專利名稱：用于潮汐渦輪機(jī)的配置的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于水電渦輪機(jī)的配置的系統(tǒng)和方法，具體來 說涉及這樣的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法可以在^艮大程度上簡化 水電渦輪機(jī)及相關(guān)的基座到配置位置的運(yùn)送，并且可以簡化之后渦 輪機(jī)和基座到海床的配置。
背景技術(shù)：
由于礦物燃料的燃燒而在地球上造成的環(huán)境^5皮壞，可再生能源 終于開始得到了重點(diǎn)關(guān)注，許多有關(guān)太陽能、風(fēng)能和潮汐能的項(xiàng)目 正得以開發(fā)。在這些可供選擇的能源形式中，潮汐能可被認(rèn)為是最 具吸引力的，因?yàn)槌鄙沉魇峭耆深A(yù)測的并且是恒定的，其與風(fēng)能 或太陽能不同，風(fēng)能或太陽能相對來說是間歇性的并且因此可靠程 度低。
但是，利用潮汐能也是一種挑戰(zhàn)，特別是在潮汐能發(fā)電機(jī)(例 如水電渦4侖才幾)的安裝和維護(hù)方面存在4兆戰(zhàn)，這是由于潮汐能發(fā)電 機(jī)特別的操作性質(zhì)導(dǎo)致潮沙能發(fā)電機(jī)必須設(shè)置于4交快速流動(dòng)的潮
汐流中，并且很可能設(shè)置于海床上。此外，為了經(jīng)濟(jì)上的可行性， 這些渦輪機(jī)必須大規(guī)模地建造。結(jié)果渦輪機(jī)和相關(guān)的基座/支承件都 成為巨大笨重的部件，并且為了實(shí)現(xiàn)配置需要重型的起吊和運(yùn)送設(shè) 備。使用這種重型起吊設(shè)備通常是非常危險(xiǎn)的作業(yè)，當(dāng)在處于非常
困難且不穩(wěn)定的條件下的海上操作這些設(shè)備就變得更加危險(xiǎn)。粘WPX命的日益在夾乏以 及潛水員在高速潮汐流位置作業(yè)的高風(fēng)險(xiǎn)性，這就-使安裝過程進(jìn)一
步復(fù)雜化。
因此已研發(fā)了本發(fā)明，本發(fā)明旨在簡化水電渦輪機(jī)的配置，并 且其系統(tǒng)和方法允許配置已預(yù)先安裝在基座上的水電渦4侖才幾。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種水電渦輪機(jī)配置系統(tǒng)，其
包括基座和可支承在基座上的水電渦輪機(jī)；船，適于在浮泊時(shí)可 拆卸地將基座保持在其下面；其中船適于允許基座從船上釋放并下 降遠(yuǎn)離船、和/或在船下面#皮4是升并連4妄至船；并且其中基座包括支 承件，支承件向上突出得穿過船；其特征在于船包4舌入口，當(dāng)基座 安裝至船的下方時(shí)支承件突出得穿過該入口并且安裝有渦輪機(jī)的 支承件可以通過該入口 。
優(yōu)選地，船包括適于將基座相對于船提升和/或降下的承載裝
優(yōu)選地，承載裝置包括一個(gè)或多個(gè)絞盤。 優(yōu)選地，船至少包括一對連接在一起的船體。
優(yōu)選地，當(dāng)基座凈皮固定至船下方時(shí)，該系統(tǒng)適于4吏壓艙物固定
至基座。
優(yōu)選地，船為組件式的。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，才是供了 一種配置水電渦4侖才幾的方 法，該方法包4舌以下步-驟
6將用于渦輪機(jī)的基座固定在船的下方；
將渦輪機(jī)固定至基座的支承件，所述支承件向上突出得穿過
船；
將船運(yùn)送至配置位置； 將基座,人船下方釋》丈；
其特征在于，在將基座從船下方釋放的步驟中，允許渦輪機(jī)穿過船。
優(yōu)選地，本方法在固定基座的步驟中包括 將基座定位于水體的底部上； 將船定位在基座上方；以及 將基座提升至船下方的位置。
優(yōu)選地，本方法包括以下步驟在將基座定位于水體的底部上 之前將一條或多條提升繩索固定至基座。
優(yōu)選地，本方法在將基座l是升至船下方的位置的步驟中包括， 使用船上的承載裝置。
優(yōu)選地，本方法包4舌以下步芬聚在將基座固定至船下方之后添 加壓艙物至基座。
優(yōu)選地，本方法包4舌在將基座固定至船下方之后將支岸"牛固 定至基座。
優(yōu)選地，本方法包括以下步驟在將基座配置在配置位置之前， 在測試位置處測試基座和/或渦輪4幾的各種運(yùn)4于參婆t 。附圖"i兌明


圖1示出了用于立在碼頭(quay)上的渦輪"f幾的基座；
圖2示出了圖1中的基座已降至碼頭附近的海床；
圖3示出了漂浮在基座上方和碼頭附近的配置船；
罔4示出了圖3中的船，示出了在將基座4是升至船正下方位置 之后的情形；
圖5示出了圖4中的船和基座，其中一對支承件已穿過船固定
至基座；
圖6示出了圖5中的船和基座，示出了在將水電渦輪機(jī)連接至 支承件之后的情形；以及
圖7示出了定位在配置位置處的船，并示出了^)夸基座和渦4侖才幾
降向海床。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參見附圖，在此描述并示出了用于水電渦4侖才幾io (4又在圖
6和圖7中示出)的配置的系統(tǒng)和方法，將如下文詳述的，該系統(tǒng) 包括用于渦輪機(jī)10的基座12的使用，以及基座12可與之連接的 船14。顯而易見的是，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法基本上避免了在水電渦 輪機(jī)10的配置過程中使用重型起吊設(shè)備的需求，并且因此在很大 程度上簡化了配置過程。
在圖示的實(shí)施例中，基座12包括帶三條腿18的三角形框架16, 雖然通過對本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的以下描述中可以理解，該基座12僅是一個(gè)示范性的實(shí)施例并且可為任何其它形狀和/或構(gòu)造。為了開
始進(jìn)行配置，基座12被定位于水體W (例如海)旁的碼頭Q上。 可將完全組裝好的基座12運(yùn)送至碼頭Q，或更為優(yōu)選地在碼頭Q 上將其零部件組裝到位。
現(xiàn)在參見圖2，基座12被提離碼頭Q并降至碼頭Q附近的海 床B上。此處的框架12相對重量較輕，并且可以4吏用較小的起重 機(jī)(未示出)等將其移離碼頭Q。優(yōu)選地在將基座12降至海床B 上之前，將提升繩索20及相關(guān)的浮標(biāo)22連接至基座12的每個(gè)角。 提升繩索20的數(shù)量可能因基座12的尺寸和形狀而不同，或滿足任 何其它操作要求。
現(xiàn)在參見圖3，船14^皮移動(dòng)到基座12的正上方位置，碼頭Q 旁邊。船14設(shè)有三個(gè)絞盤24形式的承載裝置，每一個(gè)提升繩索20 可—皮固定至每一個(gè)絞盤24。因此，可4吏用絞盤24將基座12^是升至 船14下方的位置，如圖4中所示。當(dāng)然也可理解的是可4吏用與絞 盤24功能相當(dāng)?shù)娜魏纹渌O(shè)備，并且實(shí)際上絞盤24的數(shù)量以及其 位置可根據(jù)需要進(jìn)行變化。船14和/或基座12可設(shè)有鎖定裝置(未 示出)， 一旦基座12被起吊入位，該鎖定裝置適于將基座12固定 至船14的下方。因此， 一旦基座12 ^皮鎖定在位，就會(huì)從絞盤24 上去除載荷。但是，絞盤24可用作此鎖定裝置。
可以看出，在示出的實(shí)施例中，4& 14由一-t'浮船(pontoon) 26形式的船體組成，浮船由一對橫向構(gòu)件28互相連接。橫向構(gòu)件 28之間的空間留空，從而在船14內(nèi)限定一個(gè)入口 30。從而基座12 可從船14上方穿過入口 30。因此參見圖5, —對支承件32現(xiàn)已連 4妻至基座12,可在船14上進(jìn)4亍該項(xiàng)作業(yè)。此處所用的名詞"支承 件"意為可以以一種合適的方式使渦輪機(jī)10連接到基座12的任何 系統(tǒng)或才幾構(gòu)，并不一定必須為如圖示的一對支渾vf牛32那才羊的直立 型。由于基座12現(xiàn)已安全地固定至船14的下方，如果需要，可添 加壓搶物至基座12，以4吏基座12的重量達(dá)到允許基座12和渦輪才幾 IO在它們自身的重量下牢固地位于海床上的水平。由于此壓艙物^f又 在此階段添加，因此在將基座12提升至船14下方的位置時(shí)，絞盤 24不必承受此額外的載荷。在此階段添加壓艙物也保證了當(dāng)將基座 12首先吊離碼頭Q并降至海床B時(shí)，執(zhí)行提升的起重機(jī)無需承受 壓搶物的重量，從而可以使用較小的起重機(jī)。
然后轉(zhuǎn)至圖6，現(xiàn)已再次使用較小的起重機(jī)將渦輪機(jī)IO提升至 基座12上(具體是提升在支承件32上)。渦輪機(jī)10然后被固定至 支承件32并且之后可在^^于中纟皮運(yùn)送至配置位置。
可以設(shè)想，隨著此項(xiàng)基于渦輪坤幾的技術(shù)的日漸成熟，渦輪機(jī)的 尺寸將會(huì)增大，因此船體或浮船26之間的距離也將增大。^f旦是， 位于前^f黃向構(gòu)件28中部上的絞盤24將7 義載相當(dāng)大的載荷，并且無 任何支承。因此可以預(yù)見，用于舉交大渦4侖4幾(或?qū)嶋H上如果兩個(gè)或 多個(gè)渦4侖才幾10凈皮并4非固定在一個(gè)單獨(dú)的基座12上)的船14的i殳 計(jì)將采耳又雙體船設(shè)計(jì)之外的一些形式，例如三體船。船14的組件 式的性質(zhì)將使這樣一種改裝變得可能并易于實(shí)現(xiàn)。
此外，船14的組件式的性質(zhì)4吏船14易于拆解，并可在大型貨 輪的船體中將其運(yùn)至世界范圍內(nèi)的下一個(gè)安裝點(diǎn)。此舉可以節(jié)省時(shí) 間，這是因?yàn)榕c船14相比大型貨輪可在更為惡劣的條件下航行。 組件式的舉4晉也意p未著船14可在將來^皮重新裝配以用于不同形狀 的基座12,即，當(dāng)配置一個(gè)較大的渦輪機(jī)時(shí)，可能需要加寬船體 26之間的距離，這通過延長橫向構(gòu)件28就可輕易實(shí)現(xiàn)。這可以明 顯地節(jié)約成本，因?yàn)椴槐亟ㄔ煲凰胰碌拇?br> 船14的形狀所表現(xiàn)出的另一個(gè)優(yōu)勢是由于阻力非常小，因此 易于拖曳，這是因?yàn)橐稽S向構(gòu)件28位于水面之外，所以^又浮船26處
10于水中。這種設(shè)計(jì)與帶有浸入水中的橫向構(gòu)件的另 一種設(shè)計(jì)相比將 使其自身順應(yīng)于潮汐流。后 一種設(shè)計(jì)的流線型程度不高并且不易于
順應(yīng)潮沙流。在配置渦輪機(jī)10的過程中如果有潮沙奔流的話，這 是重要的因素，這是因?yàn)楫?dāng)降下渦輪機(jī)IO時(shí)，船14將會(huì)正確地朝 向潮汐，所以渦轉(zhuǎn)對幾1(M尋^皮自動(dòng)朝正確的方向配置。
船14的設(shè)計(jì)的組件式的舉措也允許便捷地將額外的設(shè)備固定 至船14,以在安裝過程中使用?？墒褂脗鹘y(tǒng)的組件連接器(未示出) 將支承所述額外的設(shè)備的平臺(tái)(未示出)順利地連接至船14。
參見圖7， 一旦船14、基座12和渦4侖沖幾10已^皮定位在配置位 置上方，就可將基座12和渦4么一幾10降下入位。這是+>開絞盤24 的一個(gè)簡單過禾呈，這將允許基座12乂人船14下方落下。如果基座12 和/或船14上設(shè)有任何鎖定裝置(未示出)，則需要在松開絞盤24 之前將它們解除。船14內(nèi)的入口 30的形狀和尺寸適于使渦輪才幾10 向下穿過入口 30, /人而可將組合的渦4侖才幾10和基座12 —起乂人船 14上降下。當(dāng)基座12已凈皮定位在海床B上時(shí)，無需為將兩者固定 在一起而做其它任何工作，這樣就在很大程度上簡化了配置過程。 此外，無需從船14上操作諸如起重機(jī)之類的起吊設(shè)備。
基座12和船14之間的連接性也允許以相反的順序進(jìn)行以上過 程，以允許從海床B上拆回基座12和渦4侖才幾10。船14位于基座 12上方并連4妄到基座12,然后可將基座12吊至船14下方的位置， 并牢固連接到其下，以運(yùn)送回海灘或其它任何預(yù)定位置。
在將渦輪機(jī)10運(yùn)送至配置位置之前，最好對位于碼頭Q附近 的渦輪機(jī)10和基座12進(jìn)行各種測試。現(xiàn)在參見圖6, —旦渦輪機(jī) 10被固定至基座12，基座12和渦4侖機(jī)10就^皮P爭至海床B，同時(shí) 船14仍保持鄰近于碼頭Q。當(dāng)基座12被定位在海床B上時(shí)，基座 12與船14之間的提升繩索20仍然緊繃，以允許基座12和渦輪機(jī)
iiIO被便捷地收回至船14下方的位置，以將其運(yùn)送至圖7中所示的 配置位置。當(dāng)基座12被定位在海床B上時(shí)，可進(jìn)行各種測試，例 如位于基座12和/或渦4侖機(jī)10上的遙測傳感器(未示出)等的測試 /校準(zhǔn)。所述測試一旦完成，基座12就被吊回船14下方的位置，并 且然后渦輪機(jī)10被再次定位在船14的曱纟反上方。然后船14可#皮 運(yùn)送至配置位置，如在參見圖7之前所進(jìn)4于的描述。如果此測試發(fā) 現(xiàn)渦輪機(jī)10或基座12的任何方面的任何問題，由于兩者仍位于碼 頭Q附近，就可將它們快速地吊離水體W。實(shí)際上，如果僅渦輪 機(jī)10的某個(gè)方面出現(xiàn)問題，則可將渦輪機(jī)10與基座12分開，并 將其帶上碼頭以進(jìn)4亍進(jìn)一步的測試和/或維<夢?；?2可仍固定在 船14的下方，以等4寺維修好的渦輪機(jī)10返回。
可以預(yù)見的是本發(fā)明的系統(tǒng)可用于在渦輪機(jī)10未固定至基座 12的情況下將基座12配置至海床B上，然后通過合適的方法將渦 輪機(jī)連接至基座12。
因此可以理解的是本發(fā)明的系統(tǒng)和方法^是供了 一種配置水電 渦輪機(jī)10的簡化但卻高效的方式，并且降低了對重型起吊設(shè)備的 需求，無需在船14上(特別是在配置位置)使用此類設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種水電渦輪機(jī)配置系統(tǒng)，包括基座(12)和可支承在所述基座(12)上的水電渦輪機(jī)(10)；船(14)，所述船適于在浮泊時(shí)將所述基座(12)可釋放地保持在其下方；其中所述船(14)適于允許所述基座(12)從所述船上釋放并下降遠(yuǎn)離所述船、和/或在所述船下面被提升并連接至所述船；并且其中所述基座(12)包括支承件(32)，當(dāng)基座(12)連接至船(14)的下方時(shí)所述支承件向上突出得穿過所述船(14)；其特征在于，所述船(14)包括入口(30)，當(dāng)所述基座(12)被安裝至所述船(14)下方時(shí)所述支承件(32)突出得穿過所述入口，并且安裝有所述渦輪機(jī)(10)的支承件能夠通過所述入口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電渦輪機(jī)配置系統(tǒng)，其中，所述船(14)包括承載裝置(24),所述承載裝置適于相對于所述船 (14 )提升和/或降低所述基座(12 )。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水電渦輪機(jī)配置系統(tǒng)，其中，所述承載 裝置(24)包括一個(gè)或多個(gè)絞盤(24)。
4. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的水電渦輪機(jī)配置系統(tǒng)，其中， 所述船(14)至少包4舌一對連4妄在一起的船體(26)。
5. 4艮據(jù)前述^f壬一項(xiàng)^又利要求所述的水電渦4侖才幾配置系統(tǒng)，其中， 當(dāng)將所述基座(12)固定至所述船(14)的下方時(shí)，所述系統(tǒng) 適于4吏壓搶物固定至所述基座(12)。
6. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的水電渦輪機(jī)配置系統(tǒng)，其中， 所述船(14)為組件式的。
7. —種配置 K電渦4侖才幾(10)的方法，包括以下步驟將用于所述渦輪機(jī)(10)的基座(12)固定在船(14) 的下方；將所述渦輪機(jī)(10)固定至所述基座(12)的支承件(32), 所述支承件向上突出得穿過所述船(14);將所述船運(yùn)送至配置位置；將所述基座,人所述船下方釋方丈；其特征在于，將所述基座/人所述船下方釋力文的步艱《允許 渦4侖才幾穿過所述船。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，在固定所述基座(12)的步驟中 包括將所述基座(12)定位于水體的底部上； 將所述船(14)定位在所述基座(12)上方；以及 將所述基座(12)提升至所述船(14)下方的位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括以下步驟在將所述基座(12)定位于水體的底部上之前將一條或多條4是升繩索(20) 固定至所述基座(12)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，在將所述基座(12 )提升至 所述船(14)下方的位置的步驟中包括使用所述船(14)上 的承載裝置(24)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟 在將所述基座(12 )固定至所述船(14 )下方之后添加壓艙物 至所述基座(12)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的方法，包括在將所述 基座(12)固定至所述船(14)下方之后將所述支承件(32) 固定至所述基座(12)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7至12中任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟 在將所迷基座(12 )配置在位置配置處之前，在測試位置測試 所述基座(12)和/或所述渦輪機(jī)(10)的各種運(yùn)行參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于水電渦輪機(jī)的配置的系統(tǒng)和方法，并包括基座和基座可固定至其下方的船，并且水電渦輪機(jī)可從甲板上方固定至基座，之后使基座與船分開。
文檔編號F03B13/26GK101657632SQ200880011755
公開日2010年2月24日 申請日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月11日
發(fā)明者保羅·頓納, 詹姆斯·艾夫斯 申請人:歐鵬海德洛集團(tuán)有限公司