新型海上筒型基础风电一步式整体运输安装船及施工技术研发与应用

主要完成单位：南通欣通船舶与海洋工程设计有限公司、江苏道达

        风电设备科技有限公司、交通运输部水运 科学研究所

1、项目基本情况

该项目针对新型海上筒型基础风电运输和安装需求，提出了“筒型基础风电一步式安装技术”，开展了一步式海上风机的整体运输与快速安装作业方式、船型设计和建造工艺的研究，成功研制了拥有完全自主知识产权的世界首艘（座）一步式海上风电运输安装船，显著推进了海上风机安装船高端装备制造技术水平的进步。

该项目从2008年起研发和设计，2017年底完成船舶建造和入级，至今已在江苏大丰、响水和如东等海上风电场推广应用，共安装风机71台。共获得国内发明专利28项，国际发明专利8项，软件著作权1项。

2、技术难点和特点

该项目针对海上风电运输和安装精度的瓶颈问题，通过对风机整体运输稳定性、风电安装船建造技术、风机安装工艺的大量研究工作，在“H”型海上风电运输安装船、复合筒型基础、制造技术与工艺、自适应平衡监测与控制系统等方面获得了创新性成果。提出了“一步式风机安装技术”，突破了作业、拖航和安装的一步式精确到位的三大技术难题，掌握了一步式海上风电运输安装船的自主研发设计和建造能力。与国外同类海上风电安装工艺相比，完成同等规模的风电场建设科节约成本30%，节省建设时间60%，且大大降低海上作业风险。

3、主要成果和创新点

(1) 研发了能够搭载两台新型筒型基础风机的“H”型整体风机运输安装船。首尾分别开有适应筒型基础的“U”槽位，对筒型基础进行三向约束；甲板上设置桁架结构，对风机进行高位固定。科学划分船舶舱室，提升船舶完整稳性和破舱稳性能力，解决了筒型基础风机整体运输船舶稳定性的技术难题，保障了大型双风机的运输安全。

(2) 针对风机整体运输的航程特点，提出了适宜的吃水区间以及匹配的风机基座内部气压和液封高度，解决了“筒型基础-塔筒-风机-安装船”复杂多体系统在风浪流多体作用下的安全性难以控制的问题，保障了风机浮游状态稳定性。

(3) 研发了筒型基础不同直径的限位桩结构，提出了限位桩辅助筒型基础一步式下沉安装的工艺方法；创新了基于PID控制算法实现多个腔室气压的协同控制、精准调控和自适应筒型基础负压下沉调平技术，大幅提升了风机安装垂直精度。

4、成果应用

该项目制造的世界首艘一步式海上风电运输安装船“DDOW001”，已在江苏大丰、响水和如东等海上风电场应用；至今已安装风机71台。安装完成的风机，经过严格的质量跟踪，基础位移（沉降）、法兰垂直度和倾角等关键参数均满足验收标准。

5、经济和社会效益

该项目已列入交通强国试点任务，主要包括海上风电运输、安装形成可复制、可推广的先进经验和典型成果。近三年经江苏道达风电设备科技有限公司等应用，已形成新型的海上风电施工工艺，获得直接经济效益56亿元，新增利税19亿元，经济和社会效益显著。