮机1。

风力涡轮机1包括连接到布置在机舱4内的发电机3的转子2。机舱4通过偏航轴承(未示出)布置在风力涡轮机1的塔架5的上端,使得机舱4可相对于塔架5旋转。塔架5包括例如竖立在单桩7上的过渡件6。单桩7例如被驱入到海床8中,并延伸到海水9上方。

转子2包括例如三个转子叶片10。转子叶片10连接到风力涡轮机1的轮毂11。轴(未示出)通过齿轮箱(未示出)将轮毂11连接到发电机3。发电机3电连接到在塔架5的过渡件6中的开关装置(未示出)。

除了过渡件6之外,塔架5还包括例如一个或多个塔架区段12、13、14。在图1的示例中,塔架5包括底部塔架区段12、中部塔架区段13和顶部塔架区段14。

塔架5(例如,过渡件6)在其外部包括着陆平台15,以提供通向塔架5内部的入口。

塔架5在其内部包括多个平台16至23。塔架5包括例如与着陆平台15布置在同一高度上的入口平台17。塔架5包括例如在底部塔架区段12中的低压平台19,低压变压器(未示出)位于该低压平台上。塔架5包括例如螺栓平台18、20和21,其被配置成用于工人在组装塔架5时将对应的塔架区段12、13、14彼此螺栓连接或螺栓连接到过渡件6。塔架5包括例如在顶部塔架区段14中的升降平台22。塔架5例如在顶部塔架区段14中包括在升降平台22上方的偏航平台23。在偏航平台23上,布置用于驱动和/或控制偏航轴承(未示出)的偏航系统(未示出)。偏航系统包括例如偏航驱动器、偏航制动器和偏航控制系统。

此外,风力涡轮机1在其塔架5内部包括塔架升降机24,用于将负载从诸如入口平台17的较低平台运输到诸如升降平台22的较高平台,或反之亦然。塔架升降机24也可以被配置为将负载从平台17、18、19、20、21、22中的任何平台运输到这些平台中的任何其它平台。

塔架升降机24包括运输舱25(图2)以容纳诸如乘客或物体的负载。运输舱25在升降机竖井壳体26内向上和向下移动。升降机竖井壳体26在塔架5的内部至少从由升降机24服务的最低平台(例如入口平台17)延伸到由升降机服务的最高平台(例如升降平台22)。

塔架升降机24包括用于驱动舱25的马达(未示出)。塔架升降机24包括用于承载和引导运输舱25的多个线缆。塔架升降机24特别包括驱动线缆27,该驱动线缆在其一端附接至舱25并且在其另一端附接至集成到偏航平台23中的升降梁28(图2)。例如,通过利用马达卷绕驱动线缆27,舱25向上移动,使得舱25沿驱动线缆27爬升。

塔架升降机24还包括安全线缆29,该安全线缆在其一端也附接到舱25,在其另一端附接到偏航平台23的升降梁28(图2)。安全线缆29被配置成用于在驱动线缆27断裂的情况下防止舱25掉落。

塔架升降机24还包括引导线缆30,例如两个引导线缆30。引导线缆30在其一端附接到偏航平台23的升降梁28(图2),并且在其另一端附接到风力涡轮机塔架5的下部部分,例如平台16(图1)。下部部分,例如平台16,特别地位于入口平台17下方。各引导线缆30在偏航平台23的升降梁28和平台16之间张紧。引导线缆30布置在舱25的左侧和右侧,并且它们在舱25通过升降机竖井26的向上和向下移动期间引导所述舱。

图2示出了图1的风力涡轮机1的升降平台22和偏航平台23的透视和详细视图。

升降平台22是由升降机24服务的塔架5的最高平台。在图2中的升降平台22上示出的是升降机竖井壳体26的上部部分。运输舱25在升降机竖井壳体26内部移动。在图2中,已经到达升降平台22上的舱25以虚线示出。在升降机竖井壳体26的顶部上示出了驱动线缆27、安全线缆29和两个引导线缆30。线缆27、29、30连接到升降梁28。

图3示出了图2的部分III的放大图,更详细地示出了升降梁28。

升降梁28是偏航平台23的支承结构31的整体部分。偏航平台23的支承结构31包括升降梁28和其余支承结构32。其余支承结构32也包括梁,如图3所示。特别地,升降梁28与偏航平台23的其余支承结构32整体形成。特别地,升降梁28和其余支承结构32例如通过焊接或螺栓连接彼此固定地连接。

除了支承结构31之外,偏航平台23还包括由支承结构31支撑的底板33。为了说明的目的,底板33在图3中被示出为透明的。底板33设置在平台支承结构31上方,即,在升降梁28和其余支承结构32上方。因此,升降梁28有利地完全设置在底板33下方,使得工人可以在底板33上执行工作而不与升降梁28干涉。底板33特别地固定到升降梁28和其余支承结构32。

升降梁被配置用于从上方承载塔架升降机24的运输舱25(图2)的负载。为此目的,升降线缆27、29、30通过附接机构34附接到升降梁28。由于附接机构34突出到底板33上方,因此,站立在底板33上的工人能够容易地进行升降线缆27、29、30以及附接机构34的维护和检查。

图4示出了图3的部分IV的放大图,详细示出了附接机构34。图5示出了连接到升降梁28的附接机构34的截面图。

如图5所示,升降梁28具有双C形截面轮廓。双C形截面轮廓特别地包括彼此背对背布置的两个C形轮廓35。每个C形轮廓35包括腹板36和两个凸缘37。在两个C形轮廓35之间,升降梁28包括间隙38。换句话说,具有双C形截面轮廓的升降梁28包括两个分开的纵向元件(梁)35,它们通过所述间隙38彼此分开。升降线缆27、29、30穿过该间隙。在图5的截面图中,穿过间隙38的驱动线缆27作为示例被示出。

此外,在附图(例如,图5)的示例中,升降梁28从偏航平台23的其余支承结构32的下表面47突出。在另一实施例中,升降梁28也可与下表面47齐平。

附接机构34包括支架39和由支架39支撑的四个销40(图3至5)。在附图所示的示例中,每个销40形成为由支架39支撑的螺栓的轴。还设置有开口销41以紧固所述销40。

支架39具有例如高顶礼帽截面轮廓(图5)。支架39的高顶礼帽轮廓特别地包括连接到倒U形轮廓43的两个凸缘42。

支架39特别地固定到升降梁28,其中底板33布置在支架39和升降梁28之间。特别地,支架39的高顶礼帽轮廓的凸缘42螺栓连接到底板33以及螺栓连接到升降梁28的双C形轮廓的上凸缘37。

底板33还包括用于供升降线缆27、29、30通过的开口44(在所示的示例中,用于四个线缆的四个开口),底板33的开口44对应于升降梁28的间隙38。此外,支架39还包括在高顶礼帽截面轮廓的顶部部分处的开口45(在所示的示例中,四个开口)。支架39的开口45对应于升降梁28的间隙38和底板33的开口44。

为了将升降线缆27、29、30固定在升降梁28上,每个升降线缆27、29、30被引导穿过升降梁28的间隙38以及穿过底板33的相应的开口44。每个升降线缆27、29、30包括例如环46。如图4和5所示,通过将环46与销40接合,将每个升降线缆27、29、30被附接到升降梁28上。

下面,参照图6描述用于组装图1的风力涡轮机1的方法。

在该方法的步骤S1中,制造风力涡轮机1的具有升降梁28(图2)的偏航平台23。平台23例如在第一地点的工厂中被制造。偏航平台23被制造成使其包括与其余支承结构32(图3)整体形成的升降梁28。

在该方法的步骤S2中,将具有升降梁28的预制偏航平台23安装在风力涡轮机1的塔架5中。例如,将偏航平台23插入水平布置的塔架5中,例如插入顶部塔架区段14中。

步骤S2可包括在将平台23插入塔架5中之前将预制偏航平台23运输到第二位置。该第二位置特别地不同于第一位置。预制的偏航平台23例如从工厂运输到港口现场。此外,具有升降梁28的偏航平台23例如在港口现场安装到塔架5中。

通过将升降梁28与平台23整体地形成,具有升降梁28的平台23的安装在单个步骤中被执行,并且与平台和升降梁是两个分离部件的情况相比需要较少的部件。

在该方法的步骤S3中,将塔架升降机24安装在风力涡轮机塔架5中。由此将塔架升降机24的升降线缆27、29、30附接到升降梁28上。

尽管已经根据优选实施例描述了本发明,但是对于本领域技术人员来说显而易见的是,在所有实施例中都可以进行修改。

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