复杂海底地质大型风电基础安装关键技术与系列装备
2023-08-02 11:25
我国海岸线长,南北差异大,海底地质复杂,浪高、风大、流急、台风频发,年有效施工时间短,大型风电基础水下施工的难度极大,其已经成为海上风电场建设的“卡脖子”难题。项目完成单位经过十多年的研究,取得如下主要创新性成果:
1.提出了海上风电超大型单桩施工设计方法,突破了大尺寸单桩沉桩过程由于土拱和刚体转动效应易发生倾斜的施工瓶颈,形成了复杂海底岩层的超大型嵌岩单桩成套精准施工工艺。研制国内首座1300t单桩沉桩风机安装一体化安装船、2500kJ/3500kJ/4000kJ系列液压打桩锤、液压双层抱桩架等系列成套装备,解决了大水深复杂海底大直径超重单桩沉桩“打不直”的施工技术难题。
2.提出了关键结构多目标多约束渐进拓扑优化方法,突破了超大型安装平台关键结构减重、变形的设计瓶颈,开发出具有漂移反馈、风力前馈和水流反馈的智能控制系统,实现了平台高度、倾斜角度、升降协调同步的自适应调整,形成了站桩、插桩和拔桩的整套控制成套技术。研制了八边形桩腿平台与桁架桩腿平台,攻克了厚淤泥平台桩腿“拔不动”的设计制造难题。
3.发明了无环梁独立升降滑座结构和交替动作的控制系统、浮动式锁紧销机构和智能变频齿轮齿条式升降系统,突破了大型整体式环梁结构偏载时易产生干涉卡滞的控制瓶颈,形成了平台连续快速升降和长期站立的可靠锁紧、大载荷下的智能变频和偏差耦合电机同步控制的成套技术。研发了系列升降系统装备和大型台架试验机,解决了大水深恶劣环境下平台“站不稳”的协同控制难题。
项目获授权中国发明专利75件,软件著作权10项,形成国家标准3项;获省名优高品认定3项。技术鉴定委员会评价:项目技术难度大、创新性强,整体技术处于国际先进水平,复杂海底成套施工技术达到国际领先水平。项目创新成果在国内外著名海上风电场开展了大规模应用,如,我国单体容量最大的启东H3、纬度最高气候最寒冷的大连庄河、国内首个岩基福建南日岛等海上风电场。直接经济效益216亿,社会效益巨大。中央电视台报道:国内最先进、最大深水作业、最大吊重、抗风抗海流强的风电安装平台,是少数适合在广东海域作业的风电安装平台之一。项目成果解决了水下施工的“卡脖子”难题,显著推动了我国海上风电场建设的技术进步,对实现国家“双碳”目标具有重要意义。
获奖等级:一等奖
完成单位:广东精铟海洋工程股份有限公司、广东工业大学、江苏龙源振华海洋工程有限公司、大连理工大学、中国机械总院集团北京机电研究所有限公司、启东中远海运海洋工程有限公司、南通中远海运船务工程有限公司、中国铁建港航局集团有限公司、中国船舶工业综合技术经济研究院