一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架的制作方法
【專利摘要】一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，包括上部鋼制塔節(jié)、下部鋼筋混凝土塔節(jié)和地基，所述上部鋼制塔節(jié)和所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)之間通過(guò)法蘭緊固件連接；所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)與所述地基之間為分體式結(jié)構(gòu)，并通過(guò)法蘭緊固件連接，或者所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)與所述地基一體化制成。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)鋼制錐筒塔架加工工藝復(fù)雜的問(wèn)題，它制作簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備及作業(yè)人員要求不高。本發(fā)明比傳統(tǒng)鋼制錐筒塔架在防腐性能優(yōu)勢(shì)明顯；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架的一階固有頻率f大于葉片通過(guò)頻率3P，運(yùn)行時(shí)塔架不會(huì)與葉片發(fā)生共振；比傳統(tǒng)鋼制錐筒塔架的連接面少2個(gè)以上，大大降低了法蘭緊固連接失效的風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說(shuō)明】—種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)與設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，新能源產(chǎn)業(yè)風(fēng)力發(fā)電受到各國(guó)政府的廣泛重視，從而發(fā)展迅猛。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，塔架起到連接主機(jī)和地基，以及支撐主機(jī)的作用，因而，塔架的優(yōu)劣直接影響整機(jī)性能。
[0003]目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架主要采用鋼制錐筒結(jié)構(gòu)形式，它經(jīng)鋼板下料一坡口加工一筒節(jié)卷制一筒節(jié)縱焊縫焊接、探傷檢驗(yàn)一筒節(jié)修整一筒節(jié)組對(duì)、環(huán)焊縫焊接、探傷檢驗(yàn)一筒節(jié)與法蘭組對(duì)、環(huán)焊縫焊接、檢驗(yàn)一半成品塔架噴砂一塔架噴漆涂裝一成品塔架檢驗(yàn)等一系列的工藝過(guò)程才制作完成。此類塔架受生產(chǎn)制造以及道路運(yùn)輸?shù)葪l件的限制，通常將塔架分成幾段來(lái)制作(每段塔架長(zhǎng)20?30米，重量為30?60噸)，之后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)將每段塔架豎直對(duì)接到一起，每段塔架通過(guò)法蘭緊固件連接。此類塔架不可避免存在下列問(wèn)題:
[0004]一、此類塔架制造工藝復(fù)雜、對(duì)場(chǎng)地要求高(專業(yè)制造車間)、需要專用設(shè)備工裝，以及對(duì)作業(yè)人員要求高(特種作業(yè)人員)。
[0005]二、此類塔架采用鋼制材料，容易腐蝕生銹，必須進(jìn)行涂層防腐。在多風(fēng)沙、防鹽霧(沿海、近海、海上)等環(huán)境下，防腐要求更高更苛刻，且后期維護(hù)成本也特別高。
[0006]三、此類塔架多屬于柔塔，柔塔是指IP < f < 3P (塔架一階固有頻率f，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率1P，葉片通過(guò)頻率3P)。有時(shí)不可避免葉輪在某一轉(zhuǎn)速下，葉片通過(guò)頻率3P與塔架一階固有頻率f 一致，從而發(fā)生共振，僅能通過(guò)控制策略來(lái)避開(kāi)此點(diǎn)。
[0007]四、此類塔架通常被分成幾段，在現(xiàn)場(chǎng)將塔架通過(guò)法蘭連接緊固到一起，這樣多了法蘭緊固連接就多了連接失效的風(fēng)險(xiǎn)(近年來(lái)，發(fā)生了好幾起倒塔事件就是因?yàn)榫o固連接失效的原因)。
[0008]五、隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的大型化發(fā)展趨勢(shì)及海上風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用，塔架的高度和截面尺寸隨之增大，使得此類塔架的運(yùn)輸也越發(fā)困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，解決上述問(wèn)題。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0011 ] 一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，包括上部鋼制塔節(jié)、下部鋼筋混凝土塔節(jié)和地基，所述上部鋼制塔節(jié)和所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)之間通過(guò)法蘭緊固件連接；所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)與所述地基之間為分體式結(jié)構(gòu)，并通過(guò)法蘭緊固件連接，或者所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)與所述地基一體化制成。
[0012]當(dāng)所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)與所述地基之間為分體式結(jié)構(gòu)時(shí)，僅在所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)的上端預(yù)埋有地基環(huán)或者地基錨；所述上部鋼制塔節(jié)和所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)之間通過(guò)所述地基環(huán)或者所述地基錨固定連接；
[0013]當(dāng)所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)與所述地基之間為一體化制成時(shí)，所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)的上端和下端均預(yù)埋有地基環(huán)或者地基錨；所述上部鋼制塔節(jié)和所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)之間、所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)與所述地基之間均通過(guò)所述地基環(huán)或者所述地基錨固定連接。
[0014]所述地基環(huán)包括地基環(huán)上法蘭、筒壁、地基環(huán)下法蘭和地基環(huán)調(diào)平器，所述地基環(huán)下法蘭和所述地基環(huán)調(diào)平器預(yù)埋在所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)中，所述地基環(huán)上法蘭通過(guò)緊固件與所述上部鋼制塔節(jié)或所述地基固定連接。
[0015]所述地基錨包括地基錨上法蘭、錨栓、地基錨下法蘭和地基錨調(diào)平器，所述地基錨下法蘭和所述地基錨調(diào)平器預(yù)埋在所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)中，所述地基錨上法蘭通過(guò)緊固件與所述上部鋼制塔節(jié)或所述地基固定連接。
[0016]所述上部鋼制塔節(jié)為錐筒結(jié)構(gòu)。
[0017]所述上部鋼制塔節(jié)由至少一個(gè)筒節(jié)與至少上下各一個(gè)法蘭焊接而成。
[0018]當(dāng)所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)與所述地基之間為分體式結(jié)構(gòu)時(shí)，所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)為直筒結(jié)構(gòu)，且兩端帶有鋼制法蘭。
[0019]所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架為應(yīng)用于雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架。
[0020]所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架為應(yīng)用于高速永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架。
[0021]所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架為應(yīng)用于直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架。
[0022]本發(fā)明公開(kāi)了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，包括上部鋼制塔節(jié)和下部鋼筋混凝土塔節(jié)兩部分。塔架上、下兩部分通過(guò)法蘭緊固件連接；下部鋼筋混凝土塔節(jié)可以和地基制成一體，也可以單獨(dú)制成鋼筋混凝土塔節(jié)，之后與地基通過(guò)法蘭緊固件連接。所述的上部鋼制塔節(jié)為錐筒結(jié)構(gòu)，它是由幾個(gè)筒節(jié)與2個(gè)法蘭焊接而成。所述的單獨(dú)制成下部鋼筋混凝土塔節(jié)為直筒結(jié)構(gòu)，且兩端帶有鋼制法蘭。它可以在現(xiàn)場(chǎng)制作，也可以在現(xiàn)場(chǎng)附近的場(chǎng)地批量預(yù)制而成。所述的將下部鋼筋混凝土塔節(jié)和地基制成一體結(jié)構(gòu)，可以理解為將地基抬高。例如原地基高度為0，現(xiàn)將地基抬高到50米，甚至更高。所述將下部鋼筋混凝土塔節(jié)和地基制成一體結(jié)構(gòu)，其中一體結(jié)構(gòu)中可預(yù)埋地基環(huán)結(jié)構(gòu)，也可預(yù)埋地基錨結(jié)構(gòu)，以此來(lái)與上部的鋼制塔節(jié)連接。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中塔架在加工制造、運(yùn)輸、連接失效、防腐及其共振問(wèn)題。
[0023]本發(fā)明的有益效果可以總結(jié)如下:
[0024]1，本發(fā)明解決了傳統(tǒng)鋼制錐筒塔架加工工藝復(fù)雜的問(wèn)題，它制作簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備及作業(yè)人員要求不高。
[0025]2，本發(fā)明比傳統(tǒng)鋼制錐筒塔架在防腐性能優(yōu)勢(shì)明顯。原因是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)比鋼制結(jié)構(gòu)的防腐性能更好，而且后期維護(hù)成本也很低，幾乎不需要什么維護(hù)。
[0026]3，本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架的一階固有頻率f大于葉片通過(guò)頻率3P，運(yùn)行時(shí)塔架不會(huì)與葉片發(fā)生共振。[0027]4，本發(fā)明比傳統(tǒng)鋼制錐筒塔架的連接面少2個(gè)以上，大大降低了法蘭緊固連接失效的風(fēng)險(xiǎn)。
[0028]5，本發(fā)明比傳統(tǒng)鋼制錐筒塔架在運(yùn)輸方面優(yōu)勢(shì)特出，混合塔架僅有鋼制塔節(jié)需要在制造廠制作，且需要運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，但此鋼制塔節(jié)長(zhǎng)度短，截面尺寸小，重量輕，運(yùn)輸成本相對(duì)較低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本發(fā)明的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2為本發(fā)明的地基環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3為本發(fā)明的地基錨結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中，1-下部鋼筋混凝土塔節(jié)，2-地基環(huán)(或地基錨)，3-上部鋼制塔節(jié)，4-法蘭緊固件，5-地基環(huán)上法蘭，6-筒壁，7-地基環(huán)下法蘭，8-地基環(huán)調(diào)平器，9-地基錨上法蘭，10-錨栓，11-地基錨下法蘭，12-地基錨調(diào)平器。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0034]如圖1至圖3所示的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，包括上部鋼制塔節(jié)3、下部鋼筋混凝土塔節(jié)I和地基，所述上部鋼制塔節(jié)3和所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)I之間通過(guò)法蘭緊固件4連接；所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)I與所述地基之間為分體式結(jié)構(gòu)，并通過(guò)法蘭緊固件4連接，或者所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)I與所述地基一體化制成。當(dāng)所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)I與所述地基之間為分體式結(jié)構(gòu)時(shí)，僅在所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)I的上端預(yù)埋有地基環(huán)2或者地基錨2 ;所述上部鋼制塔節(jié)3和所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)I之間通過(guò)所述地基環(huán)2或者所述地基錨2固定連接；當(dāng)所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)I與所述地基之間為一體化制成時(shí)，所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)I的上端和下端均預(yù)埋有地基環(huán)2或者地基錨2 ;所述上部鋼制塔節(jié)3和所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)I之間、所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)I與所述地基之間均通過(guò)所述地基環(huán)2或者所述地基錨2固定連接。
[0035]在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，所述地基環(huán)2包括地基環(huán)上法蘭5、筒壁6、地基環(huán)下法蘭7和地基環(huán)調(diào)平器8，所述地基環(huán)下法蘭7和所述地基環(huán)調(diào)平器8預(yù)埋在所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)I中，所述地基環(huán)上法蘭5通過(guò)法蘭緊固件4與所述上部鋼制塔節(jié)3或所述地基固定連接。所述地基錨2包括地基錨上法蘭9、錨栓10、地基錨下法蘭11和地基錨調(diào)平器12，所述地基錨下法蘭11和所述地基錨調(diào)平器12預(yù)埋在所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)I中，所述地基錨上法蘭9通過(guò)法蘭緊固件4與所述上部鋼制塔節(jié)3或所述地基固定連接。所述上部鋼制塔節(jié)3為錐筒結(jié)構(gòu)。所述上部鋼制塔節(jié)3由至少一個(gè)筒節(jié)與至少上下各一個(gè)法蘭焊接而成。當(dāng)所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)I與所述地基之間為分體式結(jié)構(gòu)時(shí)，所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)I為直筒結(jié)構(gòu)，且兩端帶有鋼制法蘭。
[0036]所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架為應(yīng)用于雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，或者應(yīng)用于高速永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，或者應(yīng)用于直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架。
[0037]在其他的實(shí)施例中，所述上部鋼制塔節(jié)3也可以為直筒結(jié)構(gòu)。所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)I可以在現(xiàn)場(chǎng)制作，也可以在現(xiàn)場(chǎng)附近的場(chǎng)地批量預(yù)制而成。它上端與上部鋼制塔節(jié)3法蘭緊固連接，下端與地基法蘭緊固連接。
[0038]如圖2所示的地基環(huán)2，它預(yù)埋在所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)中I。在混凝土澆筑前，需要通過(guò)地基環(huán)調(diào)平器8將它調(diào)平。
[0039]如圖3所示的地基錨2，它預(yù)埋在所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)中I。在混凝土澆筑前，需要通過(guò)地基錨調(diào)平器12將它調(diào)平。
[0040]以上通過(guò)具體的和優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)的描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于以上所述實(shí)施例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，其特征在于，包括上部鋼制塔節(jié)、下部鋼筋混凝土塔節(jié)和地基，所述上部鋼制塔節(jié)和所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)之間通過(guò)法蘭緊固件連接；所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)與所述地基之間為分體式結(jié)構(gòu)，并通過(guò)法蘭緊固件連接，或者所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)與所述地基一體化制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，其特征在于:當(dāng)所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)與所述地基之間為分體式結(jié)構(gòu)時(shí)，僅在所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)的上端預(yù)埋有地基環(huán)或者地基錨；所述上部鋼制塔節(jié)和所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)之間通過(guò)所述地基環(huán)或者所述地基錨固定連接； 當(dāng)所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)與所述地基之間為一體化制成時(shí)，所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)的上端和下端均預(yù)埋有地基環(huán)或者地基錨；所述上部鋼制塔節(jié)和所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)之間、所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)與所述地基之間均通過(guò)所述地基環(huán)或者所述地基錨固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，其特征在于:所述地基環(huán)包括地基環(huán)上法蘭、筒壁、地基環(huán)下法蘭和地基環(huán)調(diào)平器，所述地基環(huán)下法蘭和所述地基環(huán)調(diào)平器預(yù)埋在所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)中，所述地基環(huán)上法蘭通過(guò)緊固件與所述上部鋼制塔節(jié)或所述地基固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，其特征在于:所述地基錨包括地基錨上法蘭、錨栓、地基錨下法蘭和地基錨調(diào)平器，所述地基錨下法蘭和所述地基錨調(diào)平器預(yù)埋在所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)中，所述地基錨上法蘭通過(guò)緊固件與所述上部鋼制塔節(jié)或所述地基固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，其特征在于:所述上部鋼制塔節(jié)為錐筒結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，其特征在于:所述上部鋼制塔節(jié)由至少一個(gè)筒節(jié)與至少上下各一個(gè)法蘭焊接而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，其特征在于:當(dāng)所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)與所述地基之間為分體式結(jié)構(gòu)時(shí)，所述下部鋼筋混凝土塔節(jié)為直筒結(jié)構(gòu)，且兩端帶有鋼制法蘭。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，其特征在于:所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架為應(yīng)用于雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，其特征在于:所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架為應(yīng)用于高速永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架，其特征在于:所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架為應(yīng)用于直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組混合塔架。
【文檔編號(hào)】F03D11/00GK103899495SQ201210581308
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月27日
【發(fā)明者】楊春中, 嚴(yán)曉林, 謝園奇, 桑鵬飛, 孟醒 申請(qǐng)人:北京萬(wàn)源工業(yè)有限公司