用于制造风力涡轮机的方法和风力涡轮机与流程

本发明涉及一种用于制造风力涡轮机的方法和一种风力涡轮机。

背景技术

风力涡轮机的尺寸正在增大。这还涉及风力涡轮机的各个部件的尺寸的增加。例如，将风力涡轮机的基础与风力涡轮机的塔架连接的过渡件的尺寸正在增大。

该过渡件在内部包括若干个平台。这些平台能够以两种不同的方式插入过渡件中。

根据第一种方法，过渡件水平布置，并且这些平台一个接一个地被插入到水平的过渡件中，并且一个接一个地与过渡件的塔壁连接。这种方法耗时且成本高。

根据第二种方法，将过渡件的平台组装以形成平台组件。该平台组件例如借助于起重机来插入到过渡件中，并且悬置于塔壁。这种方法减少了与塔壁的连接点的数量，从而节省了时间和成本。然而，对于非常高的过渡件，用于过渡件的平台组件的高度也在增加。例如，由于工厂厂房的高度有限，制造和运输非常高的平台组件可能很困难。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种改进的用于制造风力涡轮机的方法和一种改进的风力涡轮机。

因此，提出了一种用于制造风力涡轮机的方法。该方法包括以下步骤：

a）制造底部模块，该底部模块包括至少一个第一平台，

b）制造顶部模块，该顶部模块包括至少一个第二平台，以及

c）组装底部模块和顶部模块以形成平台组件。

由两个分开的模块制造所述平台组件允许制造更高的平台组件。特别地，可制造适于更高的过渡件的平台组件。

借助于上述方法，平台组件可自由地悬置于塔架的壁部分或过渡件。由此，可减少安装工作。特别地，避免了将分开的平台昂贵地各个安装到过渡件壁。此外，减少与过渡件壁的连接点的数量降低了过渡件疲劳的风险。

特别地，制造具有该至少一个第一平台的底部模块的步骤a）在工厂厂房内进行。此外，制造具有该至少一个第二平台的顶部模块的步骤b）例如也在工厂厂房内进行。组装底部模块和顶部模块以形成平台组件的步骤c）例如在工厂厂房外进行。这允许制造所具有的高度大于工厂厂房的最大高度的平台组件。

风力涡轮机是将风的动能转换成电能的设备。例如，风力涡轮机包括：具有一个或多个叶片的转子；包括发电机的机舱；以及塔架，该塔架在其顶端处保持机舱。风力涡轮机的塔架可经由过渡件来连接到风力涡轮机的基础，例如海床中的单桩。

风力涡轮机的塔架和过渡件在其内部包括两个或更多个平台，例如所述第一平台和第二平台。这些平台可被构造成用于承载风力涡轮机的操作所需的电气或机械装置，例如低压变压器和开关装置。这些平台还可被构造为工作平台，例如用于在风力涡轮机的组装期间执行工作和/或在风力涡轮机的操作期间的维护工作。工作平台的一个示例是螺栓平台，其用于将塔架部段螺栓连接到彼此或螺栓连接到过渡件。

底部模块的该至少一个第一平台特别是包括一个、两个、三个或更多个平台。例如，底部模块的该至少一个第一平台包括开关装置平台和/或悬挂平台。开关装置平台特别地是其上布置开关装置的平台。悬挂平台例如是用于线缆的安装的工作平台，这些线缆将风力涡轮机连接到风力涡轮机阵列中的其他风力涡轮机。

顶部模块的该至少一个第二平台特别是包括一个、两个、三个或更多个平台。例如，顶部模块的该至少一个第二平台包括螺栓平台，其构造成供工人将过渡件螺栓连接到塔架，特别是螺栓连接到底部塔架部段。

根据一个实施例，顶部模块包括：两个或更多个竖直支腿；第一水平面，该两个或更多个竖直支腿在该第一水平面处被水平地连接；以及第二水平面，该两个或更多个竖直支腿在该第二水平面处被水平地连接。该第一水平面在竖直方向上与该第二水平面隔开。该第一水平面或该第二水平面包括该至少一个第二平台，该至少一个第二平台提供该两个或更多个竖直支腿的水平连接。

顶部模块的该两个或更多个竖直支腿中的每一个特别地是连续的，即形成为单件。

顶部模块的该两个或更多个竖直支腿中的每一个例如在其上部部分处包括用于与过渡件的壁部分、例如法兰连接的连接装置。

顶部模块的该两个或更多个竖直支腿在第一水平面处被水平地连接，使得该两个或更多个竖直支腿稳定在第一水平面处。同样，顶部模块的该两个或更多个竖直支腿在第二水平面处被水平地连接，使得该两个或更多个竖直支腿稳定在第二水平面处。

通过在第一和第二水平面处具有该两个或更多个竖直支腿的水平连接，顶部模块可被制造成使得其是自立式的。此外，它可被容易地运输到它与底部模块组装的地点。

第一水平面在竖直方向上与第二水平面隔开，特别是以第一高度隔开。该第一高度是足够大以具有稳定的自立式顶部模块的高度。该第一高度例如大于两米、大于五米和/或大于十米。

顶部模块的该两个或更多个竖直支腿例如在第二水平面中通过第二平台、特别是过渡件的螺栓平台连接。顶部模块的第二水平面例如被布置在顶部模块的第一水平面上方。

根据另一实施例，顶部模块的第一水平面和第二水平面中的另一个包括多个水平支柱，该多个水平支柱提供该两个或更多个竖直支腿的水平连接。

该多个支柱例如由金属、特别是钢制成。

通过借助于该多个支柱而在第一水平面和第二水平面中的一个处具有该两个或更多个竖直支腿的水平连接，仅包括一个单一平台的顶部模块可被制造为自立式模块。

在顶部模块的替代实施例中，顶部模块包括分别布置在第一水平面和第二水平面处的至少两个第二平台。换言之，顶部模块包括在第一和第二水平面两者处的平台，而不是在第一和第二水平面中的一个处的支柱。

根据另一实施例，底部模块包括：至少两个第一平台；两个或更多个竖直支腿；第一水平面，该两个或更多个竖直支腿在该第一水平面处被水平地连接；以及第二水平面，该两个或更多个竖直支腿在该第二水平面处被水平地连接。该第一水平面在竖直方向上与该第二水平面隔开。该第一水平面和第二水平面各自包括该至少两个第一平台中的一个，该至少两个第一平台中的每一个提供该两个或更多个竖直支腿的水平连接。

底部模块的该两个或更多个竖直支腿中的每一个特别地是连续的，即形成为单件。

底部模块的该两个或更多个竖直支腿在第一水平面处被水平地连接，使得该两个或更多个竖直支腿稳定在第一水平面处。同样，底部模块的该两个或更多个竖直支腿在第二水平面处被水平地连接，使得该两个或更多个竖直支腿稳定在第二水平面处。

通过在第一和第二水平面处具有该两个或更多个竖直支腿的水平连接，底部模块可被制造成使得其是自立式的。此外，它可被容易地运输到它与顶部模块组装的地点。

底部模块的第一水平面在竖直方向上与底部模块的第二水平面隔开，特别是以第二高度隔开。该第二高度是足够大以具有稳定的自立式底部模块的高度。该第二高度例如大于两米、大于五米和/或大于十米。

对于底部模块，该两个或更多个竖直支腿的水平连接在第一水平面和第二水平面两者中通过该至少两个第一平台中的一个提供。例如，底部模块的该两个或更多个竖直支腿的水平连接在第一水平面中由悬挂平台提供。此外，底部模块的该两个或更多个竖直支腿的水平连接在第二水平面中由开关装置平台提供。底部模块的第二水平面例如被布置在底部模块的第一水平面上方。

在底部模块的替代实施例中，底部模块的第一水平面和第二水平面中的一个包括多个水平支柱，而不是第一平台，该多个水平支柱提供该两个或更多个竖直支腿的水平连接。

根据另一实施例，通过将底部模块与顶部模块对准并连接，特别是通过将底部模块的两个或更多个竖直支腿与顶部模块的两个或更多个竖直支腿对准并连接，底部模块和顶部模块被组装。

底部模块和顶部模块例如在制造它们的工厂厂房外和/或在港口地点处组装。

为了组装，顶部模块的该两个或更多个竖直支腿中的每一个的底部部分例如与底部模块的该两个或更多个竖直支腿中的每一个的对应的顶部部分对准。底部模块和顶部模块彼此连接，特别是借助于连接装置彼此连接。

根据另一实施例，借助于与底部模块的该两个或更多个竖直支腿和/或顶部模块的该两个或更多个竖直支腿连接的背板，底部模块与顶部模块对准。

具有这些背板允许更精确地对准底部模块和顶部模块。

根据另一实施例，该方法包括以下步骤：特别是借助于起重机，将平台组件插入到风力涡轮机的过渡件中。过渡件被构造成用于与风力涡轮机的基础连接。

根据另一实施例，该方法包括以下步骤：将平台组件连接到过渡件的壁部分，特别是法兰，以将平台组件悬置于该壁部分。

例如，平台组件被悬置于该法兰，使得它自由地从该法兰悬挂。特别地，除了法兰之外，平台组件不连接到过渡件的任何另外的壁部分。

例如，平台组件的顶部模块的该两个或更多个竖直支腿中的每一个的顶部部分与过渡件的法兰连接。可替代地，也可使用分开的支柱和/或臂来将平台组件与法兰连接。例如，分开的支柱可将平台组件的最顶部平台、例如第二平台与法兰连接。

通过将平台组件连接到过渡件壁部分并且将平台组件悬置于该壁部分，可在一个步骤中将过渡件中所需的若干或所有平台连接到过渡件，而无需将每个单平台连接到过渡件壁部分。

根据另一实施例，该至少一个第一平台和/或该至少一个第二平台包括一个或多个可枢转边缘元件。此外，该方法包括以下步骤：枢转该一个或多个可枢转边缘元件，以便桥接该至少一个第一平台和/或该至少一个第二平台与相邻的壁部分之间的间隙。

平台组件在组装后被插入到过渡件中。这要求平台组件的直径、特别是该至少一个第一平台和至少一个第二平台的直径足够小，以适合穿过过渡件的最窄部分。该过渡件的该最窄部分例如在该过渡件的法兰处。因此，在插入状态下，该至少一个第一平台和该至少一个第二平台中的每一个与过渡件的对应的相邻内壁部分之间存在间隙。

具有该一个或多个可枢转边缘元件并且使它们枢转以桥接该至少一个第一平台和/或该至少一个第二平台与相邻的壁部分之间的间隙允许增加风力涡轮机的功能性和安全性。特别地，其允许防止例如装置之类的物品穿过间隙落下。

根据另一实施例，该一个或多个可枢转边缘元件各自连接到该至少一个第一平台和/或该至少一个第二平台的主体。

该一个或多个可枢转边缘元件特别是借助于螺栓来连接到该至少一个第一平台和/或该至少一个第二平台的主体，使得可枢转边缘元件绕螺栓枢转。

根据另一实施例，该方法包括以下步骤：特别是借助于船，将包括根据步骤a）至c）生产的平台组件的过渡件运输到风力收集地点。

因此，当将过渡件特别是以竖直位置运输到风力收集地点时，可以使平台组件安装在过渡件内部，该过渡件例如为具有40米或更高的高度的“超加长过渡件”。

根据另一方面，提供了一种风力涡轮机。该风力涡轮机包括平台组件。该平台组件包括具有至少一个第一平台的底部模块和具有至少一个第二平台的顶部模块。

根据该另一方面的一个实施例，顶部模块包括：两个或更多个竖直支腿；第一水平面，该两个或更多个竖直支腿在该第一水平面处被水平地连接；以及第二水平面，该两个或更多个竖直支腿在该第二水平面处被水平地连接。该第一水平面在竖直方向上与该第二水平面隔开。该第一水平面或该第二水平面包括该至少一个第二平台，该至少一个第二平台提供该两个或更多个竖直支腿的水平连接。

根据该另一方面的另一实施例，顶部模块的第一水平面和第二水平面中的另一个包括多个水平支柱，该多个水平支柱提供该两个或更多个竖直支腿的水平连接。

根据该另一方面的另一实施例，底部模块包括：至少两个第一平台；两个或更多个竖直支腿；第一水平面，该两个或更多个竖直支腿在该第一水平面处被水平地连接；以及第二水平面，该两个或更多个竖直支腿在该第二水平面处被水平地连接。该第一水平面在竖直方向上与该第二水平面隔开。该第一水平面和第二水平面各自包括该至少两个第一平台中的一个，该至少两个第一平台中的每一个提供该两个或更多个竖直支腿的水平连接。

参考本发明的方法描述的实施例和特征在加以必要的修改后也适用于本发明的风力涡轮机。

本发明的其他可能的实施方式或替代方案还涵盖上文所述或下文关于实施例所述的特征的本文未明确提及的组合。本领域技术人员还可向本发明的最基本形式添加个别或孤立的方面和特征。

附图说明

结合附图，通过后续的描述和从属权利要求，本发明的其他实施例、特征和优点将变得显而易见，附图中：

图1以局部剖视图示出了根据实施例的风力涡轮机；

图2示出了图1的风力涡轮机的平台组件的透视图；

图3图示了用于制造图2的平台组件的各个平台的过程步骤；

图4图示了用于制造图2的平台组件的底部模块的过程步骤；

图5图示了用于制造图2的平台组件的顶部模块的过程步骤；

图6图示了用于组装图4的底部模块和图5的顶部模块以形成图2的平台组件的过程步骤；

图7图示了用于将图2的平台组件插入到图1的风力涡轮机的过渡件中的过程步骤；

图8示出了图2的平台组件的螺栓平台的详细视图，该螺栓平台具有可枢转边缘元件；

图9以剖视图示出了图8的放大局部图；

图10示出了与图8类似的视图，但其中可枢转边缘元件向外枢转；

图11以剖视图示出了图10的放大局部图；以及

图12示出了一流程图，其图示了根据实施例的用于制造风力涡轮机的方法。

在附图中，除非另有指示，否则相同的附图标记标示相同或功能上等同的元件。

具体实施方式

图1示出了根据实施例的海上风力涡轮机1。

风力涡轮机1包括转子2，其连接到布置在机舱3内的发电机（未示出）。机舱3被布置在风力涡轮机1的塔架4的上端处。塔架4被布置在过渡件5上。过渡件5为具有40米或更高的高度的“超加长过渡件”。过渡件5竖立在单桩6上，该单桩被打入到海床7中并且部分地处于海水8的水位上方。

转子2包括例如三个转子叶片9。转子叶片9被连接到风力涡轮机1的轮毂10。轴（未示出）将轮毂10连接到发电机。

该发电机借助于高压电缆（未示出）电连接到过渡件5中的开关装置11。

塔架4包括一个或多个塔架部段12、13、14。在图1的示例中，塔架4包括底部塔架部段12、中间塔架部段13和顶部塔架部段14。塔架部段12、13、14各自包括一个或多个法兰15，其螺栓连接到另一个塔架部段12、13、14的对应法兰15。此外，塔架4的底部塔架部段12包括螺栓连接到过渡件5的法兰16。

塔架4在内部包括一个或多个平台17、18、19、20。例如，塔架4包括处于底部塔架部段12中的低压平台17，低压变压器（未示出）位于该低压平台17上。塔架4还可包括螺栓平台18和19，其构造成供工人在组装塔架4时将对应的塔架部段12、13、14螺栓连接到彼此。

过渡件5在其外侧上包括起降平台21，以提供通向过渡件5和塔架4的内部的通路。过渡件5还包括平台组件22，其悬置于过渡件5的法兰23。过渡件5的法兰23螺栓连接到塔架4的法兰16。

平台组件22包括底部模块24和顶部模块25。底部模块24和顶部模块25通过连接装置26连接到彼此。图2示出了图1的平台组件22的放大透视图。

底部模块24包括至少一个第一平台27、28。在图1和图2的示例中，底部模块24包括悬挂平台（hang-off platform）27和开关装置平台28，开关装置11被布置在该开关装置平台28上。此外，底部模块24可包括处于开关装置平台28上方的开关装置人行桥29。

顶部模块25包括至少一个第二平台30。在图1和图2的示例中，顶部模块25包括螺栓平台30，以供工人借助于将法兰16和23螺栓连接到彼此来连接过渡件5和塔架4。此外，顶部模块25包括两个或更多个竖直支腿31以及连接该两个或更多个竖直支腿31的多个支柱32。

如在图2中可以看到的，顶部模块25包括例如六个竖直支腿31。此外，顶部模块25包括第一水平面33，在该第一水平面33处借助于该多个水平支柱32水平地连接该六个竖直支腿31。此外，顶部模块25包括第二水平面34，在该第二水平面34处借助于螺栓平台30水平地连接该六个竖直支腿31。第一水平面33在竖直方向Z上以第一高度H1与第二水平面34隔开。该第一高度H1例如大于两米、大于五米和/或大于十米。

底部模块24包括六个竖直支腿35。此外，底部模块24包括第一水平面36，在该第一水平面36处借助于悬挂平台27水平地连接该六个竖直支腿35。此外，底部模块24包括第二水平面37，在该第二水平面37处借助于开关装置平台28水平地连接该六个竖直支腿35。第一水平面36在竖直方向Z上以第二高度H2与第二水平面37隔开。该第二高度H2例如大于两米、大于五米和/或大于十米。

在下文中，关于图3-12来描述用于制造图1的风力涡轮机1的方法。

在该方法的步骤S1中，制造底部模块24。图3图示了在工厂厂房内的分开的固定装置（支架）38处的底部模块24和顶部模块25的各个平台27、28、30的制造。图4图示了在工厂厂房内的固定装置（支架）39处的底部模块24的制造。悬挂平台27和开关装置平台28各自布置在固定装置39的水平部分上，以便水平地延伸。然后，六个竖直支腿35被连接到悬挂平台27。此外，该六个支腿35被连接到开关装置平台28。

在该方法的步骤S2中，顶部模块25在工厂厂房中的固定装置（支架）40处制造，如图5中所示。螺栓平台30被放置在固定装置40的水平部分上。然后，在包括螺栓平台30的第二水平面34处设置并水平连接该六个支腿31。进一步地，该六个支腿31借助于该多个支柱32在第一水平面33处水平地连接。

底部模块24和顶部模块25两者都是自支撑的，这是因为它们各自具有它们的支腿31、35的两个隔开的水平连接。

在该方法的步骤S3中，组装底部模块24和顶部模块25以形成平台组件22，如图6中所示。底部模块24和顶部模块25被运输到工厂厂房外。顶部模块25通过起重机41提升到底部模块24上方。顶部模块25的竖直支腿31各自包括背板42。顶部模块25借助于背板42与底部模块24对准。底部模块24和顶部模块25借助于连接装置26彼此连接。例如，背板42可用作连接装置26。可由站在脚手架43的平台上的工人支持模块24、25的对准和连接。

在该方法的步骤S4中，平台组件22借助于起重机41来插入到风力涡轮机1的过渡件5中。如图7中所示，平台组件22通过起重机41提升并从上方插入到竖直的过渡件5中。

在该方法的步骤S5中，平台组件22被连接到过渡件5的法兰23，以将平台组件22悬置于法兰23。

特别地，顶部模块25的臂44（图2）例如借助于螺栓与法兰23连接。因此，在该示例中，平台组件22在六个连接点处通过法兰23支撑。从这六个连接点，平台组件22自由地悬挂于过渡件5中，即没有其他连接在竖直方向Z上提供支撑。

在该方法的步骤S6中，螺栓平台30的可枢转边缘元件45被枢转，以便桥接螺栓平台30和相邻的壁部分47之间的间隙46，如图9至图11中所示。

图8示出了作为平台组件22的一部分的螺栓平台30。螺栓平台30包括主体48和可枢转边缘元件45。此外，在螺栓平台30的主体48与相邻的壁部分47之间存在间隙46，这是因为螺栓平台30的主体48的直径小于过渡件5的内壁的直径，特别是在相邻的壁部分47处。为了避免物品通过间隙46从螺栓平台30落下，在该方法中借助于枢转可枢转边缘元件45来（部分地）封闭间隙46。

图9示出了螺栓平台30的一部分的放大剖视图。可枢转边缘元件45借助于螺栓49来连接到螺栓平台30的主体48。

为了桥接间隙46，可枢转边缘元件45向外枢转，如图10中并且如图11中的放大剖视图所示。可枢转边缘元件45通过使它们绕螺栓49枢转而向外枢转。

尽管已根据优选实施例描述了本发明，但是对本领域技术人员而言显而易见的是，在所有实施例中修改都是可能的。