风电安装船桩腿设计与强度校核(3)

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风电安装船首先在港口装载风电机组，然后可以自航到达安装地点，到达地点后，风电安装船通过其自身的升降装置降下其桩腿，升降装置一般分为两种，一种是插槽式，另外一种是齿条式的，在本次设计中我们采用齿条式升降装置，此升降装置的优点主要是它们的操作性能非常良好，并且具有平稳、连续升降的能力，升降速度快、操作灵活，只要加大装置的动力，升降的速度就能提高，安全性也是优于其他的升降装置。升降装置主要包括桩腿、升降系统以及桩靴。桩腿在风电安装船中主要起到的是固定船体，避免外界天气、波浪等对船体稳定性的影响，升降系统此次设计中采用的齿条式，主要通过发动机带动齿轮转动，然后通过齿轮与齿条的啮合，带动桩腿上升或者下降，稳定性已经速度都是非常优秀的。桩腿底部一般都带有桩靴，其主要功能是减少桩腿如泥深度，这样可以使风电安装船可以增加可工作水深，同时也起到了稳固作用。然后通过船上的起重装置，将风电机组装配完成，工作效率比以往的方式大大提高，而且最大的工作水深可以达到35米，成为了主要的安装方法。

1.1.2 研究意义

风电安装船是一种为了更方便开采风能、安装风机设备的专用安装船，它集齐了众多优点，比如：风电安装船具有自航性，可以自行运输风电机组到达安装地点，不再需要其他船只协同完成安装任务。其次，风电安装船拥有更高的安装效率，其安装效率比起起重平台与驳船的组合安装方式更快更易于操作。最后是其安全性能极高，可以适应于各种安装的位置、各种海域，而且其自带的升降式桩腿可以使船体高出海平面，这样，安装时船体受到波浪和海风的影响就较小，这样安装时的稳定性得到大大提高，也使得安装的安全性和成功率提高，所以风电安装船的研究与生产，都是对能源开发的应用与开采效率提高的一种方式与捷径。所以我们的研究也就有了意义和存在的必要性。

1.2 课题研究现状及存在问题

1.2.1 风电安装船在国内发展状况

众所周知，在矿产资源日益缩减、环境污染日益严重的今天，我们无时无刻不在寻找着新能源，而海上风能作为无污染、可循环的绿色新兴能源，已经受到了各界人士的关注，为了可以充分有效地利用起我国海上的风能资源，国家对此已经越来越重视，所以对海上风电场的建设和已经提上了议程，这是对如此丰富的风能利用的一个好的发展。同时对海上风电机组的安装也显得越来越重要，所以风电安装船作为专业的安装方法，此方面的研究也已经变成了对海上风电场建设的一个非常重要议题，具备优秀的风电安装设备也已经变成一种国家实力的体现。经过数年的致力研发与探讨，我国国内在该领域也已经具有世界领先技术水平，2012年10月21日，由中远船务集团南通中远船务公司为丹麦国家能源公司设计建造的世界第三代自升式海上风电安装船“SEA INSTALLER”顺利交付，此船是集大型风车构件运输和安装功能于议题的海洋专业工程特种船舶，是最新一代的海上风电专用安装船，也代表了我国风电安装设备制造能力的先进性和自主创新能力。Resolution风电安装船由中国山海关船厂为源`自*751?文+论^文`网[www.751com.cn英国Mayflower Energy公司建造。于2001年11月份开始建造，2003年12月交付。这些都是我们国家对风电安装船的研发与制造行业的实力体现。

1.2.2 风电安装船在国际发展状况

自从1991年丹麦建成了全世界第一个海上风力发电场以来，风电机组设备的安装设备开发已经成为了全世界关注的对象，各个国家都在为此投入人力物力研发与创造中，也表明了世界各国对能源的无污染、可循环性的迫切需求。风电机组设备的安装最初是由自升式平台和运输驳船一起联合安装，到2003年第一艘风电机组专用安装设备——自升自航式平台Mayflower的出现，发展到现在的带定位桩腿的自航船安装，海上风电场的建设速度得到了极大的提高，风电安装船在此方面发挥了其优秀的能力。其实现在风电安装船在国际上还很少，丹麦仅有2艘，英国1艘，分析其原因主要有：