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DE102008020965A1 - Apparatus and method for the installation and service of underwater power plants - Google Patents

Apparatus and method for the installation and service of underwater power plants Download PDF

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Publication number
DE102008020965A1
DE102008020965A1 DE102008020965A DE102008020965A DE102008020965A1 DE 102008020965 A1 DE102008020965 A1 DE 102008020965A1 DE 102008020965 A DE102008020965 A DE 102008020965A DE 102008020965 A DE102008020965 A DE 102008020965A DE 102008020965 A1 DE102008020965 A1 DE 102008020965A1
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DE
Germany
Prior art keywords
nacelle
carrying device
watercraft
underwater power
mounting components
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102008020965A
Other languages
German (de)
Inventor
Matthias Grassow
Hans Borrmann
Norman Perner
Jochen Dr. Weilepp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
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Priority to PCT/EP2009/002720 priority patent/WO2009129949A2/en
Priority to GB1018583.3A priority patent/GB2471257B/en
Publication of DE102008020965A1 publication Critical patent/DE102008020965A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug für den Service und die Montage eines Unterwasserkraftwerks, umfassend - eine Tragvorrichtung zur Handhabung von Montagekomponenten des Unterwasserkraftwerks, die mittels eines Führungsschienensystems entlang des Decks des Wasserfahrzeugs bewegbar ist, wobei die Montagekomponenten die Maschinengondel und/oder Teile der Maschinengondel umfassen; - das Schienenführungssystem reicht wenigstens bis zu einem Aufnahmebereich eines Kransystems, das dem Heben und Absenken der Montagekomponenten vom und zum Installationsort am Gewässergrund dient.The invention relates to a watercraft for the service and installation of an underwater power plant, comprising - a support device for handling underwater power plant mounting components, which is movable along the deck of the vessel by means of a guide rail system, the mounting components comprising the nacelle and / or parts of the nacelle; - The rail guide system extends at least up to a receiving area of a crane system, which serves to raise and lower the mounting components from and to the installation site on the river bottom.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Montage und den Service von Unterwasserkraftwerken, insbesondere von freistehenden Gezeitenströmungskraftwerken.The The invention relates to an apparatus and a method for the installation and service of underwater power plants, in particular of freestanding tidal current power plants.

Freistehende, ohne Dammstrukturen ausgebildete Wasserkraftmaschinen können zur Ausnutzung von Gewässerströmungen mit geringer Strömungsgeschwindigkeit verwendet werden. Besonders bevorzugt wird deren Einsatz für die Energiegewinnung aus einer Gezeitenströmung. Dabei können, eine bestimmte Baugröße des Unterwasserkraftwerks vorausgesetzt, auch geringe Strömungsgeschwindigkeiten für eine effiziente Energiegewinnung ausgenutzt werden.Detached, Hydrostatic machines designed without dam structures can be used to exploit streams of water with less Flow rate can be used. Especially preferred is their use for energy production from a tidal current. It can, a certain size of the underwater power plant, even low flow velocities be exploited for efficient energy production.

Gemäß einer typischen Ausführungsform umfassen Gezeitenkraftwerke propellerförmig angelegte Wasserturbinen, die an einem Gondelgehäuse umlaufen, innerhalb dem ein von der Wasserturbine wenigstens mittelbar angetriebener elektrischer Generator untergebracht ist. Die Gondel wird an einer Tragstruktur befestigt, diese kann schwimmend oder tauchend ausgebildet sein, wobei für Letzteres insbesondere eine Stützstruktur mit einer Gründung auf dem Gewässergrund bevorzugt wird.According to one In typical embodiment, tidal power plants are propeller-shaped applied water turbines, which rotate on a nacelle housing, within the one at least indirectly driven by the water turbine electric generator is housed. The gondola is attached to a support structure attached, this may be designed to be floating or diving for the latter, in particular, a support structure preferred with a foundation on the riverbed becomes.

Eine Schwierigkeit bei der Installation gattungsgemäßer Unterwasserkraftwerke ist deren Baugröße und Gewicht sowie der Aufstellungsort im Ozean mit oftmals harschen Wetterbedingungen. Für Offshore-Windkraftanlagen, für die eine ähnliche Problematik bezüglich der Installation vorliegt, wurde vorgeschlagen, die Gesamtanlage an Land zusammenzusetzen und in einem Stück zum Installationsort zu transportieren und dort in einem Bereich mit einem entsprechend vorbereiteten Meeresbodenabschnitt abzusetzen. Vielfach werden hierzu Schwerkraftfundamente verwendet, die bereits Teil der vorkomplettierten Anlage sind. Wird dieses Konzept auf Unterwasserkraftwerke übertragen, stellt sich die Schwierigkeit, dass eine solche Energieerzeugungsanlage im Vergleich zur Windkraftanlage deutlich schwieriger zugänglich ist.A Difficulty with the installation of generic Underwater power plants is their size and weight as well as the site in the ocean with often harsh weather conditions. For offshore wind turbines, for a similar one Problem with the installation, it has been proposed to assemble the entire plant ashore and in one piece to transport to the installation site and there in an area settle with a suitably prepared seabed section. In many cases gravitational foundations are used that already Part of the precompleted system. Will this concept on Transfer underwater power plants, the difficulty arises that such a power plant compared to the wind turbine is significantly more difficult to access.

Darüber hinaus werden von Unterwasserkraftwerken vielfach höhere Kräfte und Momente aufgenommen, so dass eine entsprechend belastbare und damit schwerere Auslegung notwendig ist. Aus diesem Grund wurde eine modulare Bauweise von Unterwasserkraftwerken vorgeschlagen. Hierzu wird beispielhaft auf die EP 1366287 B1 verwiesen, aus der hervorgeht, dass zunächst eine auf dem Gewässergrund gründende Stützstruktur unter Wasser errichtet wird und daran in einem anschließenden Installationsschritt eine die Wasserturbine und die Gondel umfassende Funktionseinheit aufgesetzt wird, die im Folgenden als Maschinengondel bezeichnet wird.In addition, many higher forces and moments are absorbed by underwater power plants, so that a correspondingly robust and therefore heavier design is necessary. For this reason, a modular design of underwater power plants has been proposed. This is exemplified in the EP 1366287 B1 Reference is made, which shows that initially a foundation on the bottom of the water support structure is built under water and it is placed in a subsequent installation step, a water turbine and the nacelle comprehensive functional unit, which is hereinafter referred to as a nacelle.

Bei einer entsprechend ausgestalteten Kopplungseinrichtung zwischen der Stützstruktur und der Maschinengondel kann diese zu Servicezwecken an die Wasseroberfläche angehoben werden, so dass ein aufwendiger Einsatz von Servicetauchern nicht notwendig ist. Als weiteres Beispiel für eine solchermaßen modular ausgebildete Anlage wird die GB 2437533 A genannt. Hierfür wird mittels eines Bordkrans eines Montageschiffs die Maschinengondel auf die Stützstruktur am Gewässergrund abgesenkt. Dabei ist ein hoher Materialeinsatz notwendig, der sich aus dem Gewicht der Maschinengondel mit dem darin eingelagerten elektrischen Generator und der Wasserturbine ergibt.In a suitably designed coupling device between the support structure and the machine nacelle, this can be raised to the water surface for service purposes, so that a complex use of service divers is not necessary. As a further example of such a modular system is the GB 2437533 A called. For this purpose, the nacelle is lowered by means of an on-board crane of a mounting ship on the support structure at the river bottom. In this case, a high material usage is necessary, which results from the weight of the machine nacelle with the embedded therein electric generator and the water turbine.

Zur Vereinfachung der Installation wird daher anstatt eines Standardbordkrans ein spezielles Installationssystem bevorzugt. Für das Aufstellen von Offshore-Windkraftanlagen wird diesbezüglich beispielhaft auf die GB 2394498 A verwiesen, aus der eine Barke mit einem Kran in Form eines A-Rahmens mit einer doppelten Klemmvorrichtung bekannt ist. Hierdurch ist es möglich, eine Windkraftanlage in ein konisches Anschlussstück eines tauchenden, bodengründenden Fundaments einzusetzen. Hierzu wird die zunächst liegend transportierte Windkraftanlage mittels des A-Rahmens in die Vertikale gebracht und dann mit der Klemmeinrichtung sukzessiv bis auf das Fundament abgesenkt.To simplify the installation, therefore, a special installation system is preferred rather than a standard on-board crane. For the installation of offshore wind turbines is exemplified in this regard GB 2394498 A reference is made of a barge with a crane in the form of an A-frame with a double clamping device is known. This makes it possible to use a wind turbine in a conical connection piece of a diving, ground-based foundation. For this purpose, the initially lying transported wind turbine is brought by means of the A-frame in the vertical and then lowered by the clamping device successively down to the foundation.

Eine solche Vorrichtung ist allerdings auf Windkraftanlagen abgestimmt und kann nicht ohne Weiteres auf Unterwasserkraftwerke übertragen werden.A However, such device is tuned to wind turbines and can not easily be transferred to underwater power plants become.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, das eine einfache und sichere Installation eines Unterwasserkraftwerks ermöglicht und mit dem zu Servicezwecken einzelne Komponenten, insbesondere die Maschinengondel eines modular aufgebauten Unterwasserkraftwerks, angehoben und gewartet werden kann. Dabei soll der Materialeinsatz und die Dimensionierung des eingesetzten Wasserfahrzeugs möglichst gering sein und insbesondere eine Schwimmbarke zur Installation der Vorrichtung beziehungsweise zur Ausführung des Verfahrens ausreichen.Of the Invention is based on the object, an apparatus and a method indicate that a simple and safe installation of an underwater power plant allows and with the service components, individual components, in particular the nacelle of a modular underwater power plant, can be raised and maintained. Here, the use of materials and the dimensioning of the vessel used as possible be low and especially a swimming bark for installation the device or for carrying out the method suffice.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Dabei werden auf einem Wasserfahrzeug, beispielsweise einer schwimmfähigen Plattform oder einer Barke, wenigstens zwei zusammenwirkende Kran- beziehungsweise Montagevorrichtungen verwendet. Hierbei handelt es sich zum einen um eine Tragvorrichtung zur Handhabung von Montagekomponenten und zum anderen um ein Kransystem, das dem Heben und Absenken der Anlage beziehungsweise einzelner Montagekomponenten vom oder zum Installationsort am Gewässergrund dient.The The object underlying the invention is achieved by the features of the independent claims. there be on a watercraft, for example a buoyant one Platform or a bark, at least two cooperating cranes or assembly devices used. This acts on the one hand, a carrying device for handling assembly components and on the other hand, a crane system that lifts and lowers the Plant or individual assembly components from or to Installation site at the river bottom.

Die Tragvorrichtung zur Handhabung von Montagekomponenten des Unterwasserkraftwerks ist mittels eines Führungsschienensystems entlang des Decks des Wasserfahrzeugs bewegbar, wobei dieses Führungsschienensystem wenigstens bis zum Aufnahmebereich des Kransystems reicht und das Kransystem mit einer Reichweite bis zum Gewässergrund versehen ist.The Carrying device for handling mounting components of the underwater power plant is by means of a guide rail system along the deck of the watercraft, this guide rail system extends at least to the receiving area of the crane system and the Crane system with a range provided to the water body is.

Die Tragvorrichtung kann ein- oder mehrteilig ausgeführt sein und dient dazu, die Maschinengondel als Ganzes entlang des Decks zu bewegen oder deren Montagekomponenten relativ zueinander zu positionieren. Bevorzugt wird hierzu eine Vorrichtung, die neben der Funktion des Anhebens und dem Transport längs des Decks eine Drehung der Montagekomponenten ausführt, so dass die Montagekomponenten für die Montage und Demontage zugänglich werden. Die Drehbewegung kann ferner dazu verwendet werden, sperrige Teile wie die Rotorblätter der Wasserturbine oder einen an der Unterseite der Maschinengondel anschließenden Stutzen, der der Kopplung an die fundamentierte Stützstruktur des Unterwasserkraftwerks dient, noch an Außenbord zu demontieren, so dass die Anforderung an die Hubhöhe zum Transport auf und längs des Decks verringert wird.The Carrying device can be executed one or more parts and serves the nacelle as a whole along the deck to move or to position their mounting components relative to each other. For this purpose, preference is given to a device which, in addition to the function of Lifting and transporting along the deck one turn the mounting components performs so that the mounting components be accessible for assembly and disassembly. The rotational movement can also be used to bulky parts like the rotor blades of the water turbine or one at the Underside of the machine nacelle connecting sockets, the coupling to the fundamental support structure of the underwater power plant serves to disassemble still on outboard, so the requirement to the lifting height for transport on and along the Decks is reduced.

Für eine erste Gestaltungsvariante wird für die Tragvorrichtung wenigstens eine entlang des Führungsschienensystems bewegliche Greifvorrichtung zum seitlichen Fassen einer typischerweise zylindrischen Montagekomponente verwendet. Dieses seitliche Umfassen kann entweder mittels einer Greifvorrichtung oder durch die Herstellung einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung an einem hierfür geeigneten Außenflansch der Montagekomponente ausgeführt werden.For a first design variant is for the support device at least one movable along the guide rail system Gripping device for lateral gripping of a typically cylindrical Mounting component used. This lateral embracing can either by means of a gripping device or by the production of a force and / or positive connection to a for this purpose suitable external flange of the mounting component executed become.

Nach der Aufnahme der Montagekomponente liegt die Greifvorrichtung seitlich zur Montagekomponente, so dass die Montagekomponente im Wesentlichen frei zugänglich ist. Bevorzugt wird ferner eine mit der Greifvorrichtung verbundene Hubeinrichtung, die die Montagekomponente wenigstens so weit anhebt, dass diese für den Transport hinreichend vom Deck des Wasserfahrzeugs frei kommt. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Tragvorrichtung ist diese als Hubsystem ausgestaltet, das die jeweilige Montagekomponente abstützt und mittels einer Drehvorrichtung verdreht.To the pickup of the mounting component is the gripping device laterally to the mounting component, so that the mounting component substantially is freely accessible. Preference is also a with the Gripping device connected lifting device, which is the mounting component at least that far raises that for transport sufficiently clear of the deck of the vessel. According to one alternative embodiment of the support device is this as a lifting system configured, which supports the respective mounting component and rotated by a turning device.

Das Kransystem mit Reichweite bis zum Gewässergrund kann für eine erste Ausgestaltung als A-Rahmen ausgebildet sein. Alternativ umfasst das Kransystem einen an Außenbord angeordneten, vertikal mittels einer Seilführung bis zum Gewässergrund absenkbaren Tragrahmen. Dieser kann für die Installation die Gesamtanlage oder Teilkomponenten am Installationsort am Gewässergrund absetzen. Für einen Service kann ein solcher Tragrahmen unter die installierte Maschinengondel mit der Wasserturbine geführt werden und diese Funktionseinheit in einem ersten Bergungsschritt außenbords zum Wasserfahrzeug an die Wasseroberfläche geholt werden.The Crane system with reach up to the river bottom can for a first embodiment may be formed as an A-frame. alternative the crane system comprises an outboard, vertically by means of a rope guide to the bottom of the river lowerable support frame. This one may be for the installation the entire system or subcomponents at the installation site at the river bottom drop. For a service, such a support frame led under the installed nacelle with the water turbine and this functional unit in a first recovery step outboard to the watercraft to the water surface be brought.

In einem weiteren Bergungsschritt fährt die Tragvorrichtung auf dem Führungsschienensystem bis zu einem Aufnahmepunkt, vorliegend bis zum Bereich des Tragrahmens, dort wird eine Verbindung zur Maschinengondel hergestellt, diese etwas gegenüber dem Tragrahmen angehoben und zur Demontage von einzelnen Montagekomponenten sukzessiv verdreht. Hierbei werden bevorzugt zunächst die Rotorblätter der Wasserturbine sowie der Anschlussstutzen für die Kopplungseinrichtung demontiert oder nach oben beziehungsweise seitlich gestellt. Gefasst von der Tragvorrichtung verbleibt dann eine radial wesentlich kleinerbauende Funktionseinheit, die nachfolgend durch eine Translationsbewegung der Tragvorrichtung längs des Führungsschienensystems an Deck geholt und weiter in einzelne Montagekomponenten zerlegt wird.In a further salvage step moves the support device on the guide rail system up to a pick-up point, present up to the area of the support frame, there is a connection to Machine nacelle made, this something compared to the Support frame raised and for disassembly of individual mounting components gradually twisted. Here are preferred first the Rotor blades of the water turbine and the connecting piece dismantled for the coupling device or upwards or placed laterally. Captured by the carrying device then remains a radially much smaller-scale functional unit, the following by a translational movement of the support device taken along the guide rail system on deck and further disassembled into individual assembly components.

Hierzu kann eine zweite Tragvorrichtung verwendet werden, die eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zum zweiten Ende der Funktionseinheit herstellt. Denkbar ist auch, dass wenigstens zwei auf demselben Führungsschienensystem installierte Tragvorrichtungen jeweils Montagekomponenten greifen und diese sodann gegeneinander positioniert werden. Ein entsprechendes Vorgehen kann zur Demontage ausgeführt werden. Dabei wird eine Ausbildung der Tragvorrichtung bevorzugt, die sowohl eine Bewegung der gesamten Tragvorrichtung entlang des Führungsschienensystems erlaubt, als auch ein XYZ-Verstellmechanismus zur Feinpositionierung der von der Tragvorrichtung aufgenommenen Montagekomponente umfasst.For this a second support device may be used which has a force and / or positive connection to the second end of Functional unit manufactures. It is also conceivable that at least two on the same guide rail system installed support devices each mounting components grab and then against each other be positioned. A corresponding procedure can be used for disassembly be executed. In this case, an embodiment of the support device preferred, which is both a movement of the entire support device along the guide rail system, as well as an XYZ adjustment mechanism for fine positioning of the recorded by the support device Mounting component includes.

Für eine weitere, bevorzugte Ausgestaltung der Tragvorrichtung ist diese als Hubsystem ausgebildet, die die jeweilige Montagekomponente tragend abstützt, wobei zusätzlich ein Mechanismus zur Rotation der Montagekomponente auf dem Hubsystem verwendet werden kann. Dabei wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung das Führungsschienensystem der Tragvorrichtung auf dem Tragrahmen des Kransystems mit Reichweite bis zum Gewässergrund fortgesetzt. Hierdurch ist es möglich, die Tragvorrichtung vom Deck des Wasserfahrzeugs auf den Tragrahmen des Kransystems überzusetzen oder eine Tragvorrichtung zu verwenden, die Bestandteil des Tragrahmens ist und die zum Absetzen der Maschinengondel oder von Montagekomponenten derselben auf dem Deck des Wasserfahrzeugs dient.For Another, preferred embodiment of the support device is this designed as a lifting system that supports the respective mounting component, in addition, a mechanism for rotating the mounting component can be used on the lifting system. It is according to an advantageous Embodiment, the guide rail system of the support device on the support frame of the crane system with reach to the bottom of the water continued. This makes it possible, the support device from the deck of the vessel to the support frame of the crane system or to use a carrying device which is part of the supporting frame is and for settling the nacelle or mounting components the same serves on the deck of the vessel.

Dabei kann die voranstehend beschriebene Erstdemontage einer zu Servicezwecken über den Wasserspiegel angehobenen und außenbords zum Wasserfahrzeug liegenden Maschinengondel einschließlich der Wasserturbine ausgeführt werden. Hierzu wird die Tragvorrichtung zunächst entlang des Führungsschienensystems vom Wasserfahrzeug zum Tragrahmen des Kransystems übergesetzt und fährt dabei unter die auf dem Tragrahmen aufliegende Maschinengondel, sodann erfolgt die Kraftaufnahme durch die Tragvorrichtung, wodurch diese als Hubsystem zur Aufnahme der Maschinengondel wirkt. Diese wird bevorzugt nach dem Anheben gedreht, um abstehende Baukomponenten, insbesondere die Turbinenblätter und den Stutzen für die Ankopplung an die Tragstruktur, zu demontieren. Alternativ wird der Stutzen durch ein Drehen der Maschinengondel auf die Seite oder nach oben weisend verlagert. Daraufhin wird das Hubsystem entlang des Führungsschienensystems an Deck zurückgeführt, um dort für die verbleibenden Baukomponenten der Maschinengondel die Demontage beziehungsweise den Service an Bord des Wasserfahrzeugs auszuführen.In this case, the above-described Erstdemontage a raised for service purposes on the water level and outboard for Watercraft lying machine nacelle are running including the water turbine. For this purpose, the support device is initially placed along the guide rail system from the vessel to the support frame of the crane system and moves under the resting on the support frame nacelle, then the power is absorbed by the support device, which acts as a lifting system for receiving the nacelle. This is preferably rotated after lifting to disassemble projecting structural components, in particular the turbine blades and the connecting piece to the support structure. Alternatively, the nozzle is shifted by turning the nacelle to the side or upwards. Then, the lifting system along the guide rail system is returned to the deck to perform there for the remaining components of the construction of the nacelle disassembly or service on board the vessel.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit Figurenzeichnungen genauer erläutert. In diesen ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:following the invention is based on embodiments in Connection with figure drawings explained in more detail. In These are shown in detail as follows:

1 zeigt schematisch vereinfacht ein modulares Unterwasserkraftwerk und eine erfindungsgemäß gestaltete Vorrichtung für dessen Service und Montage. 1 shows schematically simplified a modular underwater power plant and an inventively designed device for its service and installation.

2 zeigt eine Ausgestaltungsvariante der Erfindung mit einem Tragrahmen für das bis zum Gewässergrund reichende Kransystem und einer Tragvorrichtung, die entlang von Führungsschienen an Deck des Wasserfahrzeugs geführt wird und mit einer Vorrichtung zum seitlichen Greifen ausgestattet ist. 2 shows an embodiment variant of the invention with a support frame for reaching down to the watercourse crane system and a support device, which is guided along guide rails on the deck of the vessel and is equipped with a device for lateral gripping.

3 zeigt die Vorrichtung aus 2 beim Aufnehmen der Maschinengondel des Unterwasserkraftwerks durch die Tragvorrichtung am Führungsschienensystem. 3 shows the device 2 when picking up the nacelle of the underwater power plant by the support device on the guide rail system.

4 zeigt eine Weitergestaltung der Erfindung mit einer Tragvorrichtung in Form eines Hubsystems, das durch eine Verlängerung des Führungsschienensystems auf dem Tragrahmen des Kransystems übergesetzt werden kann. 4 shows a further embodiment of the invention with a support device in the form of a lifting system, which can be translated by an extension of the guide rail system on the support frame of the crane system.

5 zeigt die Ausführungsform gemäß 4 beim Übersetzen der teildemontierten Maschinengondel auf das Deck des Wasserfahrzeugs. 5 shows the embodiment according to 4 when translating the partially dismounted nacelle to the deck of the vessel.

1 zeigt schematisch vereinfacht ein Unterwasserkraftwerk 1 in modularer Bauweise, umfassend eine sich gegen den Gewässergrund 3 abstützende Tragstruktur 2 und eine Maschinengondel 4. Dabei umfasst die Maschinengondel 4 eine am Gondelgehäuse umlaufende Wasserturbine 5 und einen Stutzen 6, der zur Ankopplung an die Tragstruktur 2 dient und dort in eine mit Führungsflächen ausgestattete Aufnahme 7 eingeführt wird. Dabei kann das Unterwasserkraftwerk 1 bei der Installation als Gesamteinheit versenkt werden. Allerdings bietet sich aufgrund des modularen Aufbaus ein mehrschrittiges Installationsverfahren an, bei dem zunächst die Tragstruktur 2 auf dem Gewässergrund 3 verankert wird und in einem nachfolgenden Schritt die Maschinengondel 4 an die Tragstruktur angekoppelt wird. Ferner ist insbesondere zum Ausführen eines Services die Modularität des Unterwasserkraftwerks 1 von Vorteil, da lediglich die Maschinengondel 4 für die Wartung anzuheben ist. 1 shows schematically simplified an underwater power plant 1 in a modular design, comprising one against the bottom of the water 3 supporting support structure 2 and a machine nacelle 4 , This includes the nacelle 4 a water turbine circulating on the nacelle housing 5 and a neck 6 , which is for coupling to the support structure 2 serves and there in a equipped with guide surfaces recording 7 is introduced. This can be the underwater power plant 1 be sunk during installation as a whole unit. However, owing to the modular design, a multi-step installation method is offered, in which first the supporting structure 2 on the riverbed 3 is anchored and in a subsequent step, the nacelle 4 is coupled to the support structure. Furthermore, in particular for executing a service, the modularity of the underwater power plant 1 advantageous because only the nacelle 4 for maintenance is to lift.

Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Vorrichtung beziehungsweise das erfindungsgemäße Verfahren anhand des Anhebens der Maschinengondel und deren Demontage zur Ausführung eines Services beschrieben. Entsprechend erfolgt der Verfahrensablauf für die anschließende Montage beziehungsweise alternativ für die Erstinstallation.following the device according to the invention or the method according to the invention by means of lifting the nacelle and its disassembly for execution of a service. Accordingly, the procedure is carried out for the subsequent assembly respectively alternatively for the first installation.

Zunächst wird mittels eines Kransystems die Wasserturbine 6 bis über die Wasserlinie gebracht, wobei in der Darstellung von 1 als Kransystem ein A-Rahmen am Heck einer Barke 8 verwendet wird. Das Kransystem 9 übergibt die Maschinengondel 4 an eine Tragvorrichtung 10. Vorliegend besteht diese aus zwei Tragvorrichtungen 10.1, 10.2, die auf einem gemeinsamen Führungsschienensystem 11 entlang des Decks der Barke 8 verfahren werden können. In der skizzierten Darstellung von 1 umfassen die Tragvorrichtungen 10.1 und 10.2 jeweils Greifvorrichtungen 12.1, 12.2, mit denen Montagekomponenten 13.1, 13.2 in einer teildemontierten Maschinengondel entlang des Führungsschienensystems 11 gegeneinander verfahren und positioniert werden können. Des Weiteren können die Tragvorrichtungen 10.1 und 10.2 im Einzelnen nicht in den Figurendarstellungen gezeigte Feinjustagevorrichtungen und Hubeinrichtungen zur Ausführung räumlicher Relativbewegungen umfassen.First, by means of a crane system, the water turbine 6 brought over the waterline, where in the representation of 1 as crane system an A-frame at the stern of a bark 8th is used. The crane system 9 hands over the machine nacelle 4 to a carrying device 10 , In the present case, this consists of two support devices 10.1 . 10.2 on a common guide rail system 11 along the deck of the bark 8th can be moved. In the sketched representation of 1 include the carrying devices 10.1 and 10.2 each gripping devices 12.1 . 12.2 with which mounting components 13.1 . 13.2 in a partially dismantled machine nacelle along the guide rail system 11 can be moved against each other and positioned. Furthermore, the carrying devices 10.1 and 10.2 in detail not shown in the figure representations Feinjustagevorrichtungen and lifting devices for performing spatial relative movements include.

2 zeigt eine Ausgestaltungsalternative, für die anstatt des A-Rahmen-Krans eine vereinfachte außenbordseitige Hebevorrichtung als Kransystem 9 vorgesehen ist. Diese umfasst einen Tragrahmen 15, der mittels eines Seilzugsystems 14 zum Installationsort des Unterwasserkraftwerks 1 abgelassen werden kann. Hierzu läuft die Seilführung über Ausleger 16, die vorliegend paarweise vorliegen und über die Bordwand der Barke 8 hinausragen, um ein vertikales Absenken des Tragrahmens 15 zu ermöglichen. Dabei ist die Anbringungshöhe der Ausleger 16, die im Wesentlichen waagrecht verlaufen, vorzugsweise so ausgelegt, dass der Tragrahmen 15 mit der darauf aufliegenden Maschinengondel 4 zur Ausführung erster Demontageschritte hinreichend weit über die Wasseroberfläche angehoben werden kann. 2 shows a design alternative, for instead of the A-frame crane a simplified outboard lifting device as a crane system 9 is provided. This includes a support frame 15 that by means of a cable system 14 to the installation site of the underwater power plant 1 can be drained. For this purpose, the cable guide runs over boom 16 , which are present in pairs and over the side wall of the bark 8th protrude to a vertical lowering of the support frame 15 to enable. In this case, the mounting height of the boom 16 that run substantially horizontally, preferably designed so that the support frame 15 with the machine nacelle resting thereon 4 to carry out the first disassembly steps sufficiently far can be lifted over the water surface.

Nachdem dieser erste Bergungsschritt erfolgt ist, wird die Demontage der raumgreifenden Komponente der Maschinengondel 4 ausgeführt. Hierzu kann ein weiteres Kransystem, beispielsweise ein Mobilkran auf der Barke 8, das im Einzelnen nicht dargestellt ist, die Demontage unterstützen. Ferner wird die erfindungsgemäß vorgesehene Tragvorrichtung 10 entlang des Führungsschienensystems 11 bis an den Rand des Tragrahmens 15 verfahren, so dass die Greifvorrichtung 12 auf der Tragvorrichtung 10 die Maschinengondel 4 greifen und dadurch zur weiteren Demontage bewegen kann. Für die dargestellte Ausgestaltung wird hierzu eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen der Greifvorrichtung 12 und einem Flansch 17 an der Maschinengondel hergestellt.After this first recovery step has taken place, the disassembly of the expansive component of the nacelle is 4 executed. For this purpose, another crane system, such as a mobile crane on the barge 8th , which is not shown in detail, support the dismantling. Furthermore, the inventively provided support device 10 along the guide rail system 11 to the edge of the support frame 15 move so that the gripping device 12 on the carrying device 10 the machine nacelle 4 grab and thereby move to further disassembly. For the illustrated embodiment, this is a positive and / or non-positive connection between the gripping device 12 and a flange 17 made on the machine nacelle.

Nachdem die Tragvorrichtung 10 und die Maschinengondel 4 miteinander in Wirkverbindung getreten sind, kann die Maschinengondel 4 aus dem Tragrahmen 15 herausgehoben und vorzugsweise verdreht werden. Dabei dient das Verdrehen insbesondere zum Anstellen des Stutzens 6 der Maschinengondel 4, so dass dieser seitlich oder nach oben zeigt, um in einem nachfolgenden Verfahrensschritt die Maschinengondel 4 über die Bordkante der Barke 8 zu bringen und entlang des Führungsschienensystems 11 verfahren zu können. Der Schritt des Übersetzens vom Tragrahmen 15 auf die Barke 8 ist in 3 schematisch vereinfacht dargestellt. Sodann erfolgt die weitere Demontage beziehungsweise die Ausführung von Servicearbeiten an den verbleibenden Baukomponenten der Maschinengondel 4.After the carrying device 10 and the machine nacelle 4 engaged with each other, the nacelle can 4 from the support frame 15 be lifted out and preferably twisted. The twisting is used in particular for hiring the nozzle 6 the machine nacelle 4 so that it points laterally or upwards to the machine nacelle in a subsequent method step 4 over the curb of the bark 8th and along the guide rail system 11 to be able to proceed. The step of translating from the supporting frame 15 on the bark 8th is in 3 shown schematically simplified. Then, the further disassembly or the execution of service work on the remaining components of the machine nacelle 4 ,

4 zeigt eine Weitergestaltung der in den 2 und 3 skizzierten Ausführungsform. Dabei ist die verwendete Tragvorrichtung 10 als Hubsystem ausgebildet und dient dem Anheben der Maschinengondel 4 und deren Bewegung längs des Decks der Barke 8. Für die dargestellte Ausgestaltung ist hierzu das Führungsschienensystem 11 entlang des Tragrahmens 15 des Kransystems 9 verlängert. Durch diese Maßnahme ist es möglich, das Hubsystem unter die im Tragrahmen 15 ruhende Maschinengondel 4 zu fahren. Sodann wird mittels einer Hebevorrichtung die Maschinengondel 4 aus dem Tragrahmen 15 herausgehoben und bevorzugt gedreht, um die Demontage sperriger Montagekomponenten der Maschinengondel 4 ausführen zu können. Denkbar ist insbesondere eine Drehung zur Demontage der Propeller der Wasserturbine 6, wobei hierzu bevorzugt die Maschinenwelle fixiert wird. Des Weiteren kann durch die Drehung der Maschinengondel der Stutzen 6 über die Linie der Bordwand der Barke 8 gebracht werden, so dass das in 5 dargestellte Übersetzen der als Hubsystem ausgebildeten Tragvorrichtung 10 mit der Maschinengondel 4 auf das Deck der Barke 8 und die weitere Bewegung entlang des Führungsschienensystems 11 ermöglicht wird. 4 shows an evolution of the in the 2 and 3 sketched embodiment. Here is the carrying device used 10 designed as a lifting system and serves to lift the nacelle 4 and their movement along the deck of the bark 8th , For the illustrated embodiment, this is the guide rail system 11 along the support frame 15 of the crane system 9 extended. By this measure, it is possible, the lifting system under the support frame 15 stationary machine nacelle 4 to drive. Then, by means of a lifting device, the nacelle 4 from the support frame 15 lifted and preferably turned to disassembly bulky mounting components of the nacelle 4 to be able to execute. It is conceivable in particular a rotation for disassembly of the propeller of the water turbine 6 , for which purpose the machine shaft is preferably fixed. Furthermore, by the rotation of the nacelle of the nacelle 6 over the line of the boat's bark 8th be brought so that in 5 illustrated translation of the lifting system designed as a support device 10 with the machine nacelle 4 on the deck of the bark 8th and the further movement along the guide rail system 11 is possible.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt eine effiziente Vorortdemontage und Montage einer Maschinengondel auf einem vergleichsweise einfachen Wasserfahrzeug mit einem Kransystem geringer Hubhöhe.The Device according to the invention allows an efficient Suburb dismantling and installation of a nacelle on a comparatively simple watercraft with a crane system of low lifting height.

11
UnterwasserkraftwerkUnderwater power plant
22
Tragstruktursupporting structure
33
Gewässergrundbody of water
44
Maschinengondelnacelle
55
Wasserturbinewater turbine
66
StutzenSupport
77
Aufnahmeadmission
88th
Barkebarque
99
Kransystemcrane system
10, 10.1, 10.210 10.1, 10.2
Tragvorrichtungcarrying device
1111
FührungsschienensystemGuide rail system
12, 12.1, 12.212 12.1, 12.2
Greifvorrichtunggripping device
13, 13.1, 13.213 13.1, 13.2
Montagekomponentenmounting components
1414
Seilzugsystemcable system
1515
Tragrahmensupporting frame
1616
Auslegerboom
1717
Flanschflange

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (12)

Wasserfahrzeug für den Service und die Montage eines Unterwasserkraftwerks (1), umfassend 1.1 eine Tragvorrichtung (10, 10.1, 10.2) zur Handhabung von Montagekomponenten (13, 13.1, 13.2) des Unterwasserkraftwerks (1), die mittels eines Führungsschienensystems (11) entlang des Decks des Wasserfahrzeugs bewegbar ist, wobei die Montagekomponenten (13, 13.1, 13.2) die Maschinengondel (4) und/oder Teile der Maschinengondel (4) umfassen; 1.2 das Schienenführungssystem (11) reicht wenigstens bis zu einem Aufnahmebereich eines Kransystems (9), das dem Heben und Absenken der Montagekomponenten (13, 13.1, 13.2) vom und zum Installationsort am Gewässergrund (3) dient.Watercraft for the service and installation of an underwater power plant ( 1 ), comprising 1.1 a carrying device ( 10 . 10.1 . 10.2 ) for handling assembly components ( 13 . 13.1 . 13.2 ) of the underwater power plant ( 1 ) by means of a guide rail system ( 11 ) is movable along the deck of the watercraft, the mounting components ( 13 . 13.1 . 13.2 ) the nacelle ( 4 ) and / or parts of the nacelle ( 4 ); 1.2 the rail guidance system ( 11 ) extends at least up to a receiving area of a crane system ( 9 ), the lifting and lowering of the mounting components ( 13 . 13.1 . 13.2 ) from and to the installation site at the river bottom ( 3 ) serves. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragvorrichtung (10, 10.1, 10.2) eine Greifvorrichtung (12, 12.1, 12.2) zum seitlichen Fassen der Montagekomponente (13, 13.1, 13.2) umfasst.Watercraft according to claim 1, characterized in that the carrying device ( 10 . 10.1 . 10.2 ) a gripping device ( 12 . 12.1 . 12.2 ) for laterally grasping the mounting component ( 13 . 13.1 . 13.2 ). Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragvorrichtung (10, 10.1, 10.2) als Hubsystem ausgebildet ist.Vessel according to one of claims 1 or 2, characterized in that the carrying device ( 10 . 10.1 . 10.2 ) is designed as a lifting system. Wasserfahrzeug nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragvorrichtung (10, 10.1, 10.2) eine Dreheinrichtung zum Drehen der Montagekomponenten (13, 13.1, 13.2) umfasst.Vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the carrying device ( 10 . 10.1 . 10.2 ) a rotating device for rotating the mounting components ( 13 . 13.1 . 13.2 ). Wasserfahrzeug nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kransystem (9) einen an Außenbord angeordneten, vertikal bewegbaren Tragrahmen (15) umfasst.Vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the crane system ( 9 ) arranged on an outboard, vertically movable support frame ( 15 ). Wasserfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Führungsschienensystems (11) auf dem Tragrahmen ausgebildet ist, so dass die Tragvorrichtung (10, 10.1, 10.2) vom Deck des Wasserfahrzeugs auf den Tragrahmen (5) überführt werden kann und/oder die Tragvorrichtung (10, 10.1, 10.2) Bestandteil des Tragrahmens (5) ist.Vessel according to claim 5, characterized in that a part of the guide rail system ( 11 ) is formed on the support frame, so that the support device ( 10 . 10.1 . 10.2 ) from the deck of the vessel to the support frame ( 5 ) and / or the carrying device ( 10 . 10.1 . 10.2 ) Part of the supporting frame ( 5 ). Wasserfahrzeug nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kransystem (9) als A-Rahmen ausgeführt ist.Vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the crane system ( 9 ) is executed as an A-frame. Wasserfahrzeug nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Kransystem, insbesondere ein Mobilkran, vorgesehen ist.Vessel according to one of the preceding claims, characterized in that another crane system, in particular a mobile crane is provided. Verfahren zur Ausführung einer Servicemaßnahme eines Unterwasserkraftwerks (1) umfassend die Verfahrensschritte: 9.1 Anheben der Maschinengondel (4) über die Wasseroberfläche mittels eines Kransystems; 9.2 Herstellen einer Wirkverbindung zwischen einer Tragvorrichtung (10, 10.1, 10.2) und der Maschinengondel (4), die in einem auf dem Deck des Wasserfahrzeugs angelegten Führungsschienensystem bewegbar ist.Method of carrying out a service operation of an underwater power plant ( 1 ) comprising the method steps: 9.1 lifting the nacelle ( 4 ) over the water surface by means of a crane system; 9.2 establishing an operative connection between a carrying device ( 10 . 10.1 . 10.2 ) and the nacelle ( 4 ) which is movable in a guide rail system applied to the deck of the watercraft. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Tragvorrichtung die Maschinengondel (4) und/oder Montagekomponenten (13, 13.1, 13.2) der Maschinengondel (4) gedreht werden.Method according to claim 9, characterized in that by means of the carrying device the machine nacelle ( 4 ) and / or mounting components ( 13 . 13.1 . 13.2 ) of the nacelle ( 4 ) to be turned around. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinengondel (4) einen Stutzen (6) zur Kopplung der Maschinengondel (4) an einer Tragstruktur (2) umfasst und nach der Übergabe der Maschinengondel (4) an die Tragvorrichtung (10, 10.1, 10.2) der Stutzen aus der nach vertikal unten zeigenden Stellung so weit herausgedreht wird, dass die Maschinengondel (4) mittels der Tragvorrichtung (10, 10.1, 10.2) an Bord des Wasserfahrzeugs gebracht werden kann.Method according to claim 10, characterized in that the machine nacelle ( 4 ) a nozzle ( 6 ) for coupling the nacelle ( 4 ) on a supporting structure ( 2 ) and after the transfer of the nacelle ( 4 ) to the carrying device ( 10 . 10.1 . 10.2 ) the connection piece is turned out of the position pointing vertically downwards so far that the machine nacelle ( 4 ) by means of the carrying device ( 10 . 10.1 . 10.2 ) can be brought aboard the watercraft. Verfahren nach einem der Ansprüche 9–11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Tragvorrichtungen (10.1, 10.2) vorgesehen sind, die Montagekomponenten (13, 13.1, 13.2) der Maschinengondel (4) relativ zueinander positionieren.Method according to one of claims 9-11, characterized in that at least two supporting devices ( 10.1 . 10.2 ), the mounting components ( 13 . 13.1 . 13.2 ) of the nacelle ( 4 ) position relative to each other.
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