CN110185584A - 一种可快速生产的风电塔筒及风电塔筒的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可快速生产的风电塔筒及风电塔筒的生产方法，它解决了现有技术中塔筒采购周期长，采购成本高的问题，具有便于采购，能加快生产周期的有益效果，其方案如下：一种可快速生产的风电塔筒，包括若干段可拼装的塔筒，每段塔筒包括多节筒节，每段塔筒筒节的厚度从高到低逐渐增大，且每段塔筒每节筒节的厚度为整数，单位为毫米。

Description

一种可快速生产的风电塔筒及风电塔筒的生产方法

技术领域

本发明涉及风电领域，特别是涉及一种可快速生产的风电塔筒及风电塔筒的生产方法。

背景技术

风电塔筒就是支撑风力发电主机的塔杆，同时可吸收机组产生的震动。风电塔筒的生产工艺流程如下：切割机下料，板材开坡口，卷板机卷板成型后，点焊，定位，确认后进行内外纵缝的焊接，校圆。圆度检查后，如有问题进行二次校圆。单节筒体制作完成后，采用液压组对机进行组对，调整直线度、法兰平行度，完成单段筒节组对。焊接内外环缝，焊接法兰，进行焊缝无损探伤和平面度检查。喷砂，喷漆处理后，完成内件安装和成品检验，塔筒生产完成。

为了更好的捕捉风能，风电塔筒根据每个风场测风结果进行设计，其通用性非常差，几乎是每个风场塔筒为一到多种类型；同时为了提高塔筒钢板的利用率，每个风场风电塔筒的壁厚和直径都不尽相同。现有技术中，发明人发现塔筒钢板全为非标准尺寸板材，钢厂加工难度大，制造成本高。塔筒生产厂家在钢板采购时极为不便，并且基本不可能进行储备板材，采购周期长。因塔筒减重节约的成本与采购周期长延误发电利润相比，微乎其微，其变相增加了发电成本。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种可快速生产的风电塔筒，能方便风电塔筒加工制作，方便采购，相应降低生产成本。

一种可快速生产的风电塔筒的具体方案如下：

一种可快速生产的风电塔筒，包括若干段可拼装的塔筒，每段塔筒包括多节筒节，每段塔筒筒节的厚度从高到低逐渐增大，且每段塔筒每节筒节的厚度为整数，单位为毫米。

上述的一种可快速生产的风电塔筒，通过将每段塔筒筒节的厚度设定为整数，不仅便于采购，采购成本得到有效控制，为保证塔筒的质量，相邻筒节的厚度相同或相异，因此整数的筒节厚度便于加工生产；另外，利用整数厚度的筒节，在部分材料缺料情况下，相同厚度的筒节采用的钢板可以相互调用，相应节约了加工周期。

或者，另一方案中，最底段所述塔筒通过水泥基础进行支撑，且最底段塔筒底部设置基座，基座与水泥基础连接，基座的尺寸大于最低段塔筒的尺寸，基座具有设定的高度，且水泥基础设置卡槽，基座与设于卡槽内，且基座与水泥基础通过紧固件如多个螺栓实现可靠连接，螺栓固定于水泥基础，螺栓穿过基座后，采用螺母锁紧固定。

进一步地，为了提高风电塔筒的设置稳定性，最顶段的所述塔筒为锥筒，除最顶段塔筒外的第二段塔筒、第三段塔筒和第四段塔筒均为直筒。

进一步地，最顶段的所述塔筒顶端直径为偏航法兰的直径，以方便安装偏航法兰，底端直径为设定值。

进一步地，最顶段的所述塔筒中最顶端筒节高度小于该塔筒中段筒节的高度，中段筒节的高度小于该塔筒最底端筒节的高度，通过从小到大尺寸的设置，对受风力较大的最顶段塔筒来说，可提高其的抗风力和稳定程度。

进一步地，从上到下，为了保证结构设置的稳定性，相应方便制造和运输，所述塔筒包括四段，最顶段塔筒的高度大于第二段塔筒的高度，第二段塔筒的高度小于第三段塔筒的高度，第三段塔筒的高度大于第四段塔筒的高度。

进一步地，每段所述塔筒两端均设置台阶以便于相邻两塔筒的连接，通过台阶的设置，有效方便上段塔筒卡入下段塔筒，方便相邻塔筒的可靠对接，也方便了安装。

进一步地，为了方便加工制造，所述第二段塔筒中每段筒节的高度是相同的；第三段塔筒中每段筒节的高度同样是相同的。

进一步地，第四段塔筒的直径整体上从高到低是逐步增大的，部分可能相同，为了与第四段塔筒每节筒节的直径相适应，所述第四段塔筒中底段的若干段筒节高度小于该塔筒中段和顶段若干段筒节的高度，这样的结构设置，能够增强第四段也就是最底段塔筒的结构设置强度。

进一步地，每段所述塔筒中相邻的两段筒节的高度或厚度各自相同或相异。

本发明的第二目的是提供一种风电塔筒的生产方法，包括如下内容：

将风电塔筒划分为若干段塔筒，每段塔筒包括若干段筒节，确定生产风电塔筒所需的钢板尺寸表；

将钢板尺寸表中的数据转换为大于对应该段筒节的整数数据，每一段塔筒顶段的筒节高度采用四舍五入的方式调整为对应的整数，每一段塔筒底段的筒节高度采用增大的方式调整为对应的整数；

根据确定的筒节厚度来进行每段塔筒的生产。

上述的生产方法，相比于现有的塔筒生产方法，若部分筒节对应的钢板型号存在数量不足，可利用其它筒节对应的库存钢板先行进行生产，有效缩减了等待的时间，保证了连续性生产，而且整数厚度的筒节，也方便了加工，方便了采购，从而提高了风电塔筒的生产速率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明通过风电塔筒的设置，将塔筒每段筒节的厚度设定为整数，单位为mm，这样不仅便于采购，方便加工生产，而且能够保证塔筒的质量，能够有效缩短加工周期。

2)本发明通过风电塔筒生产方法的提出，可利用其它筒节对应的库存钢板先行进行生产，有效缩减了等待的时间，保证了连续性生产，提高了风电塔筒的生产速率。

3)本发明通过水泥基础的设置，能够根据现场情况调节水泥基础的高度，进而实现对风电塔筒高度的调整，而且水泥基础的设置，有利于提高风电套筒设置的稳定性和可靠性。

4)本发明通过将第一段塔筒设为锥筒，能够有效提高风电塔筒的设置稳定性，本发明通过将第二段塔筒和第三段塔筒中各个筒节的高度设为相同，可方便第二段塔筒和第三段塔筒的加工，本发明通过将第四段塔筒底部筒节的高度逐步缩减，有利于与第四段塔筒筒节的直径相适应，进而有利于提高第四段塔筒的设置稳定性和强度。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例中第四段塔筒的示意图；

图2为本发明实施例中第三段塔筒的示意图；

图3为本发明实施例中第二段塔筒的示意图；

图4为本发明实施例中最顶段塔筒的示意图；

图中，5.第四段塔筒，6.第三段塔筒，7.第二段塔筒，8.最顶段塔筒。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种可快速生产的风电塔筒。

下面结合附图，对本实施例的方案进行进一步阐述。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图4所示，一种可快速生产的风电塔筒，包括一种可快速生产的风电塔筒，包括若干段可拼装的塔筒，每段塔筒包括多节筒节，每段塔筒筒节的厚度从高到低逐渐增大，且每段塔筒每节筒节的厚度为整数，厚度的单位为mm，具体如12mm，整数的位数为两位。

通过本实施例提出的一种可快速生产的风电塔筒，通过将每段塔筒筒节的厚度设定为整数，不仅便于采购，采购成本得到有效控制，为保证塔筒的质量，相邻筒节的厚度相同或相异，因此整数的筒节厚度便于加工生产。

从上到下，塔筒包括四段，最顶段塔筒8的高度大于第二段塔筒7的高度，第二段塔筒7的高度小于第三段塔筒6的高度，第三段塔筒6的高度大于第四段塔筒5的高度。最顶段的所述塔筒为锥筒，实际上为圆台形状，除最顶段塔筒外的第二段塔筒、第三段塔筒和第四段塔筒均为直筒，且最顶段塔筒底部的直径与其他三段塔筒的直径相同，其他三段塔筒的直径是相同的。

另一实施例中，最底段所述塔筒通过水泥基础进行支撑，水泥基础的高度可根据现场施工情况进行确定，进一步可实现对风电塔筒高度的辅助调整，且最底段塔筒底部设置基座，基座与水泥基础连接，基座的尺寸大于最低段塔筒的尺寸，基座具有设定的高度，且水泥基础设置卡槽，基座与设于卡槽内，且基座与水泥基础通过紧固件如多个螺栓实现可靠连接，螺栓固定于水泥基础，螺栓穿过基座后，采用螺母锁紧固定。

最顶段塔筒8顶端直径为偏航法兰的直径，这样最顶段塔筒8用于与偏航法兰的连接，最顶段塔筒8底端直径为设定值，具体为4300mm，进一步，每段所述塔筒两端均设置台阶以便于相邻两塔筒的连接，相邻的塔筒均通过法兰实现两段塔筒的可靠连接。

每段所述塔筒中相邻的两段筒节的高度相同或相异，且相邻的两段筒节的厚度相同或相异。其中，为了提高最顶段塔筒顶部的强度，最顶段塔筒8中顶端筒节的厚度大于该塔筒中段筒节的厚度，且最顶段塔筒8中段筒节的厚度小于该塔筒顶端和底端筒节的厚度，另外，最顶段塔筒8的最顶端筒节的高度小于中段筒节的高度，中段筒节的高度小于该段塔筒最底端筒节的高度，在本实施例中，最顶段塔筒8包括11段筒节，最顶端筒节高度为2000mm，中间段9段筒节高度为2200mm，最顶端最底端筒节的高度为2700mm，最顶段塔筒的厚度从高到低依次为20、14、12、12、12、11、11、12、13和13mm。

第二段塔筒7中每段筒节的高度是相同的，均为2500mm；第三段塔筒6中每段筒节的高度同样是相同的，均为2500mm，但实际上第二段塔筒7端部高度大于第三段塔筒端部的高度，从而第二段塔筒的高度略大于第三段塔筒6的高度，在本实施例中，第二段塔筒和第三段塔筒共包括9段，且第二段塔筒7的厚度从高到低依次为12、12、13、14、14、15、15、15和16mm，第三段塔筒6的厚度从高到低依次为16、18、18、18、19、19、20、20和22mm。

因为第四段塔筒5底部起到较大的支撑作用，第四段塔筒5中底段的若干段筒节高度小于该塔筒中段和顶段若干段筒节的高度，该段塔筒中顶段和中段的筒节高度是相同的，便于加工，在本实施例中，第四段塔筒5包括8段筒节，从高到低，筒节的厚度依次为23、24、24、27、27、29、29和30mm，第二段塔筒7前5段的高度均为2500mm，后三段高度从高到低依次为1900、1900和820mm。

需要注意的是，塔筒的材质为Q345D和，或者Q345E。

一种风电塔筒的生产方法，包括如下内容：

将风电塔筒划分为若干段塔筒，每段塔筒包括若干段筒节，将风电塔筒划分为若干段，通过风电塔筒所需要承受的荷载等，来确定每段筒节的直径、厚度和高度；

将每段筒节的计算厚度设置为对应该段筒节厚度的整数数据，每一段塔筒筒节的计算厚度若为整数，则保持不变，若计算厚度带有小数位，均采用增大的方式调整为对应的整数，单位为mm；

筒节的厚度t(单位为mm)再进行优化后，也就是制造筒节所用钢板的厚度按照10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60进行选择，所需要钢板的长度L按照L＝3.14(4300-t)+80，宽度大于等于筒节的相应高度；通过确定的钢板厚度、宽度和长度，来进行塔筒的生产；

若塔筒优化后其振动频率，与风机或叶片存在发生共振的危险，通过增设塔筒振动阻尼器来进行解决，因为风电塔筒顶部的摆副是较大的，故将振动阻尼器设于最顶段塔筒塔壁的侧部。

根据确定后的筒节厚度、高度和直径，通过放样确定生产塔筒所需的钢板尺寸表，从钢板库调取所需尺寸钢板即可开工生产，其中部分钢板型号若存在数量不足，即可利用库存钢板先行生产的周期，与特殊加强区域异型尺寸钢板、法兰、塔筒内附件同时进行采购，保证连续性生产。同时使用较多的规格，可批量备货时适当增加一些储备量。

采用本实施例提供的风电塔筒生产方法，塔筒钢板使用厚度平均增加0.5毫米左右，整体利用率降低3％左右。但是上述大批量定购的系列规格板材与单个项目的定尺板材相比，其价格有很大优势，因此就采购板材成本而言，且剩余余料可二次消化利用，其与原结构塔筒的钢板采购成本方面是具有优势的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可快速生产的风电塔筒，其特征在于，包括若干段可拼装的塔筒，每段塔筒包括多节筒节，每段塔筒筒节的厚度从高到低逐渐增大，且每段塔筒每节筒节的厚度为整数，单位为毫米。

2.根据权利要求1所述的一种可快速生产的风电塔筒，其特征在于，从上到下，所述塔筒包括四段，最顶段塔筒的高度大于第二段塔筒的高度，第二段塔筒的高度小于第三段塔筒的高度，第三段塔筒的高度大于第四段塔筒的高度。

3.根据权利要求1所述的一种可快速生产的风电塔筒，其特征在于，最顶段的所述塔筒顶端直径为偏航法兰的直径，底端直径为设定值。

4.根据权利要求1所述的一种可快速生产的风电塔筒，其特征在于，最顶段的所述塔筒中最顶端筒节高度小于该塔筒中段筒节的高度，中段筒节的高度小于该塔筒最底端筒节的高度。

5.根据权利要求2所述的一种可快速生产的风电塔筒，其特征在于，最顶段的所述塔筒为锥筒，除最顶段塔筒外的第二段塔筒、第三段塔筒和第四段塔筒均为直筒。

6.根据权利要求1所述的一种可快速生产的风电塔筒，其特征在于，每段所述塔筒两端均设置台阶以便于相邻两塔筒的连接；

或者，最底段所述塔筒通过水泥基础进行支撑，且最底段塔筒底部设置基座，基座与水泥基础连接。

7.根据权利要求2所述的一种可快速生产的风电塔筒，其特征在于，所述第二段塔筒中每段筒节的高度是相同的；第三段塔筒中每段筒节的高度同样是相同的。

8.根据权利要求2所述的一种可快速生产的风电塔筒，其特征在于，所述第四段塔筒中底段的若干段筒节高度小于该塔筒中段和顶段若干段筒节的高度。

9.根据权利要求1所述的一种可快速生产的风电塔筒，其特征在于，每段所述塔筒中相邻的两段筒节的高度或厚度各自相同或相异。

10.一种风电塔筒的生产方法，其特征在于，包括如下内容：

将风电塔筒划分为若干段，每段塔筒包括若干段筒节，确定每段筒节的直径、厚度和高度；

将每段筒节的计算厚度设置为对应该段筒节厚度的整数数据，每一段塔筒筒节的计算厚度若为整数，则保持不变，若计算厚度带有小数位，均采用增大的方式调整为对应的整数，单位为mm；

根据确定的筒节厚度、高度和直径来进行每段塔筒的生产。