ПОДЪЕМНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УСТАНОВКИ ВЕТРЯНОЙ ТУРБИНЫ И СПОСОБ ДЛЯ ОПЕРАЦИИ ПОДЪЕМА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2021 года по МПК B66C23/18 B66C23/20 F03D13/20 F03D80/50 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к подъемной системе для установки ветряной турбины, причем ветряная турбина содержит параметры, облегчающие использование указанной подъемной системы, эффективную установку тяжелых частей ветряной турбины, установку генератора с прямым приводом или ротора ветряной турбины, вывод из эксплуатации и техническое обслуживание ветряной турбины, способу установки подъемной системы для ветряной турбины и способу эффективного подъема тяжелых частей ветряной турбины с использованием подъемной системы.

Предшествующий уровень техники

Затраты на рабочую силу и техническое обслуживание ветряных турбин увеличиваются постепенно только с увеличения размера турбины, и, следовательно, чтобы минимизировать затраты, ветряные турбины становятся все больше и больше. С увеличением размера и высоты затраты на установку турбин растут не постепенно, а по меньшей мере линейно в зависимости от размера турбины. Для установки самых больших наземных ветряных турбин требуются самые большие промышленные краны. Эти тяжелые модульные крановые установки являются дорогими, часто требуют укрепления дорог и специальных разрешений на перевозку. В дополнение к этим недостаткам указанным кранам требуется много пространства, которое не всегда доступно, и когда такой кран необходим для следующей турбины на ветряной электростанции, может случиться так, что кран нельзя будет туда переместить, например, потому что местность труднопроходима или дороги слишком узкие. Тогда кран необходимо вывести из эксплуатации, перевезти по частям и снова ввести в эксплуатацию, что является неэффективной и длительной операцией.

Как объяснено, затраты на установку быстро растут в зависимости от размера требуемого крана. Размер крана определяется максимальным весом груза при подъеме и вылетом стрелы крана. Вылет стрелы крана определяется по существу высотой турбины. Так, в частности, тяжелые части на верхней части ветряной турбины приводят к высоким затратам на установку. Десятки грузовиков требуются только для перевозки такого крана в случае прибрежной турбины. Для плавучей турбины требуются краны, которые устанавливают на так называемые самоподъемные устройства: самоподнимающиеся платформы с подвижными опорами, способные поднимать корпус над поверхностью моря. Это тоже очень дорогой способ.

Относительно новым решением является использование крана, который поднимается вдоль башни строящейся ветряной турбины. Такой кран приводит к значительному снижению затрат на установку. Однако, при установке самых тяжелых частей верхней части ветряной турбины нагрузки, оказываемые подъемным краном на ветряную турбину, очень высоки. Это увеличивает стоимость подъемного крана и требует укрепления ветряной турбины, что еще больше увеличивает затраты. Другой способ раскрыт в US 8069634, в котором подъемную раму устанавливают на верхней части башни ветряной турбины с помощью обычного крана, так что впоследствии подъемная рама сможет поднимать тяжелые части к верхней части башни. Подъемная рама согласно этому решению представляет собой большую и тяжелую конструкцию, и, хотя по сравнению с использованием большого промышленного крана имеется некоторое улучшение, затраты все еще высоки, и требуется много времени для ввода в эксплуатацию подъемной рамы на строительной площадке.

Следовательно, необходимо иметь возможность более эффективно устанавливать как плавучие, так и прибрежные ветряные турбины, и, в частности, без необходимости в использовании большого крана общего назначения.

Из уровня техники также известен WO 2011/082710, который относится к подъемной системе, используемой при установке ветряной турбины. Подъемная система включает кран 10, расположенный рядом с башней ветряной турбины. Подъемное устройство 30 прикреплено к верхней части башни. Подъемное устройство имеет стрелу 34 башни. Один конец подъемного троса 22 соединен с подъемным устройством 30, а другой конец подъемного троса соединен с краном. Поднимаемый компонент 42 может быть соединен с подъемным тросом и кран будет прикреплен к подъемному тросу таким образом, чтобы компонент 40 можно было поднять. Подъемное устройство и стрела башни служат только для крепления одного конца подъемного троса. Само подъемное устройство не имеет подъемной способности, в том смысле, что не может поднять подъемный трос 22. Соответственно, только кран 10 может выполнять подъем за счет сокращения длины подъемного троса 22. Единственный подъемным устройством по WO 2011/082710 является кран 30.

Из уровня техники также известен US 2016/001063, который раскрывает подъемную систему для ветроэнергетической установки, расположенной в верхней части башни. Этот документ раскрывает, что подъемное устройство 13 должно нести 100% поднимаемых грузов. D3 раскрывает балку 13, используемую для направления подъемного троса, а собственно подъем осуществляется устройством 11.

Сущность изобретения

Целью изобретения является преодоление вышеупомянутых недостатков существующих решений.

Для этого согласно аспекту изобретения предложена подъемная система для установки и/или вывода из эксплуатации, и/или технического обслуживания ветряной турбины, причем ветряная турбина содержит по меньшей мере основание, башню, поворотную часть и ротор диаметром по меньшей мере 80 м., с по меньшей мере одной лопастью, при этом подъемная система содержит первое подъемное устройство, которое содержит параметры для создания несущего нагрузку соединения с уже встроенной частью ветряной турбины, которая расположена над основанием, причем подъемная система отличается соотношением между максимальной грузоподъемностью первого подъемного устройства и массой самой тяжелой части, которое составляет более, чем 0,2 и менее, чем 1, и, в частности, менее, чем 0,8, и еще более конкретно, менее, чем 0,7 и предпочтительно менее, чем 0,6, причем самая тяжелая часть является частью, которую поднимают в виде единой части и которая относится к поворотной части ветряной турбины.

На первый взгляд, специалист в данной области техники не стал бы проектировать такую подъемную систему, поскольку кажется, что она не в состоянии поднять максимальный вес груза при подъеме. Однако следует понимать, что при использовании комбинации первого подъемного устройства и крана, который был использован для установки первого подъемного устройства, имеется достаточная грузоподъемность. Неожиданный результат заключается в том, что первое подъемное устройство может быть более легким и, следовательно, менее дорогим, и что нагрузки, которые оно будет оказывать на турбину, будут меньше, так что соединения могут быть дешевле, и что подъемная система будет способна поднимать самую тяжелую часть. Преимущественно подъемная система распределяет нагрузку при подъеме по меньшей мере на первое и другое подъемные устройства. Таким образом, обе системы могут быть рассчитаны на более низкую максимальную нагрузку и, следовательно, будут дешевле и легче.

Еще одним преимуществом варианта осуществления изобретения является то, что груз при подъеме поднимают двумя подъемными тросами, каждый из которых при подъеме прикреплен на одном конце к грузу, а на другом конце - к другому подъемному устройству, так что им можно лучше управлять и он становится менее чувствительным к ветру. Груз при подъеме может быть расположен более точно, что ускоряет процесс установки и снижает риск повреждающего столкновения между грузом при подъеме и уже установленной частью ветряной турбины.

В варианте осуществления первое подъемное устройство подъемной системы опирается на поворотную часть ветряной турбины. Поворотную часть определяют как часть ветряной турбины, которая может вращаться вокруг вертикальной оси относительно верхней части башни. Другое возможное определение заключается в том, что поворотная часть представляет собой часть ветряной турбины, которая соединена с поворотной частью поворотного подшипника ветряной турбины, если такой подшипник присутствует. Части ветряных турбин, которые обычно относятся к поворотной части, представляют собой основную раму, гондолу, генератор, который может быть генератором с прямым приводом, коробку передач, если она присутствует, ступицу, лопасти, возможно, трансформатор. Также сам поворотный подшипник считается частью поворотной части.

В варианте осуществления первое подъемное устройство соединено с верхней частью башни и, таким образом, не с поворотной частью.

В предпочтительном варианте осуществления максимальная грузоподъемность первого подъемного устройства составляет менее, чем 100 тонн, и, в частности, менее, чем 90 тонн и еще более конкретно, менее, чем 80 тонн. В еще одном предпочтительном варианте осуществления вес самой тяжелой части, которую поднимают в виде единой части, и которая относится к поворотной части ветряной турбины, составляет более, чем 100 тонн, и, в частности, более, чем 110 тонн.

В варианте осуществления подъемной системы первое подъемное устройство содержит лебедку, которая прикреплена к первому подъемному устройству, так что нагрузки, оказываемые лебедкой, передаются через первое подъемное устройство и через узел его соединения на уже установленную часть ветряной турбины.

В варианте осуществления первое подъемное устройство подъемной системы содержит балку с узлом подъема и по меньшей мере один узел соединения для создания несущего соединения между подъемным устройством и уже встроенной частью ветряной турбины, причем узел подъема может перемещаться относительно по меньшей мере одного узла соединения и, в частности, это перемещение допускает горизонтальное смещение более, чем на 1 м и еще более конкретно, более, чем на 3 м и предпочтительно более, чем на 5 м и менее, чем на 30 м. Горизонтальное смещение может одновременно сопровождаться вертикальным смещением.

В варианте осуществления ветряная турбина представляет собой ветряную турбину с прямым приводом, и самая тяжелая часть представляет собой генератор с прямым приводом или является существенной частью генератора с прямым приводом.

Согласно варианту осуществления изобретения подъемная система дополнительно содержит второе подъемное устройство, которое может представлять собой многоцелевой промышленный кран. Преимущество состоит в том, что промышленный кран может иметь меньшую грузоподъемность, поскольку ему не нужно поднимать полный вес самых тяжелых частей, но он может разделить нагрузку с первым подъемным устройством. Второе подъемное устройство также может быть краном, который опирается на дно в воде, в котором установлена ветряная турбина, или краном на судне, причем это судно может быть стабилизировано конструкцией на дне в воде.

Согласно варианту осуществления изобретения второе подъемное устройство представляет собой кран, который установлен на башне ветряной турбины, возможно, с возможностью подъема вдоль башни. Такое второе подъемное устройство может быть меньше и дешевле, если не нужно будет поднимать самую тяжелую часть в одиночку. Кроме того, нагрузки, передаваемые на башню таким вторым подъемным устройством, будут меньше, и, следовательно, потребуется меньшее укрепление башни, что дополнительно снижает затраты. Согласно этому варианту осуществления изобретения самые тяжелые части поднимают с помощью первого подъемного устройства и второго подъемного устройства.

Согласно варианту осуществления изобретения второе подъемное устройство содержит параметры для создания несущего соединения с башней ветряной турбины, причем башня ветряной турбины содержит узлы согласованной работы для приема второго подъемного устройства. Второе подъемное устройство дополнительно может содержать параметры для подъема вдоль башни, в частности по существу в вертикальном направлении.

По определению самая тяжелая часть - это самая тяжелая часть ветряной турбины, которая относится к поворотной части ветряной турбины и которую поднимают за один подъем груза. Примерами самых тяжелых частей являются генератор с прямым приводом, ротор ветряной турбины или существенные части генератора с прямым приводом или ротора.

Согласно варианту осуществления изобретения подъемная система дополнительно содержит третье подъемное устройство. Например, первое подъемное устройство закреплено на поворотной части ветряной турбины, второе подъемное устройство закреплено на башне ветряной турбины, и третье подъемное устройство представляет собой относительно небольшой многоцелевой промышленный кран, который можно использовать для установки второго подъемного устройства на башню или, возможно, для захвата первого подъемного устройства из грузовика до положения, откуда второе подъемное устройство может его забрать. Третье подъемное устройство может быть дополнительно использовано для захвата самого тяжелого груза из транспортных средств, таких как, например, грузовик и перемещения его до положения, откуда первое и второе подъемные устройства забирают груз. В общем, третье подъемное устройство может по меньшей мере во время части операции подъема переносить часть массы самой тяжелой части.

В варианте осуществления подъемная система дополнительно содержит балансировочное устройство, которое распределяет массу самой тяжелой части на часть массы, переносимую первым подъемным устройством, и на часть, переносимую вторым подъемным устройством, причем часть массы, переносимая первым устройством, составляет от 1% до 99%, в частности, от 20% до 80%, еще более конкретно, от 40% до 60%, и предпочтительно, когда каждое из первого подъемного устройства и второго подъемного устройства переносят приблизительно 50%. Балансировочное устройство может представлять собой шкив, вал которого соединен с грузом при подъеме, и при этом трос над шкивом соединен с одной стороны с первым подъемным устройством, и с другой стороны - со вторым подъемным устройством. В качестве альтернативы балансировочное устройство может представлять собой строительную балку, которая поддерживается первым подъемным устройством на одном конце и вторым подъемным устройством на другом конце. Груз при подъеме может быть прикреплен к узлу подъема в середине строительной балки, так что вес груза при подъеме равномерно распределяется по подъемным устройствам, когда строительная балка находится примерно в горизонтальном положении. Узел подъема также может быть ближе к одному концу, так что подъемная система на этом конце будет получать более высокую долю нагрузки.

В варианте осуществления подъемная система дополнительно содержит систему управления, которая использует данные об остановке и загрузке как первого, так и второго подъемных устройств для управления обоими устройствами, и, в частности, которая использует измеренные нагрузки первого подъемного устройства для управления работой второго устройства и, еще более конкретно, также использует нагрузки второго подъемного устройства для управления работой первого подъемного устройства. Такая система управления позволяет избежать того, чтобы работа первого подъемного устройства вызывала перегрузку второго устройства и наоборот.

Согласно аспекту изобретения предложен способ установки ветряной турбины, причем способ включает подъем первого подъемного устройства другим подъемным устройством до положения, где оно прикреплено к уже встроенной части ветряной турбины над основанием. В частности, первое подъемное устройство устанавливают на поворотной части ветряной турбины.

В варианте осуществления способ дополнительно включает подъем самой тяжелой части по меньшей мере с помощью первого подъемного устройства, причем во время операции подъема наибольшая часть массы самой тяжелой части, которую переносит первое подъемное устройство, составляет менее, чем 99%, в частности, менее, чем 80%, еще более конкретно, менее, чем 60% и предпочтительно примерно 50%.

В варианте осуществления способ дополнительно включает, что во время части операции подъема самой тяжелой части только первым подъемным устройством и вторым подъемным устройством существует положение подъема, где первое подъемное устройство будет перегружено в случае, если только первое подъемное устройство будет переносить самую тяжелую часть, и, в частности, существует положение подъема, где второе подъемное устройство будет перегружено в случае, если только это второе устройство будет переносить самую тяжелую часть.

В варианте осуществления подъемная система содержит первое подъемное устройство, которое содержит средства для его поддержки на поворотной части строящейся турбины, второе подъемное устройство в форме подъемного крана и третье подъемное устройство в форме относительно небольшого промышленного крана. Промышленный кран устанавливает подъемный кран. Подъемный кран устанавливает верхние сегменты башни, основную раму и гондолу, и первое подъемное устройство. Первое подъемное устройство вместе с подъемным краном затем устанавливает генератор с прямым приводом, ступицу и лопасти. Преимущество этой подъемной системы, использующей этот способ подъема, состоит в том, что для прибрежной ветряной турбины не требуется большой промышленный кран. В случае плавучей турбины использование самого большого подъемного судна или самоподъемного устройства исключено за счет использования подъемного крана для установки первого подъемного устройства и последующего использования первого подъемного устройства и подъемного крана для подъема поворотной части ветряной турбины частично или за один подъем груза.

Согласно формуле изобретения заявляется подъемная система для по меньшей мере одного из установки, вывода из эксплуатации и технического обслуживания ветряной турбины, причем ветряная турбина содержит основание, башню , поворотную часть и ротор диаметром по меньшей мере 80 м, с по меньшей мере одной лопастью, причем подъемная система содержит первое подъемное устройство, которое содержит параметры для создания несущего соединения с уже встроенной частью ветряной турбины, которая расположена выше основания, при этом подъемная система отличается отношением между максимальной грузоподъемностью первого подъемного устройства и массой самой тяжелой части, которое составляет более, чем 0,2 и менее, чем 1 и, в частности, менее, чем 0,8 и еще более конкретно, менее, чем 0,7 и предпочтительно менее, чем 0,6, причем самая тяжелая часть представляет собой часть, которую поднимают в виде единой части и которая относится к поворотной части ветряной турбины.

Предпочтительно первое подъемное устройство опирается на поворотную часть ветряной турбины.

Предпочтительно первое подъемное устройство имеет максимальную грузоподъемность менее, чем 100 тонн и еще более конкретно, менее, чем 80 тонн, и что самая тяжелая часть имеет массу более, чем 100 тонн.

Предпочтительно ветряная турбина представляет собой ветряную турбину с прямым приводом, и самая тяжелая часть представляет собой генератор с прямым приводом или является существенной частью генератора с прямым приводом.

Предпочтительно подъемная система дополнительно содержит второе подъемное устройство, которое не опирается на поворотную часть уже встроенной части ветряной турбины, отличающаяся тем, что во время подъема самой тяжелой части подъемная система распределяет нагрузку на по меньшей мере первое и второе подъемные устройства.

Предпочтительно подъемная система дополнительно содержит балансировочное устройство, так что оно распределяет массу самой тяжелой части на часть, переносимую первым подъемным устройством, и на часть, переносимую вторым подъемным устройством, причем часть массы, переносимая первой подъемной системой, составляет от 1% до 99%, в частности, от 20% до 80%, еще более конкретно, от 40% до 60% и предпочтительно причем каждое из первого подъемного устройства и второго подъемного устройства переносят приблизительно 50%.

Предпочтительно второе подъемное устройство содержит параметры для создания несущего соединения с башней ветряной турбины и, в частности, также содержит параметры для перемещения второго подъемного устройства вдоль башни.

Предпочтительно подъемная система дополнительно содержит третье подъемное устройство, отличающаяся тем, что третье подъемное устройство по меньшей мере во время части подъемной операции несет часть массы самой тяжелой части и, в частности, тем, что третье подъемное устройство представляет собой кран, расположенный рядом с ветряной турбиной и отдельно от нее.

Предпочтительно вышеуказанная подъемная система для по меньшей мере одного из установки, вывода из эксплуатации и технического обслуживания ветряной турбины, при этом подъемная система содержит узлы крепления на башне, и подъемный кран, который прикреплен к любому из узлов крепления, и выполненный с возможностью перемещения вдоль башни, отличающаяся тем, что любые из узлов крепления являются частично или полностью снимаемыми, так что они снимаются после установки ветряной турбины и используются повторно для установки или технического обслуживания, или вывода из эксплуатации другой ветряной турбины.

Также согласно формуле изобретения заявлен способ для операции подъема с использованием вышеупомянутой подъемной системы, причем первое подъемное устройство поднимают с помощью другого подъемного устройства до положения, где оно прикреплено к уже встроенной части ветряной турбины, выше основания.

Предпочтительно способ дополнительно содержит: подъем самой тяжелой части с помощью по меньшей мере первого подъемного устройства и другого подъемного устройства, отличающийся тем, что во время операции подъема наибольшая часть массы самой тяжелой части, которую переносит первое подъемное устройство, составляет менее, чем 99%, в частности менее, чем 80%, еще более конкретно, менее, чем 60% и предпочтительно примерно 50%, причем самая тяжелая часть представляет собой самую тяжелую часть, которую поднимают в виде единой части и которая относится к поворотной части ветряной турбины.

Предпочтительно во время части операции подъема самой тяжелой части с помощью по меньшей мере комбинации первого подъемного устройства и другого подъемного устройства при этом существует положение подъема, где первое подъемное устройство будет перегружено, если только первое подъемное устройство будет переносить самую тяжелую часть, и, в частности, причем существует положение подъема, где второе подъемное устройство будет перегружено, если только это второе устройство будет переносить самую тяжелую часть.

Предпочтительно один или более узлов крепления частично или полностью установлены на башне для того, чтобы быть использованы подъемным краном, и тем, что любой из одного или более узлов крепления частично или полностью снимают, так что полностью удаленные узлы крепления или снятые части узлов крепления выполнены с возможностью повторного использования для другой операции подъема для другой ветряной турбины.

Предпочтительно - узлы крепления прикрепляют к башне с использованием болтов,

- болты прикрепляют так, чтобы проходить горизонтально через стену башни, в частности, для соединения двух перекрывающихся сегментов башни, выполненных из металла, друг с другом, и

- по меньшей мере, один узел крепления прикрепляют к башне путем полного или частичного использования по меньшей мере одного из болтов и использования гаек, прикрепляющих узел крепления к болтам и тем самым прикрепляющих узел крепления к башне.

Краткое описание чертежей

На следующих чертежах показаны примеры вариантов осуществления изобретения:

Фиг. 1: строящаяся ветряная турбина и подъемная система;

Фиг. 2: строящаяся ветряная турбина и подъемная система;

Фиг. 3: строящаяся ветряная турбина и подъемная система;

Фиг. 4: башня ветряной турбины с подъемным краном и узлом крепления, и

Фиг. 5: строящаяся ветряная турбина с узлом крепления рельсового типа.

Следует понимать, что чертежи изображены не в масштабе.

Подробное описание изобретения

На фиг. 1 показана подъемная система, содержащая первое подъемное устройство 1 и второе подъемное устройство 2, которое используют для установки строящейся ветряной турбины 3. Ветряная турбина содержит основание 11, башню 4 и поворотный подшипник 10. Поворотная часть содержит гондолу 5, генератор 6 с прямым приводом и ротор, который содержит ступицу 8 и одну или более лопастей 7. Ротор может быть самой тяжелой частью. Первое подъемное устройство опирается на поворотную часть ветряной турбины и содержит балку 15 и подъемный трос 14, который прикреплен к узлу 13 подъема ротора. Второе подъемное устройство содержит подъемный трос 12 и прикреплено к узлу 9 подъема ротора. Оно также содержит исполнительный механизм 16, который допускает, среди прочего, горизонтальное перемещение узла 17 подъема.

На фиг. 2 показана другая подъемная система, содержащая первое подъемное устройство 1 и второе подъемное устройство 20, которое используют для установки строящейся ветряной турбины. На этой фигуре гондола 5 строящейся ветряной турбины показана прозрачной, так что видна основная рама 26, которая прикреплена к поворотному подшипнику 10. У основной рамы есть опора 27, на которой закреплена балка 28 первого подъемного устройства 1. Первое подъемное устройство поднимает часть массы генератора 6 посредством подъемного троса 14, который прикреплен к узлу 29 подъема. Второе подъемное устройство представляет собой подъемный кран с колонной 24, которая прикреплена к башне 4 ветряной турбины посредством узлов 25 крепления, которые установлены на башне. Подъемный кран дополнительно содержит балку 23 и подъемный трос 21, прикрепленный к узлу 22 подъема на генераторе 6 с прямым приводом. Генератор с прямым приводом может быть самой тяжелой частью, которую поднимают с помощью комбинации первого подъемного устройства и второго подъемного устройства.

На фиг. 3 также показана другая подъемная система, содержащая первое подъемное устройство в форме подъемного крана 35 и второе подъемное устройство в форме подъемного крана 36. На фиг. 3 пронумерованы только два из множества узлов 25 крепления. Самая тяжелая часть - это гондола 33, которую поднимают с помощью подъемной системы, т.е., двумя подъемными кранами.

На фиг. 1-3 первое и/или второе подъемные устройства не имеют достаточной грузоподъемности для подъема и установки самой тяжелой части в одиночку.

На фиг. 4 показано поперечное сечение части башни ветряной турбины с нижним сегментом 40 башни и верхним сегментом 41 башни, узлы 25 крепления и части подъемного крана 24, и также изображены стопорный штифт 48 и запирающий крюк 47 этого крана. Узел крепления прикреплен к сегментам башни съемным способом с помощью болтов 43 и 44. Снимая гайки 42 и 46, узел 25 крепления можно снять и повторно использовать на другой башне ветряной турбины. Соединение между сегментами башни остается за счет болтов 44 в комбинации с гайками 45.

На фиг. 5 показана строящаяся ветряная турбина с подъемным краном 50 с балкой 51 и подъемным тросом 52. Подъемный кран прикрепляют к узлам 53 крепления рельсового типа и, возможно, его можно перемещать по существу в вертикальном направлении вдоль узлов крепления рельсового типа. Узлы крепления рельсового типа можно полностью или частично снять из башни. Подъемный кран может устанавливать более высокие узлы крепления и может снимать их полностью или частично так, чтобы их можно было повторно использовать для другой ветряной турбины. Узлы крепления рельсового типа могут быть соединены друг с другом и могут быть соединены с башней ветряной турбины любым известным способом, таким как, например, болтовое соединение. Соединение не показано на фиг. 5.

Подъемная система согласно изобретению или другая подъемная система может содержать подъемный кран, который прикрепляют к любому из узлов крепления на башне и, возможно, его можно перемещать вдоль башни. Узлы крепления, требуемые для установки ветряной турбины, значительно увеличивают затраты. Согласно варианту осуществления изобретения узлы крепления являются частично или полностью съемными, так что их можно снять после установки ветряной турбины и можно повторно использовать для установки или технического обслуживания, или вывода из эксплуатации другой ветряной турбины. Способ установки узлов крепления включает любой из этапов установки одного или более нижних узлов крепления с помощью небольшого многоцелевого крана, установки подъемного крана в установленные узлы крепления и установки верхних узлов крепления с помощью подъемного крана.

В качестве альтернативы, небольшой вспомогательный кран, прикрепленный к ветряной турбине, например, к поворотной части ветряной турбины, используют для подъема узлов крепления до положений, где они будут установлены. Те же способы в обратном порядке могут быть использованы для снятия узлов крепления. Возможность состоит в том, что часть узлов крепления являются съемными, а часть - нет, другая возможность состоит в том, что некоторые узлы крепления являются частично съемными, например, по существу часть снаружи башни может быть съемной, в то время как по существу внутренняя часть остается на башне.

Согласно одному аспекту узлы крепления прикрепляют к башне с помощью болтов, причем болты прикрепляют так, чтобы они проходили горизонтально через стену башни, в частности, для соединения двух перекрывающихся сегментов башни, выполненных из металла, друг с другом, и каждый узел крепления прикрепляют к башне посредством полного или частичного использования по меньшей мере одного из болтов и использования дополнительных гаек, прикрепляющих узел крепления к болтам и тем самым прикрепляющих узел крепления к башне. Таким образом, узлы крепления можно эффективно устанавливать, и в то же время предоставлено решение, которое позволяет удалять узлы крепления. Согласно одному аспекту при снятии узлов крепления болты остаются в стене башни, и это может позволить избежать необходимости закрывать соответствующие отверстия.

Термин «подъемный кран» в вышеприведенном описании можно интерпретировать как любой кран, который может быть прикреплен к уже установленной части ветряной турбины над основанием и способен устанавливать по меньшей мере верхнюю четверть башни. В варианте осуществления подъемный кран может подниматься вдоль башни по существу в вертикальном направлении. В другом варианте осуществления подъемный кран может быть прикреплен в одном положении к башне над основанием, и подъем относится только к одному этапу перемещения от уровня земли до этого одного положения.

Узлом крепления может быть любая конструкция, которая прикреплена к башне до того, как к ней присоединили подъемный кран, с целью распределения по конкретной области башни сил, оказываемых подъемным краном на башню, так чтобы башня не была перегружена. Согласно варианту осуществления изобретения такой узел крепления можно частично или полностью снять с башни, и съемные части можно повторно установить на другой башне. Башня может иметь несколько различных узлов крепления по меньшей мере с 5 метрами и, в частности по меньшей мере 10 метрами между положениями, где соединяется подъемный кран. В качестве альтернативы узел крепления может быть линейного типа, например, это может быть рельс, по которому подъемный кран может перемещаться вверх и вниз, и который называется узлом крепления рельсового типа. Согласно варианту осуществления изобретения такой узел крепления рельсового типа также может быть частично или полностью снят, так что съемные части могут быть повторно установлены на другой башне.

Термин «другая башня» может относиться к другой строящейся башне. Башня турбины может быть изготовлена из любого материала, в частности, из металла, бетона, дерева, композита или их комбинации. Одно или более отверстий в стене башни являются возможностью для облегчения, например, установки узлов крепления, и такие отверстия могут быть закрыты заглушкой, например, из резины, в том случае, если узел крепления частично или полностью удален.

Вышеприведенное описание посвящено установке ветряных турбин с использованием подъемной системы. Изобретение не ограничено установкой ветряных турбин и может дополнительно или альтернативно быть использовано для технического обслуживания или вывода из эксплуатации ветряных турбин с использованием подъемной системы.

Подъемной системой можно управлять через компьютер, который позволяет работать только в пределах эксплуатационных ограничений системы. Системой можно управлять с помощью удаленных и стационарных контроллеров, например, с земли, в кране и в строящейся турбине. Оператор крана может использовать камеры.

Следует понимать, что в настоящей заявке термин «содержащий» не исключает другие элементы или этапы. Также каждый из терминов в единственном числе не исключает множества. Любое ссылочное обозначение (обозначения) в формуле изобретения не следует рассматривать как ограничивающее объем формулы изобретения.

Группа изобретений относится к подъемной системе для установки ветряной турбины и к способу для операции подъема. Подъемная система предназначена для установки, вывода из эксплуатации и технического обслуживания ветряной турбины (3). Турбина содержит основание (11), башню (4), поворотную часть и ротор с по меньшей мере одной лопастью (7). Подъемная система содержит первое подъемное устройство (1), которое содержит параметры для создания несущего соединения с уже встроенной частью турбины (3), которая расположена выше основания (11). Предложено соотношение между максимальной грузоподъемностью устройства (1) и массой самой тяжелой части. Самая тяжелая часть представляет собой часть, которую поднимают в виде единой части и которая относится к поворотной части турбины (3). Группа изобретений направлена на обеспечение эффективного установления как плавучих, так и прибрежных ветряных турбин без необходимости в использовании большого крана общего назначения. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Подъемная система для по меньшей мере одного из установки, вывода из эксплуатации и технического обслуживания ветряной турбины (3), причем ветряная турбина содержит основание (11), башню (4), поворотную часть и ротор диаметром по меньшей мере 80 м, с по меньшей мере одной лопастью (7), причем подъемная система содержит первое подъемное устройство (1, 35), которое содержит параметры для создания несущего соединения с уже встроенной частью ветряной турбины, которая расположена выше основания, при этом подъемная система отличается отношением между максимальной грузоподъемностью первого подъемного устройства и массой самой тяжелой части, которое составляет более чем 0,2 и менее чем 1, и, в частности, менее чем 0,8, и еще более конкретно менее чем 0,7, и предпочтительно менее чем 0,6, причем самая тяжелая часть представляет собой часть, которую поднимают в виде единой части и которая относится к поворотной части ветряной турбины.

2. Подъемная система по п.1, отличающаяся тем, что первое подъемное устройство (1) опирается на поворотную часть ветряной турбины.

3. Подъемная система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что первое подъемное устройство имеет максимальную грузоподъемность менее чем 100 тонн и еще более конкретно менее чем 80 тонн и что самая тяжелая часть имеет массу более чем 100 тонн.

4. Подъемная система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что ветряная турбина представляет собой ветряную турбину с прямым приводом и самая тяжелая часть представляет собой генератор (6) с прямым приводом или является существенной частью генератора с прямым приводом.

5. Подъемная система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит второе подъемное устройство (2, 20, 36), которое не опирается на поворотную часть уже встроенной части ветряной турбины, при этом во время подъема самой тяжелой части подъемная система распределяет нагрузку на по меньшей мере первое и второе подъемные устройства.

6. Подъемная система по п.5, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит балансировочное устройство, так что оно распределяет массу самой тяжелой части на часть, переносимую первым подъемным устройством, и на часть, переносимую вторым подъемным устройством, причем часть массы, переносимая первым подъемным устройством, составляет от 1% до 99%, в частности от 20% до 80%, еще более конкретно от 40% до 60% и предпочтительно каждое из первого подъемного устройства и второго подъемного устройства переносят приблизительно 50%.

7. Подъемная система по п.5 или 6, отличающаяся тем, что второе подъемное устройство (20, 36) содержит параметры для создания несущего соединения с башней ветряной турбины и, в частности, также содержит параметры для перемещения второго подъемного устройства вдоль башни.

8. Подъемная система по любому из пп.5-7, отличающаяся тем, что дополнительно содержит третье подъемное устройство, при этом третье подъемное устройство по меньшей мере во время части подъемной операции несет часть массы самой тяжелой части, и, в частности, тем, что третье подъемное устройство представляет собой кран, расположенный рядом с ветряной турбиной и отдельно от нее.

9. Подъемная система, в частности, по любому из предыдущих пунктов для по меньшей мере одного из установки, вывода из эксплуатации и технического обслуживания ветряной турбины (3), при этом подъемная система содержит узлы (25) крепления на башне и подъемный кран (24), который прикреплен к любому из узлов крепления и выполнен с возможностью перемещения вдоль башни, отличающаяся тем, что любые из узлов крепления являются частично или полностью снимаемыми, так что они снимаются после установки ветряной турбины и используются повторно для установки или технического обслуживания, или вывода из эксплуатации другой ветряной турбины.

10. Способ для операции подъема с использованием подъемной системы по любому из пп.5-8, отличающийся тем, что первое подъемное устройство поднимают с помощью другого подъемного устройства до положения, где оно прикреплено к уже встроенной части ветряной турбины, выше основания.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что дополнительно содержит: подъем самой тяжелой части с помощью по меньшей мере первого подъемного устройства и другого подъемного устройства, при этом во время операции подъема наибольшая часть массы самой тяжелой части, которую переносит первое подъемное устройство, составляет менее чем 99%, в частности менее чем 80%, еще более конкретно менее чем 60% и предпочтительно примерно 50%, причем самая тяжелая часть представляет собой самую тяжелую часть, которую поднимают в виде единой части и которая относится к поворотной части ветряной турбины.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что во время части операции подъема самой тяжелой части с помощью по меньшей мере комбинации первого подъемного устройства и другого подъемного устройства при этом существует положение подъема, где первое подъемное устройство будет перегружено, если только первое подъемное устройство будет переносить самую тяжелую часть, и, в частности, причем существует положение подъема, где второе подъемное устройство будет перегружено, если только это второе устройство будет переносить самую тяжелую часть.

13. Способ для операции подъема с использованием подъемной системы по п.9, отличающийся тем, что один или более узлов крепления частично или полностью установлены на башне для того, чтобы быть использованы подъемным краном, и тем, что любой из одного или более узлов крепления частично или полностью снимают, так что полностью удаленные узлы (25) крепления или снятые части узлов крепления выполнены с возможностью повторного использования для другой операции подъема для другой ветряной турбины.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что:

- узлы (25) крепления прикрепляют к башне (4) с использованием болтов (44),

- болты (44) прикрепляют так, чтобы проходить горизонтально через стену башни (4), в частности, для соединения двух перекрывающихся сегментов башни (40, 41), выполненных из металла, друг с другом, и

- по меньшей мере один узел крепления прикрепляют к башне путем полного или частичного использования по меньшей мере одного из болтов и использования гаек, прикрепляющих узел крепления к болтам и тем самым прикрепляющих узел крепления к башне.