CN102182343A - 风力发电机组用空心钢管混凝土塔筒 - Google Patents

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王玉银
刘昌永
陈杰
王庆贺
汪承华
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Abstract

风力发电机组用空心钢管混凝土塔筒，它涉及一种风力发电机塔筒。本发明为了解决现有的钢管塔筒用钢量大、塔筒内外壁均需进行防腐、防锈处理，结构造价高的问题。本发明包括钢管、混凝土、连接法兰盘和钢板加劲肋，利用离心生产技术使得混凝土内衬于钢管内壁，形成空心钢管混凝土塔筒。本发明是一种构造简单、生产、运输、吊装、安装方便，用钢量小、节省钢材和钢管内壁防腐防锈处理、造价低，抗火性能和抗冲击性能好的一种风力发电机塔筒。

Description

风力发电机组用空心钢管混凝土塔筒
技术领域
本发明属于一种建筑结构构件，涉及一种风力发电机塔筒。
背景技术
风力发电无需燃料、不占耕地、没有污染、运行成本低，是一种节能、环保的技术。我国风能资源十分丰富，风力发电产业发展前景广阔。目前应用最多的是水平轴风力发电机组，其中塔架是承担风力发电机组全部荷载的唯一竖向构件，一般采用单肢圆形或正多边形钢管塔筒作为风力发电机组塔架。钢管塔筒具有结构重量轻、便于运输、安装、施工速度快的特点，但由于塔筒主要承受弯矩和扭矩的作用，所以一般选用截面较开展，管壁厚度受防止管壁发生局部屈曲的界限宽厚比限制，管壁较厚，存在用钢量大的缺点，同时塔筒内外壁均需进行防腐、防锈处理，结构造价高的问题。这大大限制了风力发电机的推广与应用。
发明内容
本发明为了解决现有的钢管塔筒用钢量大，塔筒内外壁均需进行防腐、防锈处理，结构造价高的问题，本发明提供了一种空心钢管混凝土塔筒。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明所述的风力发电机组用空心钢管混凝土塔筒由一个塔筒节段构成或由两个以上塔筒节段通过其两端的连接法兰盘拼接而成；所述塔筒节段包括钢管、混凝土层、两个连接法兰盘和多个钢板加劲肋，钢管在内壁上内衬有一层用于提高钢管局部稳定承载力且降低钢管壁厚的混凝土层，在钢管两端端面各焊接一个连接法兰盘，在每个连接法兰盘内侧端面和钢管端部侧壁之间焊接有钢板加劲肋。
本发明的有益效果是：
本发明提出的空心钢管混凝土塔筒包括钢管和利用离心技术内衬与钢管内壁的混凝土层，利用离心技术内衬于钢管内壁的混凝土能提高钢管的局部稳定承载力，从而有效降低钢管壁厚，节约钢材，同时起到防止钢管内壁锈蚀的作用，降低塔筒造价。本发明是一种构造简单、生产、运输、吊装、安装方便，用钢量小、节省钢材和钢管内壁防腐防锈处理、造价低，抗火性能和抗冲击性能好的一种风力发电机塔筒。
本发明提出的风力发电机组空心钢管混凝土塔筒具有下列优点：
1、用钢量小，最多可节省50％的钢材，可显著降低结构造价；
2、降低塔筒钢管壁厚，降低焊接难度和成本；
3、节省钢管内壁防腐防锈处理，节省造价50％；
4、相对于钢塔筒，构件重量增加不多或没有增加，塔筒运输、吊装、安装与钢塔筒相同；
5、塔筒抗火、抗冲击性能好。
附图说明
图1是具体实施方式一的结构示意图，图2是图1的A-A剖视图；图3是具体实施方式二的结构示意图，图4是图3的A-A剖视图；图5是具体实施方式三的结构示意图，图6是图5的A-A剖视图；图7是具体实施方式四的结构示意图，图8是图7的A-A剖视图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1～2具体说明本实施方式，本实施方式所述的风力发电机组用空心钢管混凝土塔筒由一个塔筒节段构成或由两个以上塔筒节段通过其两端的连接法兰盘拼接而成；所述塔筒节段包括钢管1、混凝土层2、两个连接法兰盘3和多个钢板加劲肋4，钢管1在内壁上内衬有一层用于提高钢管局部稳定承载力且降低钢管壁厚的混凝土层2，在钢管1两端端面各焊接一个连接法兰盘3，在每个连接法兰盘4内侧端面和钢管1端部侧壁之间焊接有钢板加劲肋4。所述钢管1为圆柱钢管且所述钢管1的横截面为圆形。
具体实施方式二：下面结合图3～4具体说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同之处在于：所述塔筒或构成所述塔筒的塔筒节段的外形为圆锥体；即所述钢管1采用圆锥形钢管。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：下面结合图5～6具体说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同之处在于：所述钢管1的横截面为正八边形，钢管1的外形呈棱柱状。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
所述钢管1的横截面也可为边数不少于四个的正多边形。
具体实施方式四：下面结合图7～8具体说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同之处在于：所述钢管1的横截面为正八边形，钢管1的外形呈棱台或棱锥状。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式所述混凝土层2是普通混凝土层、轻骨料混凝土层或再生混凝土层。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
针对本发明再进行如下阐述：
利用离心技术将混凝土2内衬于钢管1内壁，进行混凝土养护，形成空心钢管混凝土塔筒，待钢管内壁混凝土达到设计强度后即形成了空心钢管混凝土塔筒节段。将空心钢管混凝土塔筒节段运至风力发电机安装现场，待发电机组基础施工完成后，即可利用起重设备或装置进行塔筒节段的吊装，利用塔筒节段两端的法兰盘与基础和上部节段进行连接。塔筒安装完成后即可进行风力发电机组其他设备的安装。当风力发电机组塔筒高度不大，一个节段即能满足运输要求，可不必进行分段预置和安装。

Claims (4)

1.一种风力发电机组用空心钢管混凝土塔筒，其特征在于：所述塔筒由一个塔筒节段构成或由两个以上塔筒节段通过其两端的连接法兰盘拼接而成；所述塔筒节段包括钢管(1)、混凝土层(2)、两个连接法兰盘(3)和多个钢板加劲肋(4)，钢管(1)在内壁上内衬有一层用于提高钢管局部稳定承载力且降低钢管壁厚的混凝土层(2)，在钢管(1)两端端面各焊接一个连接法兰盘(3)，在每个连接法兰盘(4)内侧端面和钢管(1)端部侧壁之间焊接有钢板加劲肋(4)。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组用空心钢管混凝土塔筒，其特征在于：所述塔筒或构成所述塔筒的塔筒节段的外形为柱体或锥体。
3.根据权利要求1所述的风力发电机组用空心钢管混凝土塔筒，其特征在于：所述钢管(1)的横截面为圆形或边数不少于四个的正多边形。
4.根据权利要求1、2或3所述的风力发电机组用空心钢管混凝土塔筒，其特征在于：所述混凝土层(2)是普通混凝土层、轻骨料混凝土层或再生混凝土层。
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