“海峰1001”“海峰1002”由中交海峰风电投建,上海振华重工自主研发设计、建造,深入联合产业链互补互动优势,产出专利和论文超20项。两平台可满足深远海、大容量、一体化施工作业要求,在国内海上风电施工同类型的已运营船舶装备中,实现了综合性能“之最”。时任振华设计研究总院总工程师、海工院院长黄曌宇表示,“新一代风电安装平台可为未来海上风电设备、基础施工提供更优的一体化解决方案。”
作为第四代海上风电安装平台,2500吨和1800吨平台在总体设计方案上充分回应行业发展趋势。“通过对我国沿海风场开发规模化的发展需求和风电场水文、地质条件的分析,赋予平台深远海运输和安装20兆瓦风机的能力,适应未来70米水深海域施工。”谈起总体研发设计思路,项目副总设计师、海工院总体所所长晁世方说。
为支撑这一新方案,“海峰1001”的甲板可变载荷达6500吨,甲板面积达4500平米,可同时运载2套15兆瓦风机机组设备,进行无限航区航行,满足B级冰区航行,适用智能船舶规范和绿色船舶规范。“与前几代风电安装方案不同的是,新一代安装船可以自己‘带货’,船体直接携带风电组件自主航行到无人的深远海区域,自主完成一套作业流程,为用户省去了额外船舶往返岸边的成本。”平台详细设计技术经理张家齐形象地分析。两平台还拥有多项关键核心技术与创新点,包括成功研发应用了桁架式桩腿和桩靴协同设计关键技术,超大回转轴承及高效作业新一代绕桩式起重机,以及高承载升降系统和齿条关键技术等。
为适应部分较软地质的深水作业,“海峰1002”桩腿总长达130米,是国内目前同级别桩腿最长的已运营风电安装平台。“为覆盖更多深远海风电场的应用场景,我们对两条平台采用差异化设计理念,2500吨平台兼顾打桩,而1800吨主攻吊装,以此提高双船协同作业效率。” 晁世方介绍道。项目团队还以绿色低碳的轻量化设计理念,为“大长腿”创新量身定制了桁架式桩腿和桩靴协同差异化设计方案,采用对角压桩,攻克强度、疲劳计算分析等技术难点,提高了风电安装平台的地质适应性和稳定性。
起重机是海上风电安装平台的核心配套装备,“海峰1001”起重机攻克了“卡脖子”技术,拥有2500吨的大吊重能力,还搭载了超高度起升吊装系统。吊重试验实测数据显示,其主钩满载起升速度3米/分,与第三代风电安装平台相比,速度提升近一倍,可大幅提升吊装效率。
升降系统是实现海上风电安装平台上下移动的“关键”装备。“海峰1001”创新布置了6层桁架式桩腿升降系统,通过采用均载受力分析和控制方法,提升平台升降作业的可靠性和齿轮齿条耐磨性。“我们曾通过近10个小时的准备工作,在海上做了一个9个小时的升降试验,全程关注数据的每一丝变化。”张家齐回忆道,“试验结果显示运行平稳顺畅,综合性能表现优异,满足施工作业要求。”