超大型自航自升式海上风电安装船关键设计与建造技术-上海船舶运输

深远海风力发电技术的现状和难题（上）导读海上风电由于具有风能稳定、密度大等优点，在世界范围内已逐渐发展成为风力发电的重要形式。

在深远海域，风能资源更丰富，风湍流强度与海面粗糙度较近海更小，因此深远海域海上风电技术的研究和开发成为了当今海上风电发展的新趋势，其作为风电技术的制高点，正在成为海上风电产业众多参与方追捧的热点。

英国、丹麦、德国等海上风电技术领先国家已纷纷将海上风电的研究方向投向深远海领域。

在我国，由于近海海域日益紧张，同时，深远海域风电场的建设和运行对于海洋、渔业、军事、海事通航以及城市居民等利益相关方的不利影响相对更小，长远来看，海上风力发电从潮间带和近海走向深海远岸将是必然趋势。

深远海风力发电发展现状[!国际发展现状____________________________________________________________近年来，随着全球海上风电逐步向深海、远海进发，浮式海上风电技术作为新一代海上风电技术，获得了业内的广泛关注。

在深远海风电开发方面欧洲仍处于领先地位，英国、德国等海上风电大国均积极发展和布局深远海项目。

根据相关预测，2025年欧洲远海风电（离岸距离大于70千米）装机将达到IOOo万千瓦。

从欧洲的开发经验来看，深远海风电发展呈现设备大型化、风场规模化的趋势，多种类型的漂浮式风场也逐步进入商业运行示范阶段。

2017年，全球首座商业化运行的苏格兰HyWind浮式海上风电场正式投用，装机30兆瓦，其平均容量系数甚至高于英国其他海上风电场，这也成为浮式海上风电技术大规模应用的开端。

图1Hywind海上浮式风电场据初步了解，英国计划到2030年安装40GW海上风电，大力发展浮式海上风电，2023年英国在建水深最深的风场正是浮式项目，水深达67米。

英国北海HornSeaProjeCtOne项目采用174台西门子歌美飒7兆瓦机组，装机121.8万千瓦，离岸120千米，水深23~37米，首台机组2019年2月并网，该项目为目前世界最大的在建海上风电项目；同一海域HOrnSeaPrOjeCtTWO项目处于前期阶段，采用165台西门子歌美飒8兆瓦机组，装机132万千瓦，平均离岸距离89千米。

海上风电升压站平台安装方法及技术研究摘要：随着我国海上风电项目在近海浅水区域和潮间地区的大规模开发，近海区域可开发利用的风电资源逐渐减少，海上风电必将向深远海发展。

在海南、广东、福建、浙江及山东等附近海域离岸10海里外水深可达20～60m［1］，重力式、大直径单桩及高桩承台基础等在基础重量、施工成本及施工难度等方面均不适用大容量风电机组安装，而强度高、重量轻、受海流作用变形小的导管架基础是海上风电、海上石油开发以及海上其他资源开发领域应用最为成熟的结构方式，在未来的深远海海洋资源开发中必将发挥重要的作用。

因此，本文以福建海域某海上风电项目为例，对导管架在深远海域海上风电项目的施工方式进行研究。

关键词：海上风电；升压站平台；电力设备安装引言对于整个海上风电场的建设而言，风电机组基础建设无疑是最为关键的部分，其建设好坏关系着整座风电场的运营。

但由于我国海上风电建设尚处于起步阶段，风电机组基础的施工技术相对薄弱，并且在当前“抢装潮”的大背景下，风电机组基础的施工资源将非常紧张，因此，设计合理的施工设备配备方案变得尤为重要。

本文以广东省某海上风电场项目为例，对风电机组基础的施工设备配备方案进行了相关设计与研究。

1海上风电升压站平台布置形式我国东部海域风能资源丰富，在浅海地区建立风力发电厂，是充分利用自然清洁能源的重要体现形式。

海上风电充分利用了海洋风能作为动力能源，将风能转换为电能，并通过海缆将电能输送到陆地电网中，最终并入电网运行。

海上风电升压站平台是将风电机组发出的电能通过集电线路进行汇集、升压，并将电能输送到陆地电网的模块装置，它既是海上风电场的控制中心，又是海上风电场的应急避难场所。

目前升压站平台多采用钢结构形式布置，平台通过4根导管架固定到桩基上，利用海上工作平台的建造经验，将电力设备分层布置在平台上部。

平台在布置方式上除了需考虑设备运行需求外，还要兼顾安全性和应急疏散能力，普遍采用4层甲板、3层布置的方式，采用无人值守的运检方式，因此不用考虑布置运检人员的长期生活设施。

项目名称：我国首座大型海上风电场建设与运行关键技术及示范应用提名意见：为加快抢占全球风电技术制高点，填补我国海上风电领域空白，推动我国能源结构调整和新能源发展，2008年国家发改委核准了上海东海大桥海上风电示范工程，2010年上海世博会期间正式并网运行。

在国家发改委项目、国家863计划、国家自然基金等资助下，项目组结合我国海域特有的台风天气、淤泥地质条件以及东海大桥海域独特的通航需求，通过协同攻关与自主创新，建成了我国首座大型海上风电场，首次全面实现大型海上风电场建设与运行关键技术国产化。

在海上风机研制方面，研发了国内首台3MW、5MW离岸型风机，攻克了强台风海域风机的安全稳定运行难题；在风机基础设计方面，首创多桩混凝土-钢组合式海上风机基础结构，解决淤泥地质下高耸风机对基础的强作用力问题、1000t级主航道中风机的撞击耐受问题；在施工方面，率先研发大型海上风机整体安装技术，攻克海上有效施工期短、漂浮式平台上安全快速吊装高型重型设备的难题；在电气系统设计方面，提出大型海上风电场电气系统优化方法，解决近海海域海上风电场电气系统与海洋多功能区的交叉穿越问题、海缆故障定位难、维护难引起的可靠性问题。

该项目实现我国海上风电从无到有的关键转变，掌握了海上风电自主技术，形成了系统的海上风电技术与标准。

项目的成功示范，直接促成我国海上风电的爆发式增长。

项目成果推广应用至上海、江苏、福建、广东等地区的海上风电项目，为国家节能减排与新能源开发工作作出了积极贡献。

提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。

项目简介：我国能源正处于结构调整，迈向“绿色”的关键时期。

风电作为新能源的主体部分，正逐渐由替代能源转变为主体能源，风电开发也逐渐由陆上扩展到海上。

我国海上风能储量丰富、靠近负荷中心，开发优势明显。

为抢占风电领域的技术制高点，大力发展海上风电是我国能源战略与海上强国战略的重要内容。

在国外风电巨头技术封锁、价格垄断和国内无例可循的条件下，该项目通过自主创新与协同攻关，既攻克了海洋大风浪、急洋流、强腐蚀严酷环境对项目实施的影响难题，又解决了我国强台风、软土地基、淤泥地质条件的特殊挑战，全面实现海上风电技术国产化，建成了适应我国海域环境与运行需求的国内首座大型海上风电场—东海大桥100MW海上风电示范工程。

海上风力发电机组整机安装与分体安装的船舶分析摘要：海上风力发电在我国沿海区域正处于高速发展时期，文章在海上风力发电机组安装方式进行了介绍，简要风场建设中船舶设备配置选型方面的差异做出简要阐述，关键字：海上风电；风力发电机组安装；对比分析1引言风电作为一种新能源，以其无污染的产出方式，特别是在环境和能源矛盾加剧越来越受到重视，随着技术的日益成熟，利用清洁的风能资源是全球能源开发的战略方针。

由于海上风能具有风速高、风速稳定、不占用土地等优点，已成为目前风能发展的趋势和重点，截止2017年，全球风电累计装机容量达到539.58GW。

由于在年新增装机市场的卓越表现，中国累计装机容量已超越欧盟，中国成为全球风机装机容量最大国。

目前风机机组装机容量也越来越大，风电场也有近海向远海延伸。

海上建立风电场不同于陆上风电场，其环境相对陆上风电，海上风场建设受潮流、涌浪、水深、地质、强风、运输条件限制，合理的选择船舶和风机安装方式在风场建设中显得尤为重要。

目前，世界海上风电机组安装方法，根据安装过程可分为2类：海上整机安装方法和海上分体安装方法。

英国Beatrice风电场2台5MW机组采用海上整机安装，国内东海大桥海上风电场34台机组率先采用海上整机安装方法安装。

分体安装技术在国外应用较为成熟，在风电场建设中占比约为90%，全球规模最大风电场London Array风电场均采用该法。

2海上整体安装与分体安装船舶设备全球海上整机安装在Beatrice风场首次得到应用，Beatrice风场用Rambiz号双吊臂起重船安装风机机组（见图1）。

国内上海临港海上风电二期风电场为风力发电机组整机安装方式，风机机组预先在浙江省舟山市岱山县拼装基地完成拼装后由“三航工2”运往海上风场建设地，现场采用双吊臂起重船“三航风范号”完成风机机组与基础对接（见图2）。

以上海临港海上风电二期风场建设为例，其船舶配套为见三航风范、三航起18、中海起16、三航工2、海工6、腾峰68、腾峰27、金航工68、金杰6、苏启新荣5、立人19、三航拖3003、东港拖4001、三航拖6001。

江苏省人民政府关于2012年度江苏省科学技术奖励的决定文章属性•【制定机关】江苏省人民政府•【公布日期】2013.01.23•【字号】苏政发[2013]6号•【施行日期】2013.01.23•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】科技奖励正文江苏省人民政府关于2012年度江苏省科学技术奖励的决定（苏政发〔2013〕6号）各市、县（市、区）人民政府，省各委办厅局，省各直属单位：根据《江苏省科学技术奖励办法》，省人民政府决定，授予中国人民解放军南京军区南京总医院黎介寿院士、江苏里下河地区农业科学研究所程顺和院士2012年度江苏省科学技术突出贡献奖；授予“新型生物人工肝支持系统的研发与临床研究”等199个项目2012年度江苏省科学技术奖，其中，一等奖17项，二等奖60项，三等奖122项；授予徐秀龙等4人2012年度江苏省国际科学技术合作奖。

当前，我省正认真贯彻党的十八大部署，深入实施创新驱动战略，促进科技与经济紧密结合，加快发展方式转变和经济结构战略性调整，着力增强经济综合竞争力和长期发展后劲。

希望获奖单位和个人再接再厉，开拓进取，不断创造新的业绩。

全省广大科技工作者要以获奖者为榜样，更加主动地服务于经济社会发展大局，弘扬求真务实的科学精神和协作配合的团队精神，勇于追求真理，执着科学探索，大力推动科技进步与创新，加速科技成果向现实生产力转化，争当创新驱动发展的科技先锋，为加快建设创新型省份、又好又快推进“两个率先”作出更大贡献。

附件：2012年度江苏省科学技术奖获奖名单江苏省人民政府2013年1月23日附件2012年度江苏省科学技术奖获奖名单一、省科学技术突出贡献奖（2人）1．黎介寿中国人民解放军南京军区南京总医院2．程顺和江苏里下河地区农业科学研究所二、省科学技术一等奖（17项）1．新型生物人工肝支持系统的研发与临床研究完成单位：南京市鼓楼医院东南大学江苏省传染病医院主要完成人：丁义涛施晓雷顾忠泽江春平赵伟郑以山吴亚夫仇毓东周建新张炜炜顾勤2．微创椎体后凸成形关键技术的建立及临床应用完成单位：苏州大学附属第一医院南京医科大学第一附属医院主要完成人：杨惠林张宁陈亮孟斌王根林朱雪松倪才方殷国勇唐天驷牛国旗毛海青3．肺癌外科综合诊治体系的建立与临床推广应用完成单位：江苏省肿瘤医院南京医科大学第一附属医院中国人民解放军第八一医院主要完成人：许林陈亦江张勤张石江蒋峰黄新恩尹荣陈亮姜爱仁汪栋陈森清4．光催化材料及在能源和环境净化中的应用基础研究完成单位：南京大学主要完成人：邹志刚李朝升于涛罗文俊闫世成寇佳慧张海涛范晓星欧阳述昕5．超高性能混凝土抗爆材料与结构的理论及应用完成单位：东南大学中国人民解放军理工大学江苏省建筑科学研究院有限公司主要完成人：孙伟方秦刘加平张云升刘建忠戎志丹龚自明缪昌文秦鸿根吴昊陈惠苏6．中药药代动力学关键技术体系的创新及应用完成单位：中国药科大学主要完成人：王广基郝海平梁艳XXX 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马保东盛耀彬42．移动气象台及关键技术集成应用完成单位：南京中网卫星通信股份有限公司南京信息工程大学主要完成人：闵锦忠沈晓东高云勇于波陈苏婷王民陈耀登宋小冬裘德龙43．多塔连跨悬索桥中间塔施工关键技术及其应用研究完成单位：江苏省长江公路大桥建设指挥部中交第二航务工程局有限公司中铁宝桥集团有限公司水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院主要完成人：冯兆祥张鸿吉林李军平张国志张永利蒋波肖文福阮静44．大直径嵌岩桩承载机理与设计理论及工程应用完成单位：东南大学中交公路规划设计院有限公司南京航空航天大学淮阴工学院湖南省汝郴高速公路建设开发有限公司贵州高速公路开发总公司主要完成人：龚维明戴国亮张喜刚程晔龚成中周栋梁宋晖黄坤全王红伟45．大坝安全监测新型传感仪器设备及分析评估系统的研发及应用完成单位：国网电力科学研究院南京南瑞集团公司主要完成人：刘观标吕刚王卫列刘广林邓检华卢欣春潘琳蓝彦刘果46．江苏省农业种质资源平台建设与研究利用完成单位：江苏省农业科学院江苏省林业科学研究院江苏省淡水水产研究所主要完成人：常有宏王才林蔡士宾景茂葛家春孙体如杨欣颜伟陈新47．优质鲜食糯玉米种质创新与应用完成单位：江苏沿江地区农业科学研究所扬州大学宜兴市金丰农产品有限责任公司主要完成人：谢孝颐薛林陈国清陆卫平孙卫永陆虎华黄小兰石明亮胡加如48．有机废弃物资源化安全农用技术研究与应用完成单位：中国科学院南京土壤研究所南京宁粮生物工程有限公司江苏省土壤肥料技术指导站江苏绿陵化工集团有限公司南京中科院跨克科技有限责任公司主要完成人：董元华林先贵李忠佩王辉王一明徐茂殷广德梁晓辉刘勤49．冷却肉质量安全保障关键技术及装备研究与应用完成单位：南京农业大学江苏雨润肉类产业集团有限公司江苏省食品集团有限公司上海市动物疫病预防控制中心常熟市屠宰成套设备厂有限公司主要完成人：周光宏徐幸莲徐宝才洑福强李春保彭增起章建浩黄士新刘登勇50．农区肉羊舍饲规模化生产关键技术研究与应用完成单位：江苏省农业科学院南京农业大学江苏省畜牧总站主要完成人：钟声王锋钱勇掌子凯王子玉白云峰陈启康臧胜兵曹少先51．翘嘴红鲌优质高效养殖技术推广与示范完成单位：中国水产科学研究院淡水渔业研究中心常州市武进区水产技术推广站宜兴市水产指导站溧阳市长荡湖水产良种科技有限公司主要完成人：戈贤平谢骏XXX 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王云炎邱桥成四、省科学技术三等奖（122项）1．基于SOA的新一代企业管理软件系统完成单位：江苏省金思维信息技术有限公司主要完成人：刘海青张朝晖陈恳杨建青曹伏宁赵云蔡捷2．基于无线传感器和RFID的物联网感知技术及其产业化应用完成单位：泰州长宏钢材物流中心南京邮电大学主要完成人：王汝传黄海平肖甫沙超万军郭剑蒋凌云3．汽车顶置天线装置及其天线放大器完成单位：泰州苏中天线集团有限公司主要完成人：蒋小平宋健李春玫张志清黄磊4．大尺寸低水峰光纤预制棒研发及产业化项目完成单位：江苏亨通光电股份有限公司主要完成人：高安敏江平吕金良肖华孙贵林柳锦炜顾志华5．新一代高安全多功能的Key产品研发及产业化完成单位：恒宝股份有限公司主要完成人：曹志新付睿陆道如何永福赵李明施伟梁宇6．基于计算智能的生物医学信息技术及其应用完成单位：江南大学无锡市第四人民医院主要完成人：孙俊李朝锋吴小俊刘丽程之红罗晓清方伟7．MEMS技术半导体硅压阻高频、微型、高温系列动态力敏传感器完成单位：昆山双桥传感器测控技术有限公司苏州科技学院主要完成人：王文襄王冰毛超民潘涛程新利孙晋玲8．基于地理信息、视频分析和云计算的综合视频联网图像智能应用系统完成单位：南京邮电大学南京市公安局深圳市迪威视讯股份有限公司主要完成人：李晓飞杨震蒋平汪沦韩光林泽张祖昶9．球栅阵列（BGA）封装技术研发及产业化完成单位：南通富士通微电子股份有限公司南通大学主要完成人：吴晓纯王小江王洪辉沈海军缪小勇朱海青陶玉娟10．介质成像的数学模型和数值实现完成单位：东南大学兰州大学主要完成人：刘继军孙志忠关秀翠杨明李铁香王丽艳闫亮11．低功耗小型化高速光通信模块的研发和产业化完成单位：苏州旭创科技有限公司主要完成人：刘圣丁海施高鸿莫兆熊李伟龙12．无线感知网络系统的可信交互及其应用性处理技术完成单位：南京理工大学南京理工大学常熟研究院有限公司。

CCS对海上风电安装船入级的技术要求海上风力发电作为无污染的可再生能源开发，因其具有更好的风能条件，不涉及土地征用问题，不会造成大气污染，环保价值可观等优点，受到世界各国的普遍高度重视，近年来发展非常迅速。

那么当前海上风电安装船现状和发展趋势如何？中国船级社对海上风电安装船有哪些入级的相关技术要求？中国海上安装船产业发展还需从哪些方面补强？1海上风电安装船的入级规范体系及法定要求目前海上风电安装船主要为自升式，船级社对此类设施入级划归到海上结构物入级范畴，因此要遵循海洋工程的相关规范体系。

中国船级社（CCS）要求海上风电安装船入级应满足CCS船级社自己的规范、标准体系，主要包括《海上移动平台入级规范》、《材料及焊接规范》、《船舶与海上设施起重设备规范》及《海上风机作业平台指南》等；中国籍的海上风电安装船还应满足公约、法规要求，主要包括IMO颁布的《海上移动式钻井平台构造和设备规则》、《国际海上人命安全公约》、《国际防止船舶造成污染公约》、《国际载重线公约》等以及中国海事局颁布的《海上移动平台安全规则》、《船舶与海上设施法定检验技术规则》等。

海上风电安装船的设计、建造过程经检验满足上述入级规范后，中国船级社签发《海上移动平台入级证书》；同样，海上风电安装船的设计、建造过程经检验满足上述公约、法规后，中国船级社代表海事局签发《海上移动平台安全证书》、《国际吨位证书》、《国际载重线证书》、《国际防油污证书》、《国际防生活污水证书》、《国际防空气污染证书》、《防止船舶垃圾污染检验证明》、《国际防污底系统符合证明》等法定证书。

2海上风电安装船的入级符号说明入级符号是平台主要用途、功能及特性的表述，具有强制性。

平台的主体（包括设备）和机械（包括电气设备）符合船级社规范或等效规定，船级社将授予相应的入级符号与附加标志。

中国船级社对入级符号和附件标志规定如下：（1）入级符号：★ CSA或★ CSA★ CSA表示平台的结构与设备由中国船级社审图和建造中检验，并符合规范的要求；★ CSA表示平台在建造时不是由中国船级社按照其规范进行检验，其后经中国船级社进行检验认为其符合规范的相关规定，此一般指建造后转级平台。

海上风电安装平台（下）导读海上风电安装平台为海上风电施工的关键核心装备，用于海上风力发电设备的打桩和安装。

海上风电安装具有组件多、超长、重心高、机位多、起吊高度高、定位精度高、安装环境恶劣等特点，是一项复杂的系统工程，影响海上风电开发成本和安全性。

随着海上风电开发向大容量风电机组、深水海域发展，建立专业的施工船队、培养专业人才，加强技术研发，提高我国自主设计与制造能力，加大风电安装船等装备的投资力度，对适应我国未来能源需求发展具有重要意义。

海上风电安装平台的关键技术Ei海上风电安装平台的结构设计海上风电安装平台集海上风电设备打桩、安装、运输等功能于一体，由上船体、沉垫、桩腿、起重机等构成。

上船体通常采用脑部有线型的矩形型式；沉垫则为整体水密结构，采用脑解均削斜的矩形型式。

上船体和桩腿通过双啮合升降系统连接，沉垫和桩腿通过锁紧系统进行连接，桩腿可穿越沉垫，在站立状态下插入海床起到抗滑移的作用。

通常情况下，平台由百个左右的风电机网格组成，每个网格上风电机的功率约在2兆瓦至5兆瓦之间。

可以预见的是，随着风电行业的不断发展，单一风电机的功率可进一步提升至10兆瓦左右。

在平台结构中，每个风电机与中央高压直流变压器、岸电之间，均保有一条独立的电缆作为连接媒介，此类电缆在设计中需要使用专门设备进行铺设。

目巨型桩腿的设计制造桩腿是支撑整个安装平台重量和运动的核心部件，长度近百米的桩腿由IOOnUn厚超强度E690海工钢多段拼装焊接而成，桩腿上有两组共80多个对穿通的准550±0.5mm销孔，两组呈90°角垂直分布，重达2万吨的平台通过桩腿上的定位销孔上下运动。

桩腿分段焊接质量直接决定了桩腿的强度和变形，从而影响了定位销孔的圆度、同轴度、直线度与位置精度，进而直接影响平台上下运动的平稳性，尤其是多条腿上下运动的同步控制，错误安装甚至导致整体平台报废。

为了满足深水区风大浪高水域的作业要求，需要设计出全新的高稳性结构桩腿和防滑桩靴。

海上风电风机安装技术及装备浅析摘要：本文从海上风电风机安装技术及装备发展现状入手，同时分析了海上风电风机安装过程中的质量控制要点，并进一步对海上风电风机安装技术及装备的发展趋势进行了探讨。

关键词：海上风电；安装技术；装备发展；现状现如今，海上风电风机单机容量也由起步阶段的2MW发展到现在的10MW、11MW，机型越来越大，对风机安装的要求也越来越高。

为适应海上风电的蓬勃发展，海上风电机组安装技术及施工装备的选择和优化现已成为海上风电建设企业研究的重点，同时，风机安装过程中的质量控制也显得尤为重要。

1海上风电安装技术及装备发展现状海上风电风机安装分为海上整体安装和海上分体安装两种方式。

海上整体安装是指在海上将陆上基地拼接好的风机整机直接在海上安装，海上分体安装是指在海上将风机各部件进行拼装，不同的安装方式对海上风电施工装备的要求各不相同。

1.1整体安装技术风机整体安装技术先后在上海东海大桥海上风电示范项目、国电普陀、珠海桂山、国华东台、华能山东半岛等9座风场应用,适用基础形式涵盖了高桩承台、导管架和单桩基础。

整体安装采用“后场基地整机拼装、专用船舶运输、整体风机吊装、软着陆定位安装”的技术路线,重点需要1套完整的缓冲着陆定位安装系统来控制风机的下降速度和安装精度。

该系统由平衡梁及索具系统、上部吊架系统、缓冲系统、下部就位系统以及中央控制系统组成。

其中,平衡梁及索具系统用于完成风机的后场基地组拼、海上运输及吊装；上部吊架系统、缓冲系统和下部就位系统共同作用,完成塔筒对接的导向、缓冲、同步升降以及精准定位自动对中,使风机顺利安装在单桩基础上；中央控制系统则通过监测和控制来实现风机整体安装的自动化。

1.2分体安装技术分体安装技术指的是将风电机组中的分部构件（塔筒、轮毂、主机、叶片）通过运输船运送至风机机位,由安装船进行拼接安装。

此技术是现阶段风电机组安装中最为常见的一种安装技术。

根据安装船特点,具体可分为以下4种类型。

Germanischer Lloyd -Noble DentonOffshore Wind Turbine Installation Vessel 德国劳氏-海上风电安装船技术2010年CWEE 上海研讨会赵航宇德劳中国大区海洋工程业务主管经理2010-04-27Contents内容1.Germanischer Lloyd group –An Overview 德国劳氏集团2.Wind Energy, Offshore wind energy风电，海上风电3.Offshore Wind Farm Installation Vessels海上风电安装船技术2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 214.04.201014.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 3GL Group: Worldwide service on site德劳:覆盖全球的技术服务Mexico CityShanghaiHamburgDivision AM / Mexico City Division EMA / Hamburg Division EA / Shanghai Found in 1867, today over 6.900employees, of which 5.000 are engineers, are working for you in over 176 offices in more than 88countries.14.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 4Since 2007, 11 companies, including2007 Adventist Group ,600 staff members 2007International Refinery Services , 80 staff members 2008FutureShip /Friendship Consulting , 18 staff members 2009Noble Denton,900 staff members 2009Garrad Hassan 250 staff menbers have jointed the GL group, they have strongly enhanced the CL competency and Capability as a world wide technical service providerSince 2007, GL group is in expanding...德劳团队2007年来快速发展GL & Noble Denton & Garrad Hassan Join ForcesA New Dimension of Technical Assurance and Consulting14.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 52010-4-14No. 5GLGL GL Noble Denton GL Garrad HassanThe Oil & Gas segment of GL-Group 石油天然气业务The Renewables segment of GL-Group可再生能源业务The Maritime segment of GL-Group 船舶入级业务y Navel Architects 造船工程师y Marine engineers 轮机工程师y Mechanical engineers 机械工程师y Electronic engineers 电子工程师y Electrical engineers 电气工程师y Welding engineers 焊接工程师y Structure analysts 结构分析专家y Vibration analysts振动分析专家y CFM experts流体力学专家y Metallurgists 金属学专家y Process engineers 工艺工程师y Quality engineers 质量工程师y Civil engineers 土木工程师GL Group:a Multidiscipline Engineer Society 德国劳氏: 一个多领域的工程师团队14.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 614.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 7Oil and Gas Renewable EnergyCross-industry Cross-industry GL Noble Denton GL Garrad Hassan Services of GL groupProvide Solutions to Various Industry Sectors in one hand 德劳服务：不同工业问题的一站式解决方案Offshore Wind Turbine Installation VesselService for maritimesegmentService for energysegmentCross-industrysegments, inter-sectoral services e. g., also for offshorewind energy customersGL Cross-industry Maritime14.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 8GL in China,德劳在中国GLMS and GLIS, total about 400 employeesin 10site officesASEA ShanghaiGarrad Hassan in BeijingNoble Denton in North ChinaShanghai Taipei Kaohsiung Guangzhou Beijing Tianjin Hong KongQingdaoDalianJiangyinWuhan Shenzhen South China seaYellow seaEast China seaMain GL office Other GL offices Major cities Nanjing Chengdu X iamen ZhoushanYangzhouContents内容1.Germanischer Lloyd group –An Overview 德国劳氏集团2.Wind Energy, Offshore wind energy风电，海上风电3.Offshore Wind Farm Installation Vessels海上风电安装船技术2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 914.04.201014.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 10by 2020 the EU wantsto cover 20% of itsprimary energyconsumption withrenewablesWind energy, Global Trends市场：环球风能趋势14.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 11Offshore Wind in China –Present and Planning市场：中国海上风电场现状及规划1stPrototype installed by CNOOC in BohaiGold Wind 1.5MW Direct Drive Offshore planned by SHANDONG/JIANGSUOffshore planned by GUANGDONGOffshore planned by DONGHAI x34 units. Sinovel 3.0MW (x5 units installed)Offshore planned by ZHEJIANG/FUJIAN计划24 海上风电场装机总容量2500万千瓦Design concepts WTISMarket Situation and Motivation市场现状及考量•Main Driver: Political ambitions to reduce emissions by 2020, 20-30% of the primary energy production of European countries shall be coming fromrenewable sources•Offshore Wind-Farming is in its start-up phase起步阶段•Many players in field业者众多•Many different design concepts exist各有千秋的不同设计•Large potential for growth巨大的市场潜能2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 1214.04.201014.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 13Current Installation Way of Offshore Wind Turbine 当前中国主流海上风电安装方法•Complete turbine transport and installation整机安装• 3.0 MW turbine, lifting weight 412 ton3.0兆瓦机，起吊重量412吨•Nable height 91.3 m安装毂高91.3米•Windfarm area water depth 9.90~12.0 m风场水域水深9.9~12.0米Shanghai Donghaidaqiao Windpark上海东海大桥海上风电场为例Installation Way of Shanghai DonghaidaqiaoOffshore Wind Turbine上海东海风电场安装方法2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 1414.04.201014.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 15Fleets for installation operation安装作业所需船队DraftMain DimensionsTonnage power Ship type ItemsContents内容1.Germanischer Lloyd group –An Overview 德国劳氏集团2.Wind Energy, Offshore wind energy风电，海上风电3.Offshore Wind Farm Installation Vessels海上风电安装船技术2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 1614.04.2010Design Concepts WTISFunctions necessary of offshore installation vessel 海上安装作业所需功能•Loading 装载•Transportation运输•Offshore installation operation海上安装作业•Positioning定位•Jacking up提升•Heavey lifting起重•Workmanship安装作业•Workmanteam Accomondation作业人员起居2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 1714.04.2010Design concepts WTISTide zone, Shallow or Deep Water?潮间带，浅水，深水作业水域？2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 1814.04.2010Design Concepts WTISForm follows Function海上风电安装船功能设计考量Questions to be considered•Only for offshore wind turbine installation? 仅用于海上风电安装？•Installation way? 风机安装方式？•Crane and lifting appliances required?起重能力？•Working area: Tide zone? shallow water? deep water?工作区域：潮间带，浅水，深水？•Self propelled / no propulsion? 自航/ 非自航？•Jacking / non Jacking?自升/ 非自升？•Large Deck Area for Working?需大型甲板作业面积？•Sailing speed and Transportation Capacity important?航速，运能？•Number of Accomodation Complements?人员居住能力？•Semi-Submersible?半潜式？•What is the best Combination of all?如何综合考虑上述各因素？2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 1914.04.2010Design concepts WTISTypes of OWEA 风机，基础类型及参数shallow water deep water•Monopile(<20 m)•Jacket•Bucket (< 20m)•gravity foundation (<10m)•Jacket•Tripod (<80m)•Floating Structure (<900m)supplier GE Energy Siemens Vestas Repower Systems Multibrid Enercon Bard Nordex designation 3.6s 3.6 MW V 120 5 M M 5000 E 112BARD 5.0N90 Offshore nominal power[kW]36003600450050005000450052762500 rotor diameter[m]10410712012611611412290 mass (nacelle+rotor)[t]295215210410310500375nn14.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 20GL solution, Generation IDesign concepts TIV2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 2114.04.201014.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 22•Analysis and Verification •Newbuilding Classification •Plan Approval & NewbuildingSupervisionGL solution, Generation II:Design concepts TIV:Jack-up platform ORDIN, THOR8 100 A 5, Special Purpose Ship, Self Elevating Unit,GL Solution:ODIN-Offshore Installation vessel built in 2005 2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 2314.04.2010GL solution:THOR-Offshore Installation vessel built in 2007 2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 2414.04.2010GL solutions，Genration III:Design concepts WTIS: Loading, Transporting, Installing, all in one 德劳解决方案:下一代海上安装船装载，运输，安装一体GL Maritime -GL Noble Denton Deliverables•Analysis and Verification•Newbuilding Classification•Plan Approval & Newbuilding Supervision(outstanding)•Design & Consulting•Engineering supporting2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 2514.04.201014.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 26GL solutions Genration III:Beluga/Hochtief WTISTechnical Data:Type of vessel Heavy lift jack up vessel self-propelled ClassGL+100A5 Self Elevating Unit, DP2Main dimensions hull 135.00x40.00x11.00 m Water depth for jackingup to 50 mSignificant wave height for jacking & Dp 2.0 m Wind speed of crane operation up to 18.0 mOperation draft 4.60 m min ; 7.00 m max DP capability complying with DP2Thrusters & propulsion 12kn Legs4 lattice Jacking systemopen, >1m/sCraneBoom length 90 m Capacity up to 1700 tonHelideck D=20.88m suitable for Sikorsky S92 with a MTOW of 12.8 tCargo loadup to 8.000 ton8 100 A 5, Special Purpose Ship, Self ElevatingUnit, Operation according to operational manual, DP2, EP/BWMGeneration III:RWE-TIV, GLMain Particulars•Self-Elevating(up to 45m water depth)•Crane 800t@20m•DP2 Capability•100x40x8mGL-Deliverables•Analysis and Verification•Newbuilding Classification•Plan Approval & Newbuilding Supervision(outstanding)2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 2714.04.201014.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 28Generation III:Beluga/Hochtief WTIS8 100 A 5, Special Purpose Ship, Self Elevating Unit,Operation according to operational manual, DP2, EP/BWMMain Particulars•Self-Elevating(up to 50m water depth)•Crane >1500t@20m •DP2 Capability •Large Deck Area •~135x43mGL-Deliverables•Analysis and Verification •Newbuilding Classification•Plan Approval & Newbuilding Supervision (outstanding)Generation III:ND-GL WTIS ND 1200¼100 A5Offshore Service Vessel, WTIS,Special Purpose Ship,Self Elevating Unit,Operation according to operational manual,[DP2, EP, BWM] (depends on owner Spec.)7MC AUT2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 2914.04.2010Technical key points 关键技术•Jacking up system 爬升系统•Gear box 齿轮箱•Locking devices 锁紧装置•Legs 桩腿•DP system 动力定位系统•Crane 重吊•Helideck直升机平台2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 3014.04.2010Crane Operation 起重作业• • • •Crane Equipment Approval 起重设施认可 Hydro dynamical analysis 水动力影响分析 Special Offshore requirements 海工作业特殊要求 Engineering in Dynamic Crane operation 动态起重作业2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 3131WTIS Generation I to III Actual Projects WTIS第I代到第III代功能比较Generation I Combined crane and working barges 第I代：吊机与工作平台结合 Generation II Jackup barges without propulsion第II代：无自航系统的自升式平台 Generation III Self-propelled Jackup vessels 第III代：自航自升式平台Functions 功能 High lifting capacity 高起重能力 High deck load capacity高甲板荷载能力 Large working deck 大工作甲板 Large accommodation 大居住舱室 Helicopter deck 直升机甲板 Self-elevating 自升能力 Self-propelled自航能力 DP2 / DP3 capability DP2/DP3 动力定位能力 Generation I 第I代 x* x* x* Generation II 第II代 x x x x x x Generation III 第III代 x x x x x x x x* on separate barges2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference 14.04.2010 No. 3232GL References for pure WTIS GL风电安装船实例2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 3333What GL-Noble Denton provide: 德劳提供技术服务Concept Phase 方案规划阶段 Basic Engineering 基本设计阶段Detail Engineering Phase Pre-Consulting for Process Design 过程设计咨询 Project Economics &Technical Feasibility Study项目经济性,技术可行性研究 Front-End Engineering Design (FEED) 前期设计 Consulting 咨询 / Independent Design Review and Verification 独立设计审 核 / Design Modeling and FE calculations 设计建模和有限元计算 / Compliance Review 合规审查 / Stress and Fatigue Analysis 应力和疲劳分 析 / Conceptual Risk Assessment 风险评估 Independent Design Review 独立设计审查 / Design Verification 设计审核 / Compliance Review 合规审查 / Design Certification 设计认证 / Risk Assessment 风险评估 Manufacturer’s Capability Certification (MCC) 制造商能力认证 / Vendor Inspection 供应商检验 / Quality Assurance and Control 质量担保和控制 / Performance and Warranty Testing 性能和担保测试详细设计阶段 Procurement Phase 采购阶段 Construction Phase 建造阶段Construction accompanied Design verification and certification 建造 过程设计修改审核和认证 / Construction inspection, commissioning supervision 建造检验,试车试航验证 / Engineering Critical Assessment (ECA) 工程关键评估2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 3434WTIS: Rules for Classification and Construction 相关 GL 规范•船体For Hull: Ship Technology, Offshore Service Vessels, Ed. 2010•特种设施 桩腿，提升机构，重吊等For legs,Jacking System,crane etc.: Industrial Services, Offshore Technology2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 3535WTIS Statutory Requirements海上风电安装船相关法定规范，公约要求• SOLAS 74/88, International Convention for Safety of Life at Sea 2009 • ILLC 66/88, International Convention for Load Lines; Revision 2004 • MARPOL 73/78, International Convention for the Prevention of Pollution fromShips, Annex I – IV• • • •IS Code 2008, International Code on Intact Stability Code of Safety for Special Purpose Ships, 2008 Guidelines for the Construction and Design of Offshore Supply Vessels 2006 Code for the Construction and Equipment of Mobile Offshore Drilling Units, 1989 amendment by Res. MSC.187(79) 2004• Ballast Water Management Convention, 20042010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 3636Research worksComplementary Simulations WTIS – Semi Jack-Up Main ParticularsLength over all Length between PP Breadth Moulded Depth to Maindeck Depth to Tween Deck Design Draught Scantling Draught Length of legs Diameter of legs 141.0 m 135.0 m 36.2 m 14.0 m 8.0 m 4.0 m 5.0 m 72.0 m 3.9 m2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 3737Focus on: Operational Safety Design OptimizationOperational Restrictions • Water depth = 45 m • Hs = 1.5 m • Current = 5 knots Loading Conditions • Base shear • Overturning moment Structural Integrity • Legs • Jacking houses • Hull2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference 14.04.2010 No. 38WINDGRAVITYWAVES + CURRENT BUOYANCY38WTIS on Location Hydrodynamic Analysis in WavesNumerical Methods Formatiert ;-)AQWA surface panelsPotential flow code AQWA • Regular waves • Frequency domain • Linear flow + Morison forces • Radiation & diffraction (Green function) CFD code COMET (RANS) • Reynolds-averaged Navier-Stokes solver • Nonlinear flow • Time domain • Breaking waves • Viscous effectsCOMET volume grid2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 3939ResultsFormatiert ;-)• Calculation of base shear and overturning moments • Results of both numerical methods are similar • Free surface elevation around the ship2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 4040In Place Condition:Maximum Forces and MomentsBase shear on aft legs [kN]Lateral overturning moment [kNm]Natural seaway: Hs = 1.5 m, Tz= 7.5 s2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 4114.04.2010Transit ConditionHydrodynamic Analysis in Waves•Cargo only loading condition•Ship speed = 14 knots•Potential flow code AQWA•RAOs of ship accelerationsin regular waves•Critical locations:nacelle hub & upper tower•Statistical evaluation innatural seaways•Max. Loads on the Lashing System?2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 4214.04.2010Transit Condition:Formatiert ;-) AccelerationsAt top of the pile [g]Horizontal Acceleration [max. 0,6g]Vertical Acceleration [max. 1,0g]Natural seaways: Hs = 2.5 m, 4.5 s < Tz< 17.4 s2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 4314.04.2010Thanks for your kind attention!谢谢您的关注！Any questions? Please......2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 4414.04.2010Contact GL Chinagl-china@欢迎您联系我们2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 4514.04.2010。

封底人物风电。

将海风的充足动能转换为电能，源源不断输送给万千用户，便是海上风机专家高震的初心所在。

向海科研，从船舶转向海上风机1977年，高震出生于浙江省平湖市。

高中毕业，怀着对蔚蓝大海的向往，他报考了上海交大船舶与海洋工程专业。

在本科学习期间，他成绩常年第一，2000年毕业之际获上海市优秀毕业生荣誉。

上海交大的顾永宁教授是高震科研路上的早期引路人。

“我的本科毕业设计就是跟着顾教授做的，由此开启了船舶与海洋平台载荷计算与结构设计方面的研究。

之后，我又跟随顾教授攻读硕士学位，致力于船舶防撞研究。

”顾永宁教授曾在20世纪80年代访问挪威，在拥有百年历史的挪威船级社交流一年，正是在他的推荐下，高震于2003年前往挪威科技大学读博。

高震的博士生导师是中国工程院外籍院士、海洋工程专家托盖尔·蒙恩（Torgeir Moan）教授。

蒙恩教授是挪威科技大学船舶与海洋结构物研究中心（C e S O S）的主任。

“研究中心会聚了8～10名来自水动力学、结构力学与动力学、海洋结构物控制理论等不同研究方向的教授，大家优势互补合作研究。

”挪威的海洋工程研究既强调基础科研工作，又重视工程应用与实践。

高校、科研院所与工程公司、油气公司等合作紧密，形成浓厚的工程应用氛围，高震在读博期间深受2014年高震（第三排右一）与大家共聚一堂庆祝托盖尔·蒙恩（Torgeir Moan，第一排左六）和奥德·马格努斯·福尔廷森（Odd Magnus Faltinsen，第一排左七）两位教授七十大寿大学应用研究领域埃克森美孚最佳博士论文奖。

积极响应市场的需求，敏锐感知趋势的变化，是优秀工程应用研究专家的必备素养。

2008年毕业后，高震继续在船舶与海洋结构物研究中心从事博士后研究。

此时，正值欧洲海上风电商业化开发前期。

“我的博士生导师看到了其中的前景，在他的带领下，依托研究中心，我开展了一系列海上风电研究，其中主要以漂浮式风机耦合分析为主。

超大型海上结构物多功能起重船液压滑动水密门设计安装和调试祝发业1，张磊2，陈宏杰2（1.山东蓝鲲海洋工程有限公司，山东烟台265503；2.山东海洋蓝鲲运营有限公司，山东济南250000）摘要：为确保船舶和平台甲板下水密舱壁开口的水密完整性而设置的门应是液压滑动水密门，其能从驾驶室遥控关闭，也可从舱壁每侧就地操纵。

文章以超大型海上结构物多功能起重船为例，深入分析液压滑动水密门机电液一体化的合理配置，研究满足船舶建造规范要求的设计方案、安装工艺以及安全可靠的调试流程，为同行业者提供借鉴。

关键词：水密完整性；多功能起重船；液压滑动水密门；机电液一体化中图分类号：U672文献标志码：A doi：10.13352/j.issn.1001-8328.2023.03.005Abstract：Doors set up to ensure the watertight integrity of the opening of the watertight bulkheads under decks of ships and platforms should be hydraulic sliding watertight doors that can be closed remotely from the cab or oper⁃ated in situ from each side of the bulkheads.This paper takes a multi-purpose crane vessel for super-large offshore structures as an example，deeply analyzes the reasonable configuration of electromechanical and hydraulic integra⁃tion of hydraulic sliding watertight doors.It studies the design scheme,installation process,and safe and reliable com⁃missioning process that meet the requirements of ship construction rules，to provide a reference for peers in the in⁃dustry.Key words：watertight integrity；multi-purpose crane vessel；hydraulic sliding watertight doors；electro⁃mechanical and hydraulic integration风电企业在近海大力开发海上风力发电厂，大量安装风力发电机组。

船型推介772019年·第5期·总第182期1 200 t 自航自升式风电多功能安装平台“振江”号DOI :10.19423/ki.31-1561/u.2019.05.077“振江”号是由中国船舶及海洋工程设计研究院（MARIC）为尚和（上海）海洋工程设备有限公司量身定制设计的高端海上风电安装平台。

“振江”号是目前国内首型自主研发设计的自航自升式风电安装平台，采用流线型船体、直立艏柱、方尾船型，同时优化了桩靴与船体的装配设计，有效降低航行阻力；艉部设置双呆木，具备优良的航行稳定性。

其采用全船电力推进方式，由5台1 650 kW 中速柴油发电机组组成全船电站，艉部设置3个1 800 kW 的全回转舵桨装置，艏部设置3个750 kW 的艏侧推装置，用于平台航行和作业时就位，配置DP1动力定位系统和4点锚泊定位系统，具备在5级海况下的定位能力，有效提升风电安装作业率和效率。

配置起重能力为1 200 t@26 m 的绕桩式起重机，最大吊高115 m，是目前国内能力最强的风电安装起重机，满足6 MW 风机的整体安装要求和8 MW 风机的分体安装要求，兼顾大口径单桩的吊装和打桩需求，同时781 200 t自航自升式风电多功能安装平台“振江”号具备500 t 浮吊能力，有效提升了起重机的作业范围。

“振江”号还配置了先进的双动环梁液压插销式升降装置，具备连续升降能力，升降速度达到了25 m/h ；配置了先进的升降控制系统，可以实现自动升降船体；配置了抗横倾系统，可以实现浮吊过程自动调载。

其最大作业水深50 m，甲板作业面积约2 500 m 2。

“振江”号主要尺度和参数如表1所示，其主要功能包括：（1）海上8 MW 风电装置吊装作业和其他水上工程施工的起重、打桩、吊装和运输等作业；（2）海上风电装置的单桩基础、导管架式基础、多桩承台式基础和壁桩框架式基础的施工；（3）甲板上进行风电机组叶轮预装作业；（4）具备自航能力，可以7 kn 航速实现作业区域内调遣；（5）携带3套6 MW 风机或2套8 MW 风机机组部件或基础构件或其他工程相应构件、部件及打桩设备进入作业现场；（6）海上浮吊作业。

海上可移动式风机装备研制过程中的关键技术问题
刘晓雷;徐胜文;汪学锋;孙红军
【期刊名称】《船舶力学》
【年(卷),期】2024(28)3
【摘要】可移动式风机是一种既能利用海上风资源进行发电储能,又具备一定自航能力的海上能源装备。

与固定式海上风机以及系泊式漂浮风机相比,可移动式风机
的有效作业水深更大,可以开发深远海蕴含的大部分风能,同时还可以为远海生产生
活设施进行供电。

本文基于国内外相关最新研究资料,结合作者自身的理解和探索,
从基础选型、概念可行性论证、一体化动力分析技术、作业决策技术、安全性评估、水池模型试验技术、建造及安装技术等多个方面,对研制可移动式风机过程中需要
解决的关键技术问题进行探讨。

【总页数】13页(P465-477)
【作者】刘晓雷;徐胜文;汪学锋;孙红军
【作者单位】上海交通大学海洋工程国家重点实验室;中海油融风能源有限公司【正文语种】中文
【中图分类】TM614
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