ES2980133T3

ES2980133T3 - Grúa y procedimiento para levantar una torre

Info

Publication number: ES2980133T3
Application number: ES19383047T
Authority: ES
Inventors: Mora Daniel Gomez
Original assignee: General Electric Renovables Espana SL
Current assignee: General Electric Renovables Espana SL
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2024-09-30
Anticipated expiration: 2039-11-26
Also published as: EP3828121B1; CN112938789B; DK3828121T3; EP3828121A1; US20210155460A1; CN112938789A; US11795038B2

Abstract

Una grúa (200) para erigir una torre que incluye una pluralidad de segmentos de torre (171, 72, 173, 174, 175), comprendiendo la grúa (200): un mástil telescópico (210), y un brazo (230) montado de forma giratoria con respecto al mástil telescópico (210) y que comprende un equipo de elevación (240). El mástil telescópico (210) comprende un segmento de mástil inferior (211) que tiene uno o más conjuntos de abrazaderas inferiores (202, 204) para agarrar selectivamente porciones de la torre y un conjunto de rodillos (300) para rodar a lo largo de la torre, y que comprende uno o más segmentos de mástil adicionales (212, 213, 214, 215, 216) que tienen un conjunto de abrazaderas superior (206) para agarrar selectivamente porciones de la torre, siendo los segmentos de mástil adicionales (212, 213, 214, 215, 216) deslizables con respecto al segmento de mástil inferior (211). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Grúa y procedimiento para levantar una torre

[0001]La presente divulgación se refiere a grúas para levantar una torre que incluye una pluralidad de segmentos de torre. Y, en particular, la presente divulgación se refiere a grúas para levantar una torre de turbina eólica. La presente divulgación se refiere además a procedimientos para ascender con grúas a una torre y a procedimientos para levantar una torre de turbina eólica.

Antecedentes

[0002]Las turbinas eólicas modernas se usan comúnmente para suministrar electricidad a la red eléctrica. Las turbinas eólicas de esta clase comprenden, en general, una torre y un rotor dispuesto en la torre. El rotor, que típicamente comprende un buje y una pluralidad de palas, se pone en rotación bajo la influencia del viento sobre las palas. Dicha rotación genera un par de torsión que se transmite normalmente a través de un eje de rotor a un generador, directamente o bien a través del uso de una multiplicadora. De esta manera, el generador produce electricidad que se puede suministrar a la red eléctrica.

[0003]Una manera conocida de montar una turbina eólica incluye las etapas de transportar los diferentes elementos al lugar de la turbina eólica. Una torre de turbina eólica típicamente puede comprender una pluralidad de segmentos de torre que estén montados o apilados uno encima del otro. Los segmentos de torre se pueden unir entre sí en bridas de torre.

[0004]Se puede usar una grúa grande para elevar los segmentos de torre posteriores y apilarlos uno encima del otro. Después de ensamblar los segmentos de torre, la góndola de turbina eólica se puede alzar con la misma grúa grande y se puede montar en la parte superior de la torre. A continuación, el buje de rotor de turbina eólica se puede alzar con la grúa y montar en un eje de rotor y/o en la góndola.

[0005]Adicionalmente, se montan una o más palas en el buje de rotor de turbina eólica. El buje de rotor comprende, en general, una pluralidad de bridas de montaje anulares con aberturas. La pala puede comprender una pluralidad de elementos de retención, tales como pernos, o pasadores o espárragos en su raíz de pala. Durante la instalación, estos elementos de retención se deben encajar en las aberturas de las bridas de montaje.

[0006]También se conoce elevar un conjunto de rotor completo, es decir, el buje con la pluralidad de palas, y montarlo, por ejemplo, en la góndola. Pero para montar un conjunto de rotor completo, se requiere una gran área de superficie, que típicamente no está disponible, por ejemplo, en el caso de turbinas eólicas en alta mar.

[0007]Se conoce además montar un conjunto de rotor incompleto en la góndola, por ejemplo, el buje con dos palas, y posteriormente montar la pala restante. En estos casos, el rotor con las dos palas se monta normalmente con las dos palas apuntando hacia arriba, es decir, una configuración de "orejas de conejo". Por tanto, no se necesita rotar el rotor de turbina eólica, ya que la tercera pala se podría montar verticalmente desde abajo. Sin embargo, para poder realizar estas operaciones, la velocidad del viento predominante tiene que estar por debajo de un valor predeterminado durante un periodo de tiempo prolongado. El periodo de tiempo depende de la duración esperada de la etapa de instalación y un factor de seguridad que se vaya a tener en cuenta.

[0008]También se conoce montar cada una de la pluralidad de palas en una orientación sustancialmente horizontal o en una orientación sustancialmente vertical. Esto significa que las etapas de instalación individuales pueden requerir menos tiempo y/o se pueden realizar con vientos más altos, incrementando, por tanto, las ventanas de tiempo disponibles para la instalación.

[0009]Típicamente, para instalar una pala en el buje de turbina eólica, la grúa grande usada previamente para instalar, por ejemplo, la torre, la góndola y el buje de rotor, se pueden operar para subir la pala con respecto al buje de rotor. Desafortunadamente, es costoso operar dichas grúas grandes. De hecho, los costes del empleo de dichas grúas grandes representan actualmente una porción significativa de los costes globales asociados con las instalaciones de turbinas eólicas. Para aplicaciones en alta mar, se requieren embarcaciones especiales que lleven grúas grandes.

[0010]Existe una clara tendencia en el campo a incrementar el tamaño de las turbinas eólicas. Las torres de turbina eólica se construyen cada vez más altas y las palas son cada vez más largas. Por ejemplo, los diseños de torres actuales son de más de 80 m, 100 m o incluso más de 120 metros de altura. El peso de los componentes de turbina eólica, tales como palas, góndola y buje de rotor, también se incrementa con un incremento de tamaño.

[0011]Para montar segmentos de torre unos encima de otros y posteriormente elevar una góndola, etc., se requieren grúas incluso más grandes. Además, se requieren contrapesos cada vez mayores para estas grúas grandes.

[0012]Existe una pluralidad de desventajas relacionadas con el uso de grúas grandes. Las plataformas o planchas para las grúas se incrementan con un incremento de tamaño de las grúas. El transporte de componentes de grúa se vuelve cada vez más complejo y costoso. Y las grúas grandes también son más sensibles a las cargas del viento.

[0013]En vista de estas desventajas, se han propuesto grúas autoelevadoras o autoascendentes. Dichas grúas autoascendentes ofrecen varias ventajas potenciales, incluyendo, por ejemplo, transporte más fácil de la grúa e, independientemente de la altura de la torre, no se necesita incrementar la longitud de la grúa. La estructura elevadora asegurada a una torre también será menos sensible a las cargas de viento. Además, al usar dichas grúas autoelevadoras o ascendentes, el área de superficie requerida para la instalación sigue siendo sustancialmente la misma independientemente de la altura de la torre.

[0014]El documento WO 2018/132010 divulga un procedimiento para levantar en tierra o en alta mar una construcción derecha que comprende partes de construcción longitudinales, en particular, partes de un molino de viento. En este documento de la técnica anterior, cada uno de los segmentos de torre lleva un equipamiento de guía que se representa como carriles. A lo largo de los carriles se puede guiar una grúa.

[0015]El documento US 2018/0282314 divulga un sistema elevador para la instalación de una turbina eólica, en el que dicho sistema elevador comprende medidas para lograr una conexión de soporte de carga con la torre de la turbina eólica y comprende medidas para mover el sistema elevador hacia arriba y hacia abajo a lo largo de la torre, en el que el sistema elevador, cuando se fija a una parte ya instalada de la torre de turbina eólica con dicha conexión de soporte de carga, está dispuesto para instalar o retirar cualquiera de un segmento de torre, una góndola, un generador, un buje y una pala en una o más elevaciones combinadas o en una única elevación. El documento EP 3517776 divulgó un procedimiento y equipo para reemplazar componentes de turbina eólica, por medio de una estructura telescópica que se puede extender y mover hacia arriba hasta que alcance la cabeza de torre, por medio de collares y cinchas que se montan alrededor de la torre y que se fijan a la misma.

[0016]Los ejemplos de la presente divulgación proporcionan procedimientos y sistemas para levantar una torre, y, en particular, torres de turbina eólica, que tienen complejidad reducida y/o requieren menos modificaciones en la estructura de torre. Los ejemplos proporcionan procedimientos y sistemas para levantar turbinas eólicas.

Breve explicación

[0017]En un primer aspecto de la presente divulgación, se proporciona una grúa para levantar una torre de acuerdo con la reivindicación 1.

[0018]De acuerdo con este aspecto, una grúa está provista de un mástil telescópico. El conjunto de rodillos guía el mástil telescópico cuando se retrae o se extiende. Además, los segmentos de mástil del mástil telescópico se guían entre sí debido a la estructura telescópica. La grúa se puede mover hacia arriba (y hacia abajo) con respecto a la torre, sin un carril o estructura de guía específica en la parte exterior de la torre.

[0019]En otro aspecto, se proporciona un procedimiento para ascender a una torre con una grúa de acuerdo con la reivindicación 12.

Breve descripción de los dibujos

[0020]

La figura 1 ilustra una vista en perspectiva de un ejemplo de una turbina eólica;

la figura 2 ilustra una vista interna simplificada de un ejemplo de la góndola de la turbina eólica de la figura 1;

las figuras 3A - 3C ilustran esquemáticamente un ejemplo de una grúa montada en un segmento de torre y en una turbina eólica;

las figuras 4A - 4N ilustran esquemáticamente una secuencia de etapas de acuerdo con un ejemplo de un procedimiento para instalar una turbina eólica;

las figuras 5A - 5D ilustran esquemáticamente un ejemplo de un conjunto de rodillos que puede formar parte de una grúa de acuerdo con ejemplos de la presente divulgación;

las figuras 6A - 6C ilustran esquemáticamente un ejemplo de un agarre que se puede usar en ejemplos de la presente divulgación; y

las figuras 7A y 7B ilustran esquemáticamente un ejemplo de un procedimiento para levantar un ejemplo de una grúa.

Descripción detallada de los ejemplos

[0021]Ahora se hará referencia en detalle a modos de realización de la invención, ilustrándose uno o más de sus ejemplos en los dibujos. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la invención, no de limitación de la invención. Por tanto, se pretende que la presente invención cubra dichas modificaciones y variaciones que entran dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

[0022]La figura 1 ilustra una vista en perspectiva de un ejemplo de una turbina eólica 160. Como se muestra, la turbina eólica 160 incluye una torre 170 que se extiende desde una superficie de soporte 150, una góndola 161 montada en la torre 170 y un rotor 115 acoplado a la góndola 161. El rotor 115 incluye un buje 110 rotatorio y al menos una pala de rotor 120 acoplada a y que se extiende hacia afuera del buje 110. Por ejemplo, en el modo de realización ilustrado, el rotor 115 incluye tres palas de rotor 120. Sin embargo, en un modo de realización alternativo, el rotor 115 puede incluir más o menos de tres palas de rotor 120. Cada pala de rotor 120 se puede espaciar alrededor del buje 110 para facilitar la rotación del rotor 115 para posibilitar que la energía cinética se transfiera, a partir del viento, en energía mecánica utilizable y, posteriormente, en energía eléctrica. Por ejemplo, el buje 110 se puede acoplar de forma rotatoria a un generador eléctrico 162 (figura 2) situado dentro de la góndola 161 para permitir que se produzca energía eléctrica.

[0023]La figura 2 ilustra una vista interna simplificada de un ejemplo de la góndola 161 de la turbina eólica 160 de la figura 1. Como se muestra, el generador 162 puede estar dispuesto dentro de la góndola 161. En general, el generador 162 se puede acoplar al rotor 115 de la turbina eólica 160 para generar potencia eléctrica a partir de la energía de rotación generada por el rotor 115. Por ejemplo, el rotor 115 puede incluir un eje de rotor 163 principal acoplado al buje 110 para su rotación con el mismo. A continuación, el generador 162 se puede acoplar al eje de rotor 163 de modo que la rotación del eje de rotor 163 accione el generador 162. Por ejemplo, en el modo de realización ilustrado, el generador 162 incluye un eje de generador 166 acoplado de forma rotatoria al eje de rotor 163 a través de una multiplicadora 164.

[0024]Se debe apreciar que el eje de rotor 163, la multiplicadora 164 y el generador 162, en general, se pueden soportar dentro de la góndola 161 por un bastidor de soporte o bancada 165 situado encima de la torre de turbina eólica 170.

[0025]La góndola 161 está acoplada de forma rotatoria a la torre 170 a través del sistema de orientación 20 de modo que la góndola 161 pueda rotar alrededor de un eje de orientación YA. El sistema de orientación 20 comprende un rodamiento de orientación que tiene dos componentes de rodamiento configurados para rotar uno con respecto al otro. La torre 170 se acopla a uno de los componentes de rodamiento, y la bancada o bastidor de soporte 165 de la góndola 161 se acopla al otro componente de rodamiento. El sistema de orientación 20 comprende un engranaje anular 21 y una pluralidad de accionamientos de orientación 22 con un motor 23, una multiplicadora 24 y un piñón 25 para engranarse con el engranaje anular 21 para rotar uno de los componentes de rodamiento con respecto al otro.

[0026]Las palas 120 están acopladas al buje 110 con un rodamiento depitch100 entre la pala 120 y el buje 110. El rodamiento depitch100 comprende un anillo interior y un anillo exterior. Una pala de turbina eólica se puede asegurar al anillo de rodamiento interior o bien al anillo de rodamiento exterior, mientras que el buje está conectado al otro. Una pala 120 puede realizar un movimiento de rotación relativo con respecto al buje 110 cuando se acciona un sistema depitch107. Por lo tanto, el anillo de rodamiento interior puede realizar un movimiento de rotación con respecto al anillo de rodamiento exterior. El sistema depitch107 de la figura 2 comprende un piñón 108 que se engrana con un engranaje anular 109 provisto en el anillo de rodamiento interior para poner en rotación la pala de turbina eólica alrededor de un eje depitchPA.

[0027]Las figuras 3A - 3C ilustran esquemáticamente un ejemplo de una grúa 200 montada en un segmento de torre 171 y en una turbina eólica. Se divulga una grúa 200 para levantar una torre que incluye una pluralidad de segmentos de torre 171 - 175. La grúa 200 comprende un mástil telescópico 210 y un aguilón 230 montado de forma rotatoria con respecto al mástil telescópico 210 y que comprende un equipo de izado 240.

[0028]El mástil telescópico 210 comprende un segmento de mástil inferior que tiene uno o más conjuntos de sujeción 202, 204 para agarrarse selectivamente a soportes proporcionados en la parte exterior de la torre y un conjunto de rodillos 300 para rodar a lo largo de la torre, y comprende además uno o más de otros segmentos de mástil que tienen un conjunto de sujeción superior 206 para agarrarse selectivamente a soportes proporcionados en la parte exterior de la torre, siendo deslizables los otros segmentos de mástil con respecto al segmento de mástil inferior.

[0029]En particular, el mástil telescópico se puede configurar para cambiar entre un estado retraído y uno o más estados extendidos, y el mástil telescópico 210 se puede configurar para ascender a la torre liberando selectivamente el conjunto de sujeción superior 206 o los conjuntos de sujeción inferior 202, 204 y cambiando entre los estados retraído y extendido. Esto se ilustrará con más detalle en el presente documento.

[0030]Se puede entender en el presente documento que un estado retraído del mástil telescópico se refiere a un estado del mástil telescópico que está completamente retraído, es decir, los segmentos de mástil se deslizan entre sí sustancialmente en la máxima medida posible y el mástil telescópico está en su longitud mínima. Se puede entender en el presente documento que un estado extendido es un estado parcialmente extendido o un estado completamente extendido. Un estado completamente extendido es el estado en el que los segmentos de mástil se han deslizado hacia afuera entre sí sustancialmente en la máxima medida posible. En el estado completamente extendido, el mástil telescópico está en su longitud máxima. Se puede entender en el presente documento que un estado parcialmente extendido se refiere a cualquier estado de configuración del mástil que no esté completamente extendido o completamente retraído.

[0031]En la situación de la figura 3A, se muestra un segmento de torre 171. El segmento de torre puede ser un segmento de una torre de turbina eólica. En otros ejemplos, se pueden levantar otras torres de acuerdo con los sistemas y procedimientos divulgados en el presente documento.

[0032]En la figura 3A, el conjunto de sujeción inferior se agarra a una porción del segmento de torre 171, y, en particular, a una porción en una parte exterior del segmento de torre 171. El mástil telescópico comprende una pluralidad de segmentos (ilustrados, en particular, en la figura 4) que son deslizables entre sí. El mástil telescópico puede incrementar su longitud extendiendo el mástil telescópico y deslizándose los segmentos de mástil desde el segmento de mástil inferior. A continuación, el mástil telescópico puede disminuir su longitud retrayendo los segmentos.

[0033]A medida que el mástil telescópico se retrae y se extiende para ascender a la torre (y después de la instalación para descender de la torre), los conjuntos de sujeción liberados se mueven con el segmento de mástil en movimiento, es decir, no existe movimiento relativo de un segmento de mástil con respecto a su conjunto de sujeción o conjuntos de sujeción. Debido a que no existe dicho movimiento relativo, no se requieren mecanismos de frenado complejos.

[0034]El mástil telescópico puede incluir uno o más mecanismos hidráulicos para extender y retraer el mástil telescópico. El mástil telescópico puede incluir además un mecanismo de bloqueo para bloquear los segmentos de mástil en diferentes posiciones de modo que una longitud del mástil telescópico se pueda fijar temporalmente.

[0035]El aguilón 230 en este ejemplo comprende una placa base 232 que se puede montar de forma rotatoria con respecto al segmento de mástil superior del mástil telescópico. El aguilón 230 puede comprender además una base 234 que incluya un accionador hidráulico 233 que pueda inclinar la parte superior 237 de la base 230. La parte superior 237 que lleva la pluma 236 del aguilón 230 está montada de forma articulada (bisagra 235) con respecto a la base 230.

[0036]El aguilón 230 comprende un equipo de izado. Por ejemplo, en o cerca de un extremo distal del aguilón 230, se puede proporcionar (parte de) un equipo de izado 240 adecuado. El equipo de izado puede incluir un mecanismo elevador y una pluralidad de poleas. Se puede situar un elevador en otras localizaciones del aguilón 230. En un ejemplo, se pueden proporcionar poleas y rodillos en la parte interior de la pluma 236, y se puede proporcionar un elevador encima de la base 230.

[0037]La figura 3C ilustra la misma grúa 200 montada en una turbina eólica completa con un mástil telescópico en un estado completamente extendido. La torre puede comprender una pluralidad de otros segmentos 172 - 175, incluyendo un segmento de mástil superior 175 y uno o más segmentos intermedios 172 - 174.

[0038]En el ejemplo de la figura 3, el segmento de mástil superior incluye el conjunto de sujeción superior 206, y específicamente el conjunto de sujeción superior 206 se puede disponer en o cerca de un extremo superior del segmento de mástil superior. En el ejemplo de la figura 3, el conjunto de sujeción superior 206 está asegurado al segmento de torre superior 175.

[0039]Las figuras 4A - 4N ilustran esquemáticamente una secuencia de etapas de acuerdo con un ejemplo de un procedimiento para instalar una torre de turbina eólica y una turbina eólica.

[0040]En la figura 4, se ilustra un ejemplo de un procedimiento para levantar una torre de turbina eólica. El procedimiento comprende situar un segmento de torre inferior 171. Una grúa 200 que incluye un mástil telescópico 210 está asegurada al segmento de torre inferior 171 por un conjunto de sujeción inferior 202 de un segmento de mástil inferior 211 que se agarra a un soporte inferior en una parte exterior del segmento de torre inferior 171. La grúa 200 también está asegurada por un conjunto de sujeción intermedia 204 del segmento de mástil inferior 211 que se agarra a otro soporte en la parte exterior del segmento de torre inferior.

[0041]En la figura 7 se ilustra un ejemplo de aseguración de la grúa 200 al segmento de torre inferior 171 y se describirá con mayor detalle con referencia a la figura 7.

[0042]El procedimiento puede comprender además elevar uno o más de otros segmentos de torre 172, 173 usando la grúa 200 y montar los otros segmentos de torre 172, 173 encima del segmento de torre inferior 171 para construir una pila de segmentos de torre. Esto se puede ver en las figuras 4B y 4C. Para elevar los segmentos de torre, se puede rotar el aguilón y se puede usar un equipo de izado en el aguilón para alzar un segmento de torre desde el suelo y colocarlo encima de la pila de segmentos previamente instalada. Los segmentos de torre individuales se pueden asegurar entre sí, por ejemplo, con pernos en las bridas de montaje.

[0043]El procedimiento puede comprender además extender telescópicamente el mástil telescópico 210. Esto se puede ver en la figura 4D. Un conjunto de sujeción superior 206 de otro segmento de mástil se puede agarrar a un soporte 190 en una parte exterior de uno de los otros segmentos de torre. A continuación, se puede liberar el conjunto de sujeción inferior 202.

[0044]Incluso si se libera el conjunto de sujeción inferior 202, todavía se puede mantener una aseguración segura a través del conjunto de sujeción intermedia 204 y el conjunto de sujeción superior 206.

[0045]En ejemplos, tal como se muestra en las figuras 4D y 4E, el procedimiento puede comprender además elevar otro segmento de torre 174 usando la grúa 200 después de liberar el conjunto de sujeción inferior 202 y montar el otro segmento de torre 174 encima de la pila de segmentos de torre.

[0046]En la situación de la figura 4E, el mástil telescópico 210 aún no está completamente extendido. En una siguiente etapa de este ejemplo, el mástil telescópico 210 se puede extender adicionalmente. Antes de esta extensión adicional, se puede liberar el conjunto de sujeción superior 206. Después de incrementar la longitud del mástil telescópico, el conjunto de sujeción superior se puede agarrar a un soporte 190 en el segmento de torre 174.

[0047]En ejemplos, el conjunto de sujeción inferior 202, el conjunto de sujeción intermedia 204 y el conjunto de sujeción superior 206 se pueden agarrar a la torre al mismo tiempo. Para elevar segmentos de torre, en la mayoría de ocasiones, serán suficientes dos conjuntos de sujeción. Para incrementar la estabilidad, todos los conjuntos de sujeción mostrados se pueden activar al mismo tiempo.

[0048]En la situación de la figura 4F, el mástil telescópico se puede extender sustancialmente por completo. El conjunto de sujeción intermedia 204 está asegurado al segmento de torre inferior 171, y el conjunto de sujeción superior está asegurado a un soporte 190 en el cuarto segmento de torre. En esta situación, el mástil telescópico no se puede extender adicionalmente. Para montar otros segmentos de torre y otros componentes de turbina eólica, la grúa puede ascender a la torre.

[0049]En un aspecto, se proporciona un procedimiento para ascender a una torre con una grúa 200. El procedimiento comprende situar al menos un primer segmento de torre 171; asegurar una grúa 200 que tiene un mástil telescópico 210 al primer segmento de torre 171 por un conjunto de sujeción inferior que se agarra a una plancha (o soporte) 190 en una parte exterior del primer segmento de torre 171; y apilar uno o más de otros segmentos de torre 172 - 174 encima del primer segmento de torre 171.

[0050]A continuación, un conjunto de sujeción superior 206 del mástil telescópico se puede agarrar a una plancha 190 en una parte exterior de uno de los otros segmentos de torre. A continuación, el conjunto de sujeción inferior se puede liberar y el mástil telescópico 210 se puede retraer (figura 4G) desde un estado al menos parcialmente extendido, con lo que un conjunto de rodillos 300 de un segmento de mástil inferior 211 rueda a lo largo de una parte exterior del primer segmento de torre 171 (y opcionalmente a lo largo de otros segmentos de torre 172, 173).

[0051]A medida que el mástil telescópico se retrae desde un estado completa o parcialmente extendido a un estado más retraído, los segmentos de mástil inferiores 211-214 se guían por los segmentos 215, 216 más altos debido a la estructura telescópica del mástil 210. El conjunto de rodillos 300 puede hacer que se ruede por la torre sin la necesidad de ninguna guía o carril fijo en la torre. Por lo tanto, el procedimiento se puede llevar a cabo "sin guía" y en torres que no tienen ninguna estructura de guía en su parte exterior. Tampoco se necesitan mecanismos de bloqueo o frenado para el conjunto de rodillos 300.

[0052]Un conjunto de sujeción inferior se puede referir en el presente documento al conjunto de sujeción inferior 202 y/o al conjunto de sujeción intermedia 204.

[0053]En algunos ejemplos, se puede usar un único cilindro hidráulico para extender los diversos segmentos de mástil. Esto puede dar lugar a un peso reducido. En otros ejemplos, se puede usar una pluralidad de cilindros hidráulicos, por ejemplo, uno para cada segmento de mástil.

[0054]Los segmentos de mástil se pueden bloquear en diferentes posiciones. Después de extender o retraer el mástil a una longitud deseada, los segmentos se pueden bloquear en posiciones respectivas de modo que se mantenga la longitud sin proporcionar presión hidráulica.

[0055]En un ejemplo, la longitud total del mástil de la grúa puede estar entre 60 y 85 metros, específicamente entre 70 y 80 metros. En un ejemplo, el mástil puede tener cinco segmentos. Los segmentos pueden tener entre 20 metros y 10 metros de longitud. En ejemplos, el segmento de mástil inferior puede ser más largo que los segmentos de mástil posteriores. En los ejemplos, la longitud de los segmentos de mástil disminuye con cada segmento de mástil más alto.

[0056]En algunos ejemplos, el procedimiento puede comprender además un conjunto de sujeción inferior (aquí el conjunto de sujeción intermedia 204) del mástil telescópico 210 que se agarra a una plancha 190 en una parte exterior de uno de los otros segmentos de torre, por ejemplo, una plancha 190 dispuesta cerca de un extremo superior del segmento de torre 173. Las planchas o soportes 190 pueden sobresalir de los segmentos de torre.

[0057]En el ejemplo ilustrado, se puede elevar otro segmento de torre 175 por la grúa 200 y colocar encima de la pila. A continuación, en algunos ejemplos, el procedimiento puede comprender además liberar el conjunto de sujeción superior 206, extender el mástil telescópico 210 y agarrar el conjunto de sujeción superior 206 a otra plancha 190 que sobresale de uno de los otros segmentos de torre (en la figura 4I, plancha 190).

[0058]A continuación, las figuras 4J - 4N ilustran esquemáticamente cómo se pueden elevar otros componentes de la turbina eólica usando el mismo equipo de izado de la grúa 200. En la figura 4J, se ha colocado una góndola 161 encima de la torre de turbina eólica. Se puede proporcionar un rodamiento de orientación entre la torre y la góndola 161. Posteriormente, se puede elevar y asegurar un buje 110 en un lado a barlovento de la góndola 161. Esto se ilustra en la figura 4K.

[0059]A continuación, se pueden elevar las palas 120 una tras otra. Una primera pala 120 está asegurada de manera sustancialmente horizontal como se puede ver en la figura 4L. La pala 120 se puede asegurar al buje 110 a través de un rodamiento depitch.Después de la instalación de la primera pala, el buje 110 se puede rotar, de modo que se pueda instalar la pala 120 posterior (figura 4M). Después de la instalación de la segunda pala 120, el buje se puede rotar de nuevo de modo que la tercera pala también se pueda instalar en una orientación sustancialmente horizontal.

[0060]La rotación del buje puede implicar el uso de una herramienta adicional. Una herramienta adicional de este tipo puede accionar un eje de una multiplicadora. Además, se puede usar la grúa y un conjunto de agarre adecuado para la pala para rotar el buje.

[0061]Aunque en este ejemplo las palas se instalaron por separado del buje y todas las palas se instalaron de forma horizontal, debe quedar claro que, en otros ejemplos, se pueden usar otros procedimientos de instalación. Es posible elevar un buje con una o más palas preinstaladas. También es posible montar una pala en una posición, por ejemplo, de 30° o -30° con respecto a un plano horizontal.

[0062]Además, debería quedar claro que se puede usar un equipo elevador adecuado que pueda ser parcial o completamente interno o externo a la grúa 200. Por ejemplo, en un ejemplo, se puede elevar una unidad de agarre que se agarre a una pala cerca de un centro de gravedad. En otros ejemplos, se pueden usar eslingas. Se pueden proporcionar aseguraciones adecuadas para la elevación de los diferentes componentes. Estas pueden ser diferentes para la góndola que para el buje y para las palas.

[0063]En este ejemplo particular, se apilan cinco segmentos de torre uno encima del otro, pero, en otros ejemplos, se puede usar un número diferente de segmentos de torre. Además, en otros ejemplos, se pueden variar las longitudes de los diferentes segmentos de torre y se puede variar la conformación de los segmentos de torre.

[0064]Después de la instalación de una torre, de una torre de turbina eólica o una turbina eólica completa, el mástil telescópico puede descender de la torre. El descendimiento de la torre también puede comprender la liberación selectiva de conjuntos de sujeción y una extensión y retracción adecuadas del mástil telescópico, de una manera sustancialmente opuesta a los procedimientos de ascenso.

[0065]Las figuras 5A - 5D ilustran esquemáticamente un ejemplo de un conjunto de rodillos 300 y conjunto de sujeción inferior 202 que pueden formar parte de una grúa 200 de acuerdo con ejemplos de la presente divulgación. El extremo inferior del segmento de mástil inferior en este ejemplo puede combinar rodillos o ruedas para rodar a lo largo de una torre y un agarre inferior para agarrarse a una porción de la torre, como se ha ilustrado, por ejemplo, en la figura 4.

[0066]El conjunto de rodillos 300 se puede disponer en o cerca de una parte inferior del segmento de mástil inferior 211. El conjunto de sujeción inferior 202 puede comprender una sujeción inferior 308 para agarrarse selectivamente a una porción de la torre. Una sujeción inferior 308 puede comprender una o más sujeciones que se pueden controlar activamente para sujetarse (y, de este modo, fijar el segmento de mástil 211 en su lugar con respecto a la torre) y para liberarse (de modo que el segmento de mástil 211 se pueda mover con respecto a la torre). Las sujeciones divulgadas en el presente documento pueden incluir mecanismos hidráulicos o neumáticos o eléctricos para sujeción. Se puede usar cualquier sujeción adecuada para agarrar firmemente o aferrar con suficiente fuerza para mantener una unión de la porción de la torre.

[0067]El conjunto de sujeción inferior 202 puede comprender un primer brazo 302 que incluya una primera sujeción 308 dispuesta en un extremo distal del primer brazo 302, y un segundo brazo 304 que incluya una segunda sujeción dispuesta en un extremo distal del segundo brazo 304, y opcionalmente en el que los primer y segundo brazos 302, 304 sean brazos telescópicos. Se puede disponer un accionador hidráulico 306 de modo que un segmento de los brazos se pueda deslizar hacia afuera de o de vuelta hacia otro segmento del brazo telescópico 302, 304 hidráulico.

[0068]El conjunto de rodillos 300 en este ejemplo comprende un primer brazo 340 que incluye un primer conjunto de ruedas 310 dispuestas en un extremo distal del primer brazo 340, y un segundo brazo 340 que incluye un segundo conjunto de ruedas dispuestas en un extremo distal del segundo brazo 340. Esto se puede ver en la figura 5B.

[0069]Los primer y segundo brazos 340 pueden ser telescópicos para variar una distancia entre los rodillos 315-318 y el segmento de mástil 211. Se puede usar un mecanismo hidráulico (no ilustrado) para variar la longitud de los brazos telescópicos 340. Puede que los segmentos de torre no sean totalmente cilíndricos y, por ejemplo, se pueden ahusar con un diámetro decreciente hacia la parte superior de un segmento de torre. Por ejemplo, un segmento de torre puede ser troncocónico o parcialmente cónico. Por ejemplo, en la figura 4I, se puede ver que el segmento de torre 175 es cónico, pero esto es meramente un ejemplo.

[0070]En algunos ejemplos (véanse, por ejemplo, las figuras 5C y 5D), el primer conjunto de ruedas 310 incluye un primer soporte de rueda 330, en el que el primer soporte de rueda 330 es rotatorio alrededor de un eje sustancialmente vertical 342 con respecto al primer brazo 340. La rotación alrededor del eje vertical 342 posibilita variar una distancia entre los conjuntos de ruedas 310. De este modo, el conjunto de rodillos 300 se puede adaptar a diámetros variables de segmentos de torre.

[0071]La rotación alrededor del eje vertical 342 se puede establecer por un pasador que se extiende a través de orificios alineados de los apoyos montados en el brazo 340 y en el soporte de rueda 330.

[0072]En algunos ejemplos, el primer soporte de rueda 330 puede ser rotatorio alrededor de un eje sustancialmente vertical 342 y alrededor de un eje transversal sustancialmente horizontal 344 con respecto al primer brazo 340. La rotación alrededor del eje transversal 344 puede ser útil para segmentos de torre cónicos de modo que las ruedas superiores 315, 316 y las ruedas inferiores 317 y 318 se puedan mantener en contacto con la torre.

[0073]En el ejemplo ilustrado, el conjunto de rodillos puede comprender además un apoyo superior 322 que lleve un conjunto superior 312 de ruedas 315, 316, y un apoyo inferior 324 que lleve un conjunto inferior 314 de ruedas 317, 318. Los apoyos superior e inferior 322, 324 están montados en el primer soporte de rueda 330 y opcionalmente el apoyo superior 322 y el apoyo inferior 324 se pueden montar de forma rotatoria con respecto al primer soporte de rueda 330. Como se ilustra en la figura 5D, el apoyo superior 322 y el apoyo inferior 324 pueden ser rotatorios alrededor de los ejes 346, 348 que pueden ser sustancialmente paralelos al eje transversal 344 y sustancialmente perpendiculares a un eje longitudinal del primer brazo 340.

[0074]La rotación alrededor de los ejes 346 y 348 posibilita que las ruedas se adapten, por ejemplo, a bridas u otros cambios o irregularidades a lo largo de una superficie exterior de una torre, por ejemplo, una torre de turbina eólica.

[0075]En el ejemplo ilustrado, se muestran las ruedas 315 - 318. En otros ejemplos, se podrían usar ruedas, rodillos o cuerpos rodantes diferentes.

[0076]Las figuras 6A - 6C ilustran esquemáticamente un ejemplo de un agarre que se puede usar en ejemplos de la presente divulgación. En este ejemplo particular, se muestra el conjunto de sujeción intermedia 204 del segmento de mástil inferior 211, pero se pueden proporcionar disposiciones y mecanismos similares para el conjunto de sujeción superior 206. Además, el conjunto de sujeción inferior 202 puede ser igual o similar al conjunto de sujeción intermedia ilustrado aquí.

[0077]Uno de los conjuntos de sujeción inferior y superior 202, 204, 206 puede comprender un primer brazo 402 que incluya una primera sujeción 410 dispuesta en un extremo distal del primer brazo 402, y un segundo brazo 402 que incluya una segunda sujeción 410 dispuesta en un extremo distal del segundo brazo 402, y opcionalmente en los que los primer y segundo brazos 402 sean brazos telescópicos. Se puede disponer un accionador hidráulico 404 de modo que el segmento 403 se pueda deslizar hacia fuera de o de vuelta hacia otro segmento del brazo telescópico 402 hidráulico. Como antes, se puede variar una distancia entre el mástil telescópico y las sujeciones 410 para ajustarse a diferentes diámetros de diferentes segmentos de una torre, de modo que se puedan alcanzar los soportes 190 incluso para los segmentos de torre más altos, y posiblemente segmentos de torre que varían de tamaño y conformación.

[0078]Se ilustra con un poco más de detalle el soporte 190 en la figura 6A. El soporte 190 puede tomar cualquier forma adecuada de modo que se pueda agarrar o sujetar. El soporte 190 puede tener la conformación de una orejeta, plancha o placa. Se puede proporcionar una pluralidad de placas o planchas. Los soportes 190 se pueden asegurar por separado al segmento de torre o se pueden formar solidariamente con el mismo. En general, los soportes se pueden proporcionar en o cerca del extremo inferior y del extremo superior de los segmentos de torre, como se puede ver en la figura 4.

[0079]En términos generales, las cargas pueden ser menores durante la elevación si se incrementa una distancia entre el agarre inferior y el agarre superior. Sin embargo, de acuerdo con un diseño de torre específico y un mástil telescópico específico, la situación de los soportes 190 se puede variar.

[0080]En algunos ejemplos, uno o más de los conjuntos de sujeción se pueden configurar para cambiar una distancia entre el primer brazo 402 y el segundo brazo 402. En el ejemplo ilustrado, se muestran accionadores hidráulicos 412 que pueden adaptar la distancia entre los brazos.

[0081]En algunos ejemplos, el conjunto de brazos 402 puede pivotar con respecto al segmento de mástil. Las cargas entre los brazos y los correspondientes soportes se pueden equilibrar usando un pivote de este tipo. Si la grúa lleva una carga y el aguilón se rota con respecto al mástil, las cargas en los diferentes soportes se pueden desequilibrar. El pivote puede evitar o reducir un desequilibrio de este tipo.

[0082]Las figuras 7A y 7B ilustran esquemáticamente un ejemplo de un procedimiento para levantar un ejemplo de una grúa 200.

[0083]Se puede ver que un mástil se puede transportar por separado desde un aguilón. Esto puede facilitar el transporte. La grúa se puede ensamblar en el emplazamiento.

[0084]Un camión 500 puede remolcar un remolque de plataforma 510. El mástil telescópico de la grúa 200 se puede disponer sustancialmente de forma horizontal, es decir, descansando en el remolque 510. El mástil puede estar en la posición más retraída para el transporte. En ejemplos, la longitud del mástil telescópico puede ser de 20 metros o menos.

[0085]La figura 7A muestra el conjunto de sujeción inferior 202 y el conjunto de rodillos 300, el conjunto de sujeción intermedia 204 con sujeciones 410 y el conjunto de sujeción superior 206.

[0086]Es posible que previamente se haya situado e instalado un segmento de torre inferior en una cimentación adecuada. El mástil se puede poner en proximidad del segmento de torre.

[0087]Al usar uno o más accionadores hidráulicos 530, el mástil se puede poner recto. El mástil telescópico puede pivotar con respecto a un extremo trasero del remolque 510.

[0088]A continuación, el conjunto de sujeción inferior 202 y el conjunto de sujeción intermedia 204 pueden sujetar porciones del segmento de torre inferior. En una etapa posterior, se podría elevar el aguilón y poner encima del mástil. Después del ensamblaje del aguilón con el mástil telescópico, la instalación se puede continuar de acuerdo con otros ejemplos divulgados en el presente documento.

[0089]Esta descripción escrita usa ejemplos para divulgar la invención, incluyendo los modos de realización preferentes, y también para permitir que cualquier experto en la técnica ponga en práctica la invención, incluyendo fabricar y usar cualquier dispositivo o sistemas y realizar cualquier procedimiento incorporado. El alcance patentable de la invención se define por las reivindicaciones y puede incluir otros ejemplos se les ocurran a los expertos en la técnica.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una grúa (200) para levantar una torre que incluye una pluralidad de segmentos de torre que incluyen uno o más soportes (190) en una parte exterior de los segmentos de torre, comprendiendo la grúa:

un mástil telescópico (210) configurado para cambiar entre al menos un estado retraído y un estado extendido, y

un aguilón (230) montado de forma rotatoria con respecto al mástil telescópico (210) y que comprende un equipo de izado (240), en la que

el mástil telescópico (210) comprende

un segmento de mástil inferior (211) que tiene uno o más conjuntos de sujeción inferior (202, 204) configurados para agarrarse selectivamente a los soportes (190) de la torre y un conjunto de rodillos (300) para rodar a lo largo de la torre, y

uno o más de otros segmentos de mástil (212, 213, 214, 215, 216) que tienen un conjunto de sujeción superior (206) configurado para agarrarse selectivamente a los soportes (190) de la torre, siendo deslizables los otros segmentos de mástil (212, 213, 214, 215, 216) con respecto al segmento de mástil inferior.

2. La grúa de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el mástil telescópico (210) está configurado para cambiar entre un estado retraído y uno o más estados extendidos, y en la que

el mástil telescópico (210) está configurado para ascender a la torre liberando selectivamente el conjunto de sujeción superior (206) o los conjuntos de sujeción inferior (202, 204) y cambiando entre los estados retraído y extendido.

3. La grúa de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en la que los otros segmentos de mástil (212, 213, 214, 215, 216) incluyen un segmento de mástil superior (216) y uno o más segmentos intermedios (212, 213, 214, 215).

4. La grúa de acuerdo con la reivindicación 3, en la que el segmento de mástil superior (216) incluye el conjunto de sujeción superior (206), y opcionalmente en la que el conjunto de sujeción superior (206) está dispuesto en o cerca de un extremo superior del segmento de mástil superior (216).

5. La grúa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4, en la que uno o más de los conjuntos de sujeción inferior y superior (202, 204, 206) comprenden

un primer brazo (302, 402) que incluye una primera sujeción (308, 403) dispuesta en un extremo distal del primer brazo (302, 402), y

un segundo brazo (304, 402) que incluye una segunda sujeción (308, 403) dispuesta en un extremo distal del segundo brazo (304, 402), y opcionalmente en la que los primer y segundo brazos son brazos telescópicos.

6. La grúa de acuerdo con la reivindicación 5, en la que uno o más de los conjuntos de sujeción inferior y superior (202, 204, 206) están configurados para cambiar una distancia entre el primer brazo (302, 402) y el segundo brazo (304, 402).

7. La grúa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 6, en la que los uno o más conjuntos de sujeción inferior (202, 204) comprenden un conjunto de sujeción inferior (202) y un conjunto de sujeción intermedia (204) configurados para agarrarse selectivamente a los soportes (190) de la torre.

8. La grúa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 7, en la que el conjunto de rodillos (300) comprende un primer brazo (340) que incluye un primer conjunto de ruedas (310) dispuestas en un extremo distal del primer brazo, y un segundo brazo (340) que incluye un segundo conjunto de ruedas (310) dispuestas en un extremo distal del segundo brazo, y opcionalmente en la que los primer y segundo brazos son telescópicos.

9. La grúa de acuerdo con la reivindicación 8, en la que el primer conjunto de ruedas (310) incluye un primer soporte de rueda (330), en la que el primer soporte de rueda (330) es rotatorio alrededor de un eje sustancialmente vertical con respecto al primer brazo (340).

10. La grúa de acuerdo con la reivindicación 9, en la que el primer soporte de rueda (310) es rotatorio alrededor de un eje transversal sustancialmente horizontal (344) con respecto al primer brazo.

11. La grúa de acuerdo con la reivindicación 9 o 10, en la que el conjunto de rodillos comprende además un apoyo superior (322) que lleva un conjunto superior de ruedas (315, 316), y un apoyo inferior que lleva un conjunto inferior de ruedas (317, 318), en la que

los apoyos superior (322) e inferior están montados en el primer soporte de rueda (330), y opcionalmente en la que

el apoyo superior (322) y el apoyo inferior están montados de forma rotatoria con respecto al primer soporte de rueda (330).

12. Un procedimiento para ascender a una torre con una grúa (200), que comprende:

situar un primer segmento de torre (171);

asegurar una grúa (200) que tiene un mástil telescópico (210) al primer segmento de torre (171) por un conjunto de sujeción inferior (202, 204) que se agarra a un soporte (190) en una parte exterior del primer segmento de torre (171);

apilar uno o más de otros segmentos de torre (172, 173, 174) encima del primer segmento de torre (171);

un conjunto de sujeción superior (206) del mástil telescópico (210) que se agarra a un soporte en una parte exterior de uno de los otros segmentos de torre (172, 173, 174);

liberar el conjunto de sujeción inferior (202, 204); y

retraer el mástil telescópico (210) desde un estado al menos parcialmente extendido, con lo que un conjunto de rodillos (300) de un segmento de mástil inferior (211) rueda a lo largo de una parte exterior del primer segmento de torre (171).

13. El procedimiento de la reivindicación 12, que comprende además

el conjunto de sujeción inferior (202, 204) del mástil telescópico (210) se agarra a un soporte (190) en una parte exterior de uno de los otros segmentos de torre (172, 173, 174).

14. El procedimiento de la reivindicación 12 o 13, en el que la grúa (200) comprende un aguilón (230) montado de forma rotatoria con respecto al mástil telescópico (210) y que incluye un equipo de izado (240), en el que el apilamiento de uno o más de otros segmentos de torre (172, 173, 174) encima del primer segmento de torre (171) comprende alzar uno de los otros segmentos de torre (172, 173, 174) con el equipo de izado (240).

15. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 12 - 14, que comprende además:

liberar el conjunto de sujeción superior (206);

extender el mástil telescópico (210); y

agarrar el conjunto de sujeción superior (206) a otro soporte en la parte exterior de uno de los otros segmentos de torre.