CN102099538A - 用于组装塔架的方法和塔架 - Google Patents

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H.斯蒂斯达尔
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Abstract

本发明涉及用于组装塔架的方法以及塔架。多个预铸造元件被竖直堆叠以构成塔架,而且这些元件的部分形成了塔架壁。所述塔架的每个元件通过多条给定后张拉缆线被固定就位并与塔架基座相连。这些缆线在所述塔架内部延伸,且它们在没有嵌入专用通道中的情况下被牵拉穿过所述塔架。所述后张拉缆线经由缓冲装置固定在所述塔架壁的特定部位以防止它们摆动。

Description

用于组装塔架的方法和塔架
技术领域
[0001] 本发明涉及用于组装塔架(或称塔部)的方法以及塔架。在优选实施例中,所述塔 架用于风力涡轮机。
背景技术
[0002] 风力涡轮机传统上被安装在钢制塔架的顶上。塔架通常包括多个模块。
[0003] 由于钢材的价格比混凝土的价格增长得要多,因而优选建设混凝土制的风力涡轮 机塔架。
[0004] 对于大型实验风力涡轮机,已知通过使用所谓的“滑动成形的倾倒方法”来构成和 使用混凝土塔架。这种塔架的一个示例于1977年应用于丹麦的风力涡轮机。
[0005] 该方法的缺点在于,混凝土必须被填充到注模中,而且该注模位于塔架的顶部。在 该构造过程的最后,混凝土必须在塔架的最终高度处被填充到注模中。根据该高度,用于填 充的工作强度增大。而且,工作人员需要在该最终高度将混凝土填充到注模中,因此他们的 工作由于该高度而受白天时间、健康规定和安全要求的限制。
[0006] WO 07025947 Al公开了一种方法,其中混凝土塔架被竖直冲压。该方法的缺点在 于,其要求非常严格的技术配置,这是因为大型部件需要高压以在铸造期间推高塔架。在大 直径处的高压要求非常高的技术配置。
[0007] 还已知通过使用预铸造节段来构成混凝土塔架。这种节段呈现的尺寸需要考虑到 经由道路或桥梁来运输这些节段。因此,需要付出额外的努力来解决运输问题。
[0008] 已知通过堆叠完成的圆筒形元件来构成混凝土塔架。这些元件通过多条后张拉缆 线连接在一起。在堆叠元件之后,多条后张拉缆线被插入塔架壁中的通道。所述通道从顶 部到底部经过塔架,而且每条后张拉缆线不间断,因而缆线可根据塔架高度具有巨大的有 效长度。在缆线插入之后,通道被浆料材料填充。
[0009] 该布置结构的缺点在于,对于高的塔架而言,浆料的可靠注入需要特殊的预防措 施。而且,可能难以将缆线插入通道,特别是针对高塔架而言。
[0010] US 7114295公开了一种改进的方法以解决这些问题。漏斗形设备用于引导张拉缆 线并用于设立密封件以在两个塔节段之间形成压力密封过渡部。然而,尽管有这些布置结 构,但对于较大塔架高度仍然存在插入后张拉缆线和将浆料注入通道的问题。
[0011] US 7106085公开了一种包括节段的塔架,其中不需要后张拉缆线。该布置结构的 缺点在于,需要多个安装操作且需要大量紧固件。
[0012] US 2008 004 0983 Al公开了一种包括节段的塔架。所述节段不需要张拉缆线,这 是因为它们被预组装在地面上。该布置结构的缺点在于,需要多个安装操作且需要大量紧 固件。
[0013] WO 08031912 Al公开了一种风力涡轮机塔架,其用预制元件安装。该塔架具有纵 向肋条,纵向肋条形成纵向接头。这些接头包括金属元件和高阻力砂浆。这导致的缺点在 于,需要多个安装操作且需要大量紧固件。另外,需要高强度砂浆。发明内容
[0014] 本发明的目的在于提供一种改进的用于组装风力涡轮机的塔架的方法,并提供一 种改进的塔架。
[0015] 该目的通过权利要求1的特征和权利要求17的特征实现。
[0016] 优选实施例是从属权利要求的目标。
[0017] 根据本发明,多个预铸造元件被竖直堆叠以构成塔架。这些元件的一些部分形成 了塔架壁。所述塔架的每个元件通过多条给定后张拉缆线被固定就位并与塔架基座相连, 所述多条给定后张拉缆线在所述塔架内部延伸。
[0018] 所述元件的所述后张拉缆线在没有嵌入所述塔架壁内专用通道中的情况下穿过 所述塔架被牵拉。所述后张拉缆线经由缓冲装置固定在所述塔壁的特定部位以防止或最小 化其摆动。
[0019] 本发明结合有如下特征: 堆叠的预铸造元件;
所述元件由后张拉缆线固定,所述后张拉缆线不需要被插入特殊通道中;以及 所述后张拉缆线在特定部位被缓冲以最小化其摆动。
[0020] 根据本发明,混凝土塔架是通过将圆筒形或锥形的混凝土管道堆叠在彼此之上而 构成的。所述管道利用不在塔架壁的空腔内部延伸的后张拉缆线被结合以形成结构实体。 所述缆线通过应用合适的缓冲装置而被阻止摆动。
[0021] 在优选实施例中,混凝土塔架通过作为模块的多个圆筒形或锥形的预铸造元件构 成,这些元件各自形成完整环形元件。
[0022] 这些元件中的一些或所有元件与支撑缓冲器的结构元件配合,以附接到后张拉缆 线。
[0023] 构建塔架时通过将预铸造模块堆叠在彼此之上,直到形成完整的塔架。在进行这 一堆叠之后,后张拉缆线被配合和张拉。在缆线安装期间或之后,合适的缓冲装置被附接到 该缆线以防止摆动。
[0024] 在优选实施例中,一个或多个预铸造元件或模块被铸造在计划场所。底部模块被 直接铸造在基座。补充模块被铸造为与涡轮机位置相邻或在风场场所处或附近的另一合适 场所。其他模块作为预铸造或预制元件被供应,它们可能来自其他场所。这种其他模块可 由混凝土或钢制成。
[0025] 在一个场所铸造的模块可优选被制造为具有的模块高度不超过用于常见工程目 的的普通移动式混凝土泵可达到的高度。
[0026] 模块或元件可被铸造为包括底部、内部、外部和顶部的形式或模样。顶部和/或底 部在优选实施例中整体式形成到外部或内部。例如,底部可与内部整体式形成,顶部可与外 部整体式形成。
[0027] 由于安装的后张拉缆线的影响,各个模块的纵向加固部分可不必承受伸张应力。 纵向加固部分可限于出于处理目的所需的量。周界和剪切加固部分可限于确保在负载下的 整体性和传递剪切力和力矩所需的量。
[0028] 在优选实施例中,使用纤维加固混凝土,避免经典的具有钢筋的加固部分纤维可为钢或玻璃纤维。
[0029] 当堆叠模块完成时,多条缆线通过完成的塔架被部分和/或完全牵拉。缆线在第 一端被固定,之后它们在另一端被固定和张拉。
[0030] 张拉缆线与合适的缓冲装置配合。缓冲装置可为可调吸收器或通过粘性装置实现 其效果的缓冲器。
[0031] 在优选实施例中,缓冲通过利用托架或类似结构以规则间隔将缆线连接到塔架壁 而获得。缆线与托架和/或托架与塔架之间的接头与粘性缓冲元件(例如橡胶或柏油化合 物)配合。
[0032] 在优选实施例中,最下面的塔架模块被直接铸造到基座基板上,因而避免预备塔 勒脚。
[0033] 在另一优选实施例中,最下面的塔架模块被直接铸造在岩石地面上,且基座限于 简单的岩锚。
附图说明
[0034] 借助于以下附图更为详细地示出了本发明,附图中: 图1示出了使用根据本发明的塔架的风力涡轮机;
图2示出了参照图1的根据本发明的混凝土塔架;
图3更为详细地示出了参照图2的根据本发明的混凝土塔架;
图4示出了参照图3的塔架3的横截面;
图5示出了根据本发明的混凝土塔架的纵截面;
图6示出了参照图5的塔架3的横截面;
图7示出了用于连接塔架模块的接头的四个变型,以及
图8示出了相邻塔架模块之间的接头和缆线设置的另外的变型。
具体实施方式
[0035] 图1示出了使用根据本发明的塔架的风力涡轮机。风力涡轮机包括由吊舱2支撑 的转子1。吊舱2被安装在由基座4支撑的塔架3上。
[0036] 图2示出了参照图1的根据本发明的混凝土塔架3。
[0037] 混凝土塔架3由堆叠在彼此之上作为模块5的元件构成。在优选实施例中,位于 塔架3顶上的最后模块6实质上比其前面的模块5短。
[0038] 图3更为详细地示出了参照图2的根据本发明的混凝土塔架。
[0039] 在该实施例中,每个塔架模块5 (除了顶部上的塔架模块6)在其顶部处示出缆线 支撑的突起7。
[0040] 在塔架3的右侧,示出后张拉缆线8的中心线。它们中的一些从顶部模块6向下 到基座4、穿过所有模块5、延伸穿过塔架3的整个长度。
[0041] 其他后张拉缆线8仅经过多个模块5,因而它们从专用模块5的顶部穿过位于专用 模块5下面的所有模块5延伸。
[0042] 在该附图中,后张拉缆线8被示出竖直下降。
[0043] 图4示出了参照图3的塔架3的横截面。[0044] 在该示例中,塔架模块5和6的每一个都具有四条后张拉缆线,其将模块5和6连 接到基座4。
[0045] 塔架模块5、6的缆线以周向偏离方式被定位,因而它们彼此不干涉。
[0046] 塔架壁9封装缆线。
[0047] 由于缆线在该示例中竖直下降,顶部模块6的四条缆线10最接近塔架的中心CT。
[0048] 从桅杆3的顶部到基座4向下观看,四条缆线11所属于模块5-1,四条缆线12所 属于模块5-2,四条缆线13所属于模块5-3。
[0049] 缆线11、12和13被定位为越来越靠近塔架壁9。
[0050] 图5示出了根据本发明的混凝土塔架3的纵截面。
[0051] 不同于图3,后张拉缆线8平行于塔架壁9下降。
[0052] 图6示出了参照图5的塔架3的横截面。
[0053] 在该示例中,塔架模块5和6的每一个都具有四条后张拉缆线,其将模块5和6连 接到基座4。
[0054] 塔架模块5、6的缆线以周向偏离方式被定位,因而它们彼此不干涉。
[0055] 塔架壁9封装缆线。由于缆线平行于塔架壁9下降,顶部模块6的四条缆线10、模 块5-1的四条缆线11、模块5-2的四条缆线12和模块5-3的四条缆线与塔架壁9呈相等间隔。
[0056] 图7示出了用于连接塔架模块的接头的四个变型。
[0057] 参照图7A,塔架模块5-1具有缆线支撑突起7,其用作后张拉缆线8的锚定点或用 作缓冲来自较高模块的缆线的支架,该缓冲例如由通道14实现,当缆线8被插入时,可用柏 油基或橡胶基化合物来填充通道14。
[0058] 参照图7B,利用指部和槽部布置结构15使相邻的模块5-1和5_2居中。
[0059] 参照图7C,利用重叠部使相邻的模块5-1和5-2居中。
[0060] 这里,缆线支撑突起7向内延伸以用作平台,仅留有用于梯子或升降机的电力缆 线的孔16。
[0061] 上模块5-1具有凹进17,当上模块5-1被安装到下模块5_2时凹进17进入上模块 5-1。
[0062] 参照图7D,相邻的模块5-1和5-2使用重叠部被居中。
[0063] 这里,缆线支撑突起7向上延伸以提供用于上模块5-1的居中凹进18。上模块5_1 在其被放置到下模块5-2上时在该凹进18上被居中。
[0064] 图8示出了相邻塔架模块之间的接头和缆线设置的另外的变型。
[0065] 参照图8A,塔架模块5-1和5-2不具有如上所述的缆线支撑突起。
[0066] 居中件19代替缆线支撑突起被放置在两个相邻模块5-1和5-2之间。居中件19 具有孔14,孔14用于缆线8。
[0067] 参照图8B,居中件19仅具有用于梯子或起重机的电力缆线的小孔20,由此其用作
平台ο
[0068] 参照图8C,后张拉缆线8在居中件19处的附接被示出。
[0069] 缆线8穿过居中件19中的孔14伸出。在负载分布垫圈20或环20的顶部,缆线 8使用螺母21被张拉。[0070] 参照图8D,在较高水平处被附接的后张拉缆线8的缓冲被示出。
[0071] 缆线8穿过居中件19中的孔14。
[0072] 一旦缆线8被张拉,则施加合适的缓冲化合物22来填充孔14。

Claims (17)

1.用于组装塔架的方法,其中多个预铸造元件被竖直堆叠以构成塔架,而且这些元件的部分形成了塔架壁;其中所述塔架的每个元件通过多条给定后张拉缆线固定就位并与塔架基座相连,所述 多条给定后张拉缆线在所述塔架内部延伸;其中所述元件的所述后张拉缆线在没有嵌入所述塔架壁内专用通道中的情况下被牵 拉穿过所述塔架;其中所述后张拉缆线经由缓冲装置固定在所述塔架壁的特定部位以防止它们摆动。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述预铸造元件被成形为圆筒形或锥形。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所属元件的所述后张拉缆线在其位于所述元 件处的第一端被固定,在后面的元件内部被牵拉到所述基座,且在其第二端被固定在那里。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述塔架的底部元件被直接铸造在塔架基座上, 而且多个预铸造元件被铸造在特定位置。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述塔架的底部元件被直接铸造在岩石地面上, 而岩锚用于固定所述后张拉缆线。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述元件中的至少一个由混凝土或钢制成。
7.根据权利要求6所述的方法,其中混凝土元件由纤维加固。
8.根据权利要求7所述的方法,其中钢或玻璃纤维用于加固所述元件。
9.根据权利要求1所述的方法,其中用于所述缓冲装置的所述特定部位被分隔作为间 隔的规则距离。
10.根据权利要求1或9所述的方法,其中接头用于将所述后张拉缆线固定到所述特定 部位,而且所述接头与粘性缓冲元件配合。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述粘性缓冲元件由橡胶或柏油化合物制成。
12.根据权利要求1所述的方法,其中可调吸收器用作缓冲装置。
13.根据权利要求1所述的方法,其中位于所述塔架顶上的最后元件实质上比其前面 的元件短。
14.根据权利要求1所述的方法,其中堆叠在专用元件上的元件的所述后张拉缆线以 周向偏离的方式被引导穿过所述专用元件以避免干涉。
15.根据权利要求1所述的方法,其中所述后张拉缆线被靠近或平行于所述塔架壁牵 拉穿过所述元件。
16.根据权利要求1所述的方法,其中所述塔架用于风力涡轮机。
17.用于风力涡轮机的塔架,其中多个预铸造元件被构造为被竖直地堆叠以构成所述塔架,而这些元件的部分形成 了塔架壁;其中所述塔架的每个元件通过多条给定后张拉缆线固定就位并与塔架基座相连,所述 多条给定后张拉缆线在所述塔架内部延伸;其中所述元件的所述后张拉缆线在没有嵌入所述塔架壁内专用通道中的情况下被牵 拉穿过所述塔架;其中所述后张拉缆线经由缓冲装置固定在所述塔架壁的特定部位以防止它们摆动。
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