СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВКИ СИСТЕМЫ ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТУРБИНЫ Российский патент 2017 года по МПК B63B25/00 B63B35/00 F03B13/26 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способам транспортировки системы гидроэлектрической турбины и судам, пригодным для использования при реализации указанного способа.

Уровень техники

Возобновляемые формы энергии в настоящее время активно используются в связи с рядом общепризнанных экологических проблем. Вместе с тем, чтобы воздействовать значимым образом на потребление энергии в глобальном масштабе, рамки развертывания проектов с использованием возобновляемых источников энергии должны быть кардинальным образом расширены.

Хотя хорошо установившиеся формы возобновляемой энергии, а именно использование энергии ветра и солнечной энергии, достигли коммерческого уровня внедрения, более поздние разработки в области энергии приливов представляют собой относительно новую область исследований. Как и с любыми новыми технологиями, чтобы достичь коммерческого уровня внедрения, необходимо продвигаться путем апробирования концепции в малых масштабах, а затем переходить к испытаниям полномасштабных прототипов. При этом, чтобы обеспечить рентабельность новых технологий, их стоимость и сложность должны быть снижены. Извлечение энергии приливно-отливных течений представляет особые сложности, поскольку внедрение этой технологии происходит в море, что еще более усложняет процесс внедрения. В связи с этим для достижения желаемых результатов требуется высокий уровень разработок в области тяжелого машиностроения. Поэтому требуется снизить стоимость и сложность данной стадии процесса внедрения.

Решение указанной проблемы является целью настоящего изобретения.

Раскрытие изобретения

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается способ транспортировки системы гидроэлектрической турбины, включающий в себя следующие этапы:

размещение основания системы в массе воды так, чтобы по меньшей мере часть основания выступала над водой;

приведение судна в положение над основанием так, чтобы судно по меньшей мере частично окружало выступающую над водой часть основания; и

прикрепление основания к судну для транспортировки.

Система предпочтительно включает в себя основание и гидроэлектрическую турбину, которая может соединяться с основанием, причем способ включает в себя следующий этап:

прикрепление турбины к основанию перед приведением судна в положение над основанием.

Система предпочтительно включает в себя основание и гидроэлектрическую турбину, которая может соединяться с основанием, причем способ включает в себя следующий этап:

прикрепление турбины к основанию после прикрепления основания к судну.

Способ предпочтительно включает в себя, на этапе прикрепления основания к судну, подъем основания к судну и прикрепление основания к судну.

Способ предпочтительно включает в себя следующий этап:

обеспечение наличия конструктивной части судна, которая поднимается или может быть поднята над выступающей в верхнем направлении частью основания или турбины.

Способ предпочтительно включает в себя следующие этапы:

подъем указанной конструктивной части из первого положения, в котором она образует преграду для приведения судна в положение над основанием, во второе положение, в котором возможно приведение судна в положение над основанием;

приведение судна в положение над основанием; и

опускание конструктивной части из второго положения в первое положение.

Способ предпочтительно включает в себя следующие этапы:

размещение основания в сухом доке;

заполнение сухого дока водой так, чтобы основание оказалось частично погруженным в воду перед приведением судна в положение над основанием.

Способ предпочтительно включает в себя следующие этапы:

транспортировку системы к месту установки;

отсоединение основания из-под судна; и

обеспечение возможности прохождения турбины в нижнем направлении через проходную часть.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается судно для транспортировки системы гидроэлектрической турбины, включающее в себя корпус, образующий проходную часть, причем по меньшей мере часть корпуса поднята или выполнена с возможностью подъема выше уровня воды, что обеспечивает возможность прохождения части основания или турбины указанной системе турбины, под корпусом для ее размещения в проходной части.

Корпус предпочтительно включает в себя пару поплавков, расположенных на расстоянии друг от друга и соединенных друг с другом так, чтобы образовывать проходную часть между ними, и по меньшей мере один поперечный элемент, проходящий между поплавками и образующий указанную поднятую или выполненную с возможностью подъема часть корпуса.

Указанный по меньшей мере один поперечный элемент предпочтительно прикреплен к одному из поплавков посредством шарнирного крепления, обеспечивающего возможность перемещения поперечного элемента между первым положением, в котором он проходит поперек проходной части и соединяется с противоположным поплавком, и вторым поднятым положением, обеспечивающим возможность доступа к проходной части с наружной стороны судна.

Судно предпочтительно выполнено с возможностью отсоединения основания от судна и опускания на удаление от судна и/или поднимания под судном и присоединения к судну.

Основание предпочтительно включает в себя опорный элемент, который, когда основание присоединено снизу судна, проходит в верхнем направлении через проходную часть.

Предпочтительно проходная часть имеет размеры, обеспечивающие возможность прохождения турбины, установленной на опорном элементе, через проходную часть в нижнем направлении.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан вид в изометрии варианта осуществления транспортного судна для использования в способе согласно настоящему изобретению;

на фиг. 2 представлен вид спереди транспортного судна, показанного на фиг. 1;

на фиг. 3 показан альтернативный вариант осуществления транспортного судна для использования при реализации способа согласно настоящему изобретению;

на фиг. 4 показан еще один альтернативный вариант осуществления транспортного судна для использования при реализации способа по настоящему изобретению; и

на фиг. 5 показан вид в изометрии дока, который служит примером места, в котором может осуществляться способ по настоящему изобретению.

Осуществление изобретения

На прилагаемых чертежах, в частности на фиг. 1 и 2, показано транспортное судно, обозначенное в целом номером позиции 10, для реализации способа транспортировки системы 12 гидроэлектрической турбины согласно настоящему изобретению. Транспортное судно 10 предназначено, как подробнее описано ниже, для уменьшения сложности и обеспечения соответствующего увеличения скорости вывода системы 12 турбины из дока О, например, заполненного водой сухого дока и т.п., в целях транспортировки к месту установки. Поскольку это требуется в общем случае для обеспечения рентабельности процесса установки комплексов систем 12 турбин, желательно уменьшить время и сложность транспортировки системы 12 турбины от дока D к месту В установки.

Система 12 турбины включает в себя гидроэлектрическую турбину 14, установленную на подводном основании 16 известным в области техники образом. Турбина 14 предпочтительно крепится к основанию 16 с помощью пары выступающих по существу вертикально стоек 18, которые проходят в верхнем направлении от основания 16. Затем в процессе применения турбину 14 закрепляют между стойками 18.

Чтобы систему 12 турбины можно было транспортировать к месту установки транспортным судном 10, сначала необходимо закрепить основание 16 на днище судна 10, после чего турбину 14 можно будет установить на паре стоек 18. Поэтому необходимо разместить основание 16 в доке D, чтобы можно было подвести транспортное судно 10 по воде в положение над основанием 16, при этом основание 16 затем может быть поднято лебедками к днищу судна 10 и прикреплено к нему. Таким образом, требуется точное совмещение положения основания 16 и транспортного судна 10 перед их соединением. При коммерческом уровне производства предусматривается, что в сухом доке D изготавливаются несколько оснований 16, при этом по завершении их изготовления док D заполняется водой, чтобы можно было ввести судно 10 в док D и подвести его в положение над каждым из оснований 16 для принятия и транспортировки в море в предусмотренное место установки. Придание необходимого положения каждому основанию 16 и его совмещение после заполнения дока D водой облегчается посредством заполнения дока D водой так, чтобы уровень L воды в доке D оказался несколько ниже пары стоек 18. При этом стойки 18 видны и могут впоследствии использоваться как указатель, с помощью которого судно 10 можно быстро совместить с основанием 16. Однако стойки 18, выступающие выше уровня L воды, представляют опасность для приближающегося к ним судна 10.

Как показано на фиг. 1 и 2, транспортное судно 10 включает в себя пару расположенных на расстоянии друг от друга понтонов 20, соединенных друг с другом посредством задней поперечной балки 22 и передней поперечной балки 24. Задняя поперечная балка 22 предпочтительно проходит непосредственно между парой понтонов 20, тогда как передняя поперечная балка 24 включает в себя пару вертикальных элементов 26, каждый из которых проходит в верхнем направлении от каждого понтона 20 и которые соединены поперечным элементом 28. Таким образом, поперечный элемент 28 находится в поднятом положении относительно задней поперечной балки 22, уровня L воды и, что особенно важно, поднятых стоек 18. Поэтому судно 10 может продвигаться по доку D к основанию 16, при этом передняя поперечная балка 24 является ведущей или она находится на передней части судна 10 по отношению к направлению перемещения. Когда судно 10 приближается к основанию 16 и начинает проходить над ним, поднятый поперечный элемент 28 обеспечивает прохождение пары стоек 18, выступающих выше уровня L воды, под поперечным элементом 28. Когда пара стоек 18 находится в проходной части 30, образованной между понтонами 20 и задней и передней поперечными балками 22, 24, судно 10 удерживается в данном положении. Пара стоек 18, которые хорошо видны над уровнем L воды, значительно облегчает процесс совмещения судна 10 над основанием 16. В этот момент основание 16 может быть соединено рядом канатов (не показаны) с лебедками (не показаны), расположенными на судне 10, при этом основание 16 поднимается лебедками в верхнем направлении в положение непосредственно под судном 10 и там прикреплено. Затем турбина 14 может быть установлена на основании 16 при помощи стоек 18, при этом судно 10 может быть далее выведено по воде из дока D и перемещено к предусмотренному месту установки.

Также предполагается, что турбина 14 может быть прикреплена к основанию 12 до того, как судно 10 будет приведено в положение над основанием 12. Там, где используется такая последовательность действий, судно 10 и, в частности, форму и размеры передней поперечной балки 24, необходимо будет модифицировать, чтобы турбина 14, установленная на основании 12, могла под ней пройти.

На фиг. 3 показан альтернативный вариант осуществления транспортного судна, в целом обозначенного номером позиции 110, которое выполнено с возможностью реализации способа транспортировки системы 112 гидроэлектрической турбины согласно настоящему изобретению. В этом альтернативном варианте осуществления сходные компоненты имеют соответствующие сходные номера позиций, при этом они, если не указано иное, выполняют сходную функцию.

Транспортное судно 110 также включает в себя пару понтонов 120, соединенных задней поперечной балкой (не видна) и передней поперечной балкой 124. Однако в отличие от предыдущего варианта осуществления передняя поперечная балка 124 проходит непосредственно между понтонами 120. При этом между одним концом поперечной балки 124 и соответствующим понтоном 120 расположен шарнир 30. Этот шарнир 30 обеспечивает перемещение передней поперечной балки 124 между первым положением, в котором поперечная балка 124 проходит по существу горизонтально между понтонами 120, и вторым или поднятым положением, как показано на фиг. 3. Транспортное судно 110 предпочтительно снабжено подходящим механическим/гидравлическим устройством (не показано) для выполнения перемещения передней поперечной балки 124 между поднятым положением и опущенным положением. Следует, однако, отметить, что данное перемещение может выполняться внешним источником, например подъемным краном (не показан) и т.п., расположенным в доке D.

Таким образом, судно 110 может подводиться к основанию 116, при этом при его приближении передняя поперечная балка 124 может подниматься из первого положения во второе или поднятое положение. В этом положении судно 110 может быть подведено через основание 116 при поднятой поперечной балке 124, обеспечивающей возможность прохождения стоек 118 в проходную часть 130, образованную между понтонами 120 и поперечной балкой 124. В этот момент переднюю поперечную балку 124 можно переместить обратно в опущенное положение, при этом конец, противоположный шарниру 30, может быть прикреплен к соответствующему понтону 120 для обеспечения конструктивной целостности судна 110. Как и в первом случае основание 116 можно затем поднять и закрепить непосредственно под судном 110, после чего на нем можно закрепить турбину 114 для транспортировки к требуемому месту установки.

Как и в первом варианте осуществления изобретения, предполагается, что перед подведением судна 110 над основанием 116 турбина 114 может быть прикреплена к основанию 116.

На фиг. 4 показан еще один альтернативный вариант осуществления транспортного судна, в целом обозначенного номером позиции 210, которое предназначено для транспортировки системы 212 гидроэлектрической турбины к месту установки. В данной варианте осуществления сходные компоненты имеют соответствующие сходные номера позиций и, если не указано иное, выполняют сходную функцию.

Судно 210 включает в себя пару понтонов 220, соединенных задней (не показана) и передней поперечными балками 224. Для обеспечения прохождения судна 210 над проходящими в верхнем направлении стойками (не показаны) основания (не показано) в поперечном элементе 224 вырезана или сформирована иным образом пара каналов 40, имеющих соответствующие размеры и расположение. Эти каналы 40 могут или не могут закрываться подходящими вкладышами или панелями 42. Таким образом, когда судно 210 подводится к вертикальным стойкам (не показаны), панели 42, если они находятся в положении, извлекаются для открытия каналов 40. После этого судно 210 может продвигаться так, чтобы стойки прошли через каналы 40 и попали в проходную часть (не показана), образованную между понтонами 220 и поперечными балками. После этого панели 42 можно вернуть на место, чтобы упрочить конструкцию и целостность поперечной балки 224.

Как и в предыдущих вариантах осуществления, основание (не показано) можно затем поднять лебедками в положение непосредственно под судном 210, при этом к нему может быть прикреплена гидроэлектрическая турбина (не показана) для транспортировки к месту установки. Таким образом, понятно, что способ и судно 10, 110, 210 по настоящему изобретению значительно уменьшают затраты времени и сложность при установке системы гидроэлектрической турбины на судно 10, 110, 210 для транспортировки к месту установки. Это особенно выгодно при установке нескольких систем турбин, как это требуется, например, при монтировании комплексов гидроэлектрических турбин.

Изобретение относится к области водного транспорта и касается способа транспортировки системы (12) гидроэлектрической турбины, а также судна (10), пригодного для использования при реализации указанного способа, причем судно включает в себя секцию (28), которая выполнена с возможностью подъема и которая обеспечивает возможность прохождения судна над частью основания (16) указанной системы (12) гидроэлектрической турбины при нахождении в заполненном водой сухом доке, при этом указанная часть основания (16) выступает над уровнем воды в доке. Технический результат заключается в уменьшении затрат времени и сложности при установке системы гидроэлектрической турбины на судно для транспортировки к месту установки. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ транспортировки системы гидроэлектрической турбины, включающий в себя следующие этапы:

размещение основания системы в массе воды так, чтобы по меньшей мере часть основания выступала над водой;

приведение судна в положение над основанием так, чтобы судно по меньшей мере частично окружало выступающую над водой часть основания; и

прикрепление основания к судну для транспортировки.

2. Способ по п. 1, в котором система включает в себя основание и гидроэлектрическую турбину, выполненную с возможностью соединения с основанием, при этом способ включает в себя следующий этап:

прикрепление турбины к основанию до приведения судна в положение над основанием.

3. Способ по п. 1, в котором система включает в себя основание и гидроэлектрическую турбину, выполненную с возможностью соединения с основанием, при этом способ включает в себя следующий этап:

прикрепление турбины к основанию после прикрепления основания к судну.

4. Способ по п. 1, включающий в себя, на этапе прикрепления основания к судну, подъем основания к судну и прикрепление основания к судну.

5. Способ по п. 1, включающий в себя следующий этап:

обеспечение наличия конструктивной части судна, которую поднимают или которая выполнена с возможностью подъема над указанной выступающей в верхнем направлении частью основания или турбины.

6. Способ по п. 5, включающий в себя следующий этап:

подъем указанной конструктивной части из первого положения, в котором она образует преграду для приведения судна в положение над основанием, во второе положение, в котором возможно приведение судна в положение над основанием;

приведение судна в положение над основанием; и

опускание указанной конструктивной части из второго положения в первое положение.

7. Способ по п. 1, включающий в себя следующие этапы:

размещение основания в сухом доке;

заполнение сухого дока водой так, чтобы основание оказалось частично погруженным в воду перед приведением судна в положение над основанием.

8. Способ по п. 2, включающий в себя следующие этапы:

транспортировка системы к месту установки;

отсоединение основания из-под судна; и

обеспечение возможности прохождения турбины в нижнем направлении через проходную часть.

9. Судно для транспортировки системы гидроэлектрической турбины, включающее в себя корпус, образующий проходную часть, причем по меньшей мере часть корпуса выполнена с возможностью подъема выше уровня воды для обеспечения возможности прохождения части основания или турбины указанной системы турбины под корпусом для размещения в проходной части.

10. Транспортное судно по п. 9, в котором корпус включает в себя пару поплавков, расположенных на расстоянии друг от друга и соединенных друг с другом так, чтобы образовывать проходную часть между ними, и по меньшей мере один поперечный элемент, проходящий между поплавками и образующий указанную выполненную с возможностью подъема часть корпуса.

11. Транспортное судно по п. 10, в котором указанный по меньшей мере один поперечный элемент прикреплен к одному из поплавков посредством шарнирного крепления, обеспечивающего возможность перемещения поперечного элемента между первым положением, в котором он проходит поперек проходной части и соединяется с противоположным поплавком, и вторым поднятым положением, обеспечивающим возможность доступа к проходной части с наружной стороны судна.

12. Транспортное судно по п. 9, в котором судно выполнено с возможностью отсоединения основания от судна и опускания на удаление от судна и/или поднимания под судном и присоединения к судну.

13. Транспортное судно по п. 9, в котором основание включает в себя опорный элемент, который, когда основание присоединено снизу судна, проходит в верхнем направлении через проходную часть.

14. Транспортное судно по п. 9, в котором проходная часть имеет размеры, обеспечивающие возможность прохождения турбины, установленной на опорном элементе, через проходную часть в нижнем направлении.