基于半潜驳的坐底式风电安装船改造设计及应用

为解决现有海上风电安装设备的不足,将原"三航工5"半潜驳改造为坐底式风电安装船,并研制一套船体结构应力监测系统,对国内某海上风场砂性地质条件引起的冲刷和船底掏空进行监控。实际工程应用表明,改造后的船舶在安全性和工效上满足坐底安装风机的要求。     

振华重工签订世界最大风电安装平台

正4月20日,振华重工(ZPMC)与龙源振华签订2 500 t坐底式海上风电安装平台项目,振华重工海工集团相关负责人和项目组成员出席签约仪式。坐底式海上风电安装平台是世界首创的新型风电安装平台,是集成了众多尖端科技的综合性工程。该平台由上下2个船体组成,下浮体为密闭结构,与4条桩腿相连可沉到海床的硬泥层上。桩腿插拔容易且迅速,比传统插桩     

1 600 t深潜坐底多功能风电工程船

正1 600 t深潜坐底多功能风电工程船是一艘坐底式起重工程船,集海上风电的基础施工、风机部件船上组装、风机海上分体及整体安装功能于一体,也可以完成诸如打捞等其他海上结构物的起吊、安装或支持作业。该船的设计特点是适应环境能力强、作业模式多、起重能力大、有效可变载荷大、作业效率高。根据海洋环境条件的不同以及风机厂商的安装要求,可选择在漂浮或者坐底状态下作业,漂浮作业最大水深达80 m,坐底作业最大水深达32 m,最大起重能力1 600 t,甲板面积约3 000 m~2,     

大型坐底平台船海上风机安装施工适应能力分析

风电是干净的能源,可以减少传统石化能源的消耗,减少环境污染,此外,风能取之不尽,用之不竭。积极地开发利用风电对于改善能源系统结构,保护生态环境具有深远意义。近年来随着国家海上风电的快速发展,大量的船舶投入到了风电领域的开发。本文重点介绍了大型坐底平台船风机分体安装适应能力分析,为其他类似工程施工提供借鉴。     

风电安装平台坐底稳性评估技术

风电安装平台是专门用来在近海、潮间带地区进行风力发电机组安装的专用功能船舶。该文结合"辽河一号"风电安装平台坐底安装,一船多用的典型特点,对其坐底稳性评估技术进行研究。通过编制程序,可以快速实现环境载荷计算,优选波浪参数与地质条件的合理匹配,为工程作业提供必要的技术参考。     

风与海之歌南通中远海运船务/启东中远海运海工风电安装船十年纪实

2021年12月16日,由南通中远海运船务承接的"雄程9号"多功能坐底风电安装平台在启东中远海运海工举行签字交付仪式,正式交付船东上海雄程海洋.这是南通中远海运船务/启东中远海运海工开拓海上风电安装的最新战绩. 在国际、国内新能源发展战略的驱动下,从2010年交付第一艘风电安装船"决心1号",到2021年承接2艘全球最...     

坐底式辅助桩稳桩平台在风电工程中的应用

近年来海上风电工程在国内沿海得到大规模建设,风机的诸多基础型式中单桩基础因其工厂整体化制作,造价低,施工方便,无需海床准备,安装简便等优点,目前广泛的应用于我国海上风电场建设中。根据我国主要海上风电场统计,单桩基础占比达到65%以上。随着风机单机容量增大及建设水深增加,海上风电单桩基础采用的钢管桩直径也越来越大,长度也越来越长,钢管桩沉桩施工对海上沉桩船机的选择、沉桩稳桩定位方式比常规沉桩工艺提出更高的要求。文章结合汕头某风电项目桩基施工情况,阐述超大型单桩施工中坐底式辅助桩稳桩平台选用及施工注意事项,确保沉桩施工质量满足设计规范要求,为类似大型海上风电工程和测风塔工程中推广使用。     

一种新型坐底自升式平台插桩方法

依托一艘新型2 000 t坐底自升式海上风电施工平台,研究其相比传统的自升式平台和坐底式平台在插桩方式上的改进实践。分析坐底自升式平台的上船体、下浮体和桩腿之间的运动,并考虑采用结构重力快速压载的方式保证平台作业时插桩的稳定性。研究结果表明,新型坐底自升式平台在插桩时能躲避浪和流的袭击,当遇到较软或“硬-软-硬”的海底地层时,可降低插桩穿刺的风险和拔桩作业的难度。该研究可供特殊地质条件下的海上风电施工平台插桩作业的实施参考,能有效降低施工过程中的安全风险,并提高施工效率。     

风电安装平台坐底冲刷结构强度分析评估

以“泓邦号”风机安装平台为例,对坐底式风机安装平台在坐底冲刷工况下的结构强度进行分析评估。利用FEMAP软件建立结构有限元模型,采用NX-Nastran求解器对平台的整体结构强度进行计算和评估。在此基础上,对平台在不同冲刷掏空条件下的结构强度计算结果进行对比,为同类型风电安装平台在坐底冲刷工况下的强度分析提供参考。     

半潜驳改装海上风机吊装船结构强度评估

海上风机吊装船是具备运输、起重功能的用于海上风电设备安装的海洋工程船。本文将1艘半潜驳船改装成海上风机吊装船,利用有限元软件对该船在拖航、坐底及吊装等典型作业工况下的结构强度进行计算分析,得到船体结构的应力分布及变形情况。计算评估方法和结果可为半潜驳改装海上风机吊装船的结构强度评估、改装方案可行性论证提供依据,也对类似船舶的改装设计开发具有参考价值。     

2500 t沉垫自升式海上风电安装平台设计与布置

介绍某型沉垫自升式海上风电安装平台的总体参数及性能、沉垫设计和船体布置,并结合海上风电施工作业的要求,分析在设计该平台时需要考虑的一些特殊因素。该平台针对海上风电施工作业所进行的特殊优化布置,可为类似风电安装平台的设计提供借鉴。     

M型风电运维船船型设计与波浪增阻和耐波性能研究

本文基于三体风电运维船船型,结合M型船的特征要素设计改造出M型风电运维船。利用数值仿真技术模拟出M型风电运维船波浪航行时的波浪增阻与纵摇、垂荡情况,将数值仿真计算结果与原三体船的试验数据进行比较,以此探索不同M型船船型对船舶波浪航行时的波浪增阻与纵摇、垂荡情况的影响。最终确定了耐波性能较优的船型方案,从而为M型风电运维船船型设计提供了一定的参考和借鉴。     

远海自升式风电一体化运输与安装探讨

由于远海域自然环境更为恶劣,作业窗口期更短。充分利用窗口期,提高施工效率是风机安装施工的关键。通过调研和分析国内外风机运输和安装技术现状,以1 200 t自升式风电安装船和西门子4 MW机型为研究对象,提出利用自升式平台船垂直运输塔筒、水平叠加运输叶片的运输安装一体化技术,可减少涌浪对传统工艺中运输驳船的限制,提高窗口期的利用效率,提高施工工效,适用于远海风电场的建设。     

三体槽道船船型设计及阻力性能研究

基于原三体风电维护船船型,结合M型船主要特征要素设计改造出三体槽道风电维护船。利用数值仿真技术模拟出M型风电维护船在中高航速下船底槽道的水气两相流变化,并在此基础上进一步探索船体槽道高度、长度的变化位置对船体总阻力的影响,最终确定阻力性能较优的船型方案,从而为海上三体槽道风电维护船船型设计提供参考。     

非对称双体船片体构型及阻力性能的数值研究

对于海上风电双体运维船而言,兴波阻力是其总阻力的重要组成部分.本文基于CFD技术对非对称双体船进行初步研究,通过改变双体船左右片体角度以及改变单侧片体肥瘦程度来实现内外片体排水体积差的目的2个方面来研究非对称双体船的阻力性能,比较各方案的阻力,综合考虑最终得出最优方案,为今后双体风电运维船的船型设计与优化提供一个新的研究方向.     

航行工况下自升式风车安装船强度直接计算研究

自升自航式风车安装船为海洋工程专业特种船舶,在风机运输,安装中有很高的实际利用价值。采用直接计算法,对航行工况下自升自航式风电安装船的总强度进行评估。建立了船体和桩腿的有限元建模,基于三维势流理论对波浪垂直弯矩进行长期预报,得到风车安装船在典型装载工况下的设计波参数,将船舶在设计波中的重力、静水压力、水动压力、惯性力等施加到模型上进行直接强度分析,对航行工况下船体和桩腿的强度进行了校核。本文的计算方法及结果可为自升自航式风车安装船的整体强度评估、船体结构优化提供有效依据,并且对同类工程船的设计开发具有指导意义。     

自升式风电安装船桩腿强度分析和优化

近年来,随着国内海上风电行业的蓬勃发展,市场对自升式风电安装船的需求日益迫切。桩腿是影响自升式风电安装船作业安全性的关键环节,桩腿设计也是自升式风电安装船的关键技术难点之一;而海上风电场的选址逐渐向离岸更远、水深更大的方向发展,客观上也对桩腿适应更恶劣海况条件的能力提出了更高要求。本文结合近年来多型自升式风电安装船桩腿设计经验,分析研究了桩腿总强度计算和优化的过程,及其与海况环境、作业条件、可变载荷等参数之间的相关性,为自升式风电安装船的桩腿设计提供了有效方法。     

风力发电设备安装船的整船强度数值计算研究

在风力发电设备安装船的典型装载工况下,应用三维势流理论进行波浪诱导载荷长期预报,以主要载荷控制参数为依据进行设计波的选取,应用DNV的SESTRA模块将设计波载荷施加于船体进行船体结构直接计算分析。计算结果表明：船体结构设计均满足要求。     

风电安装船风暴自存下总体性能分析研究

随着海上风电的快速发展,风电安装船作为建设海上风电场的关键设备得到了广泛应用,由于其工作于恶劣的海洋环境中,保证其安全尤为重要。本文针对一自升式风电安装船,探讨了其在风暴自存下的载荷种类和计算方法,应用ANSYS软件建立了整体结构的有限元模型,通过施加相应的边界条件和外载荷,对其总体性能包括全船结构强度、锁紧结构承载性能、预压载性能、抗倾稳性及桩靴承载性能进行了分析。分析结果表明,风电安装船在风暴自存工况下总体性能满足使用要求。论文研究成果可为同类船型的设计分析提供参考。     

Study on a new method for installing a monopile and a fully integrated offshore wind turbine structure

This paper presents a preliminary technical feasibility study on a new methodology proposed for installing a monopile-based bottom supported offshore wind turbine structure. The concept is developed to address the problem of “waiting for a suitable weather window” which is commonly faced by the existing installation methods that uses a typical jack-up platform. In the methodology, a floating vessel along with a floatable subsea structure fitted with a hull on the top, hereafter named SSIP (subsea structure for installing a pile), is proposed first to install a monopile. Then the same structure is used to carry an FIUS (fully integrated upper structure) of an offshore wind turbine, which is characterized by a telescopic tower, and install it over the monopile by using an FOP (float-over-pulling) arrangement. Here, the installation methodologies are first briefly described along with the critical load cases associated with them. These load cases are then numerically studied for a significant wave height (H_S) of 2.5 m, and the results are summarized. For installing a fully integrated offshore wind turbine upper structure on a monopile foundation by the FOP method, two installation schemes are presented, and their dynamic characteristics are compared. It is shown that the proposed methodologies have potential to provide installation solutions which can be environmentally more robust compared to the existing method for installing an offshore wind turbine.