CN110863954A - 一种用于风电的混合塔架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于风电的混合塔架，包括塔架本体，塔架本体包括塔架基底和垛叠在塔架基底上的多个第一筒节，每个第一筒节均由四片相同结构的圆角段和四片相同结构的平板段拼接而成，且任意两个所述第一筒节的圆角段均相同，第一筒节的截面为圆角边角的正方形，圆角段位于正方形的圆角边角的位置，平板段位于正方形的直线边上，且圆角段和平板段的外表面均设置有防护涂层。上述混合塔架，在实际应用过程中，在混合塔架制作过程中所有的第一筒节仅需两个模具即可实现制作，大大减少了模具数量，此外，安装过程中仅需定位四个圆角段即可确定平板段的安装位置，安装定位调试更加方便，从而大大缩短了安装周期。

Description

一种用于风电的混合塔架

技术领域

本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种用于风电的混合塔架。

背景技术

风电塔筒就是风力发电的塔杆，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动。目前，风力发电机组大部分采用全钢塔筒，为保障塔筒的承载载荷，全钢塔筒厚度、直径随之越来越大，在制作工艺、运输和成本等方面存在较多难题，严重影响了大功率发电机组的发展。

一般来说，全钢塔筒，简称为柔塔，支撑结构在外部动态载荷作用下产生强迫振动，当外部载荷的激励频率与结构的自然频率相近时，结构产生共振，严重情况下会导致结构失效，风机塔筒的动态激励主要来自主轴的旋转频率(1P)，以及叶片的通过频率(3P)，由转子的不平衡重量，风剪切以及塔影效应造成。对于变速风机，1P和3P是一个频率带，在一定条件下，气流流经塔筒的表面，在其后侧形成左右交替出现的周期性的线涡。塔筒受到周期性的反作用力而产生左右摆动，进而出现横风向的振动现象。因此，目前的全钢柔塔无论是可靠性还是经济性都存在隐患。

为保证塔筒的可靠性和经济性，混合塔架应运而生，混合塔架是由传统钢制塔筒和混凝土塔筒组合而成，中间通过转换装置进行连接，混凝土与钢筒利用各自优点互补，保证塔架的安全性，提高塔架的经济性，为解决低风速地区的发电量，提供了全新选择。但目前的混合塔架的形式大多采用全直式和分段式，各段之间通过变径转换段连接，变径转换段不仅受力较大并且重量较大，每个变径均需采用一套模具，各段筒节均需要不同的模具来完成制作，导致模具数量多，安装周期长。

综上所述，如何解决用于风电的混合塔架需要模具数量多和安装周期长的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于风电的混合塔架，以解决混合塔架需要模具数量多和安装周期长的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于风电的混合塔架，包括塔架本体，所述塔架本体包括塔架基底和垛叠在所述塔架基底上的多个第一筒节，每个所述第一筒节均由四片相同结构的圆角段和四片相同结构的平板段拼接而成，且任意两个所述第一筒节的圆角段均相同，所述第一筒节的截面为圆角边角的正方形，所述圆角段位于所述正方形的圆角边角的位置，所述平板段位于所述正方形的直线边上，且所述圆角段和所述平板段的外表面均设置有防护涂层。

优选地，每节所述第一筒节的截面均为自下而上逐渐变小。

优选地，相邻的两个所述第一筒节中，位于下方的所述第一筒节的顶端截面与位于上方的所述第一筒节的底端截面相同。

优选地，所述塔架本体还包括位于最上方的所述第一筒节的上方的第二筒节。

优选地，所述第二筒节由多节子筒节垛叠而成。

优选地，所述第二筒节为全钢筒体。

优选地，所述第一筒节和所述第二筒节之间通过变径转换段连接。

优选地，所述第一筒节为混凝土筒节。

优选地，所述塔架基底上设置有用于定位最底层的所述第一筒体的地脚螺栓。

相比于背景技术介绍内容，上述用于风电的混合塔架，包括塔架本体，塔架本体包括塔架基底和垛叠在塔架基底上的多个第一筒节，每个第一筒节均由四片相同结构的圆角段和四片相同结构的平板段拼接而成，且任意两个所述第一筒节的圆角段均相同，第一筒节的截面为圆角边角的正方形，圆角段位于正方形的圆角边角的位置，平板段位于正方形的直线边上，且所述圆角段和所述平板段的外表面均设置有防护涂层。上述混合塔架，在实际应用过程中，由于任意两个所述第一筒节的圆角段均相同，因此所有第一筒节的圆角段仅需一个模具即可，而每个第一筒节的四个平板段均相同，而对于不同的第一筒节而言，其所对应的平板段仅仅在于宽度不同而已，因此可以采用一套模具通过调节宽度即可实现所有平板段的制作，塔架基底需要单独的模具进行制作，这样在混合塔架制作过程中所有的第一筒节仅需两个模具即可实现制作，大大减少了模具数量，此外，安装过程中仅需定位四个圆角段即可确定平板段的安装位置，安装定位调试更加方便，从而大大缩短了安装周期，并且通过在圆角段和平板段的外表面均设置防护涂层，根据需求可以选择不同的色彩，从而能够增强混合塔架的整体美观性；并且还可以防雨防晒，以延长塔架表层混凝土的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于风电的混合塔架的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的圆角段的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的平板段的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的塔架基底的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的第一筒节的剖视结构示意图。

上图1-图5中，

塔基基底1、第一筒节2、圆角段3、平板段4、第二筒节5、子筒节6、变径转换段7。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于风电的混合塔架，以解决混合塔架需要模具数量多和安装周期长的问题。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-图5所示，本发明实施例提供的用于风电的混合塔架，包括塔架本体，塔架本体包括塔架基底1和垛叠在塔架基底1上的多个第一筒节2，每个第一筒节2均由四片相同结构的圆角段3和四片相同结构的平板段4拼接而成，且任意两个第一筒节2的圆角段3均相同，第一筒节2的截面为圆角边角的正方形，圆角段3位于正方形的圆角边角的位置，平板段4位于正方形的直线边上，且圆角段和平板段的外表面均设置有防护涂层。

上述混合塔架，在实际应用过程中，由于任意两个所述第一筒节的圆角段均相同，因此所有第一筒节的圆角段仅需一个模具即可，而每个第一筒节的四个平板段均相同，而对于不同的第一筒节而言，其所对应的平板段仅仅在于宽度不同而已，因此可以采用一套模具通过调节宽度即可实现所有平板段的制作，塔架基底需要单独的模具进行制作，这样在混合塔架制作过程中所有的第一筒节仅需两个模具即可实现整个混合塔架的制作，大大减少了模具数量，此外，安装过程中仅需定位四个圆角段即可确定平板段的安装位置，安装定位调试更加方便，从而大大缩短了安装周期，并且通过在圆角段和平板段的外表面均设置防护涂层，根据需求可以选择不同的色彩，从而能够增强混合塔架的整体美观性；并且还可以防雨防晒，以延长塔架表层混凝土的使用寿命。

需要说明的是，由于第一筒体采用分片设计可以提高运输效率和道路通过能力，同时降低对吊装工具的要求，预制或者现场制作的生产方式能够更高效的生产，并且一般来说，最底层的第一筒节的底部直径达到6.8m以上，可以容纳更多的塔基部件并提高安装、维护的便利性。可以设计更大的门洞空间，便于人员和设备的进出，更有利于塔筒附件的设计和安装，混合塔架具备更强的抗疲劳特性，一般能够满足40-50年的使用，同时也降低了维护要求，结构阻尼的增加也提高了抗震能力。此外，需要说明的是，圆角段与平板段对拼的位置可以采用灌注混凝土进行固定的方式进行固定，又或者是采用紧固件进行锁紧的方式固定等。

另外需要说明的是，上述在圆角段和平板段(也即第一筒节)的外侧设置的防护涂层，可以至直接涂刷在第一筒节的外表面，并且是拼装之前就涂刷好，这样涂刷更加方便。该防护涂层的目的主要是为了保护第一筒节的外表面的混凝土的表层，并且根据需求的不同可以选择不同色彩的颜料，增强了塔架整体的色彩效果，并且还能够设计成广告的图像；不仅仅增强了美观度，而且带了商业价值；更重要的防护涂层能够起到防止雨水的侵入，防止恶劣环境下比如暴晒对第一筒节的外表皮造成伤害，一定程度上能够延长塔筒的使用寿命。一般来说，该防护涂层的防护方面可以为防水、防火、防腐、隔热、保温、绝缘方面的一种或多种。该防护涂层的选择可以为本领域技术人员常用的涂料，比如可以为环氧树脂涂料等。

在一些具体的实施方案中，每节第一筒节2的截面均为自下而上逐渐变小。通过采用这种结构形式使得第一筒节垛叠后的稳定性更好。

另外，为了减少变径转换段的数量，也能一定程度上减少整个混合塔架的模具数量，对应相邻的两个第一筒节2中，位于下方的第一筒节2的顶端截面与位于上方的第一筒节2的底端截面相同。这样使得相邻的两个第一筒节可以直接垛叠，省去了变径转换段。

需要说明的是，一般来说，混合塔架的塔架本体还包括位于最上方的第一筒节2的上方的第二筒节5，并且该第二筒节5一般由多节子筒节6垛叠而成。此外，该第二筒节5通常采用全钢筒体，而第一筒节通常采用混凝土筒节，这样使得混凝土筒节和钢结构的筒节搭配组合方式，更加能够适应低风速地区的塔架的安全性和经济性。

一般来说，第一筒节2和第二筒节5之间通过变径转换段7连接。因为第一筒节通常采用的是混凝土筒节，而第二筒节通常采用的是全钢结构的筒节，为了使二者更好的衔接，一般是需要布置变径转换段来连接。当然可以理解的是，采用变径转换段的方式仅仅是本发明实施例的优选举例而已，实际应用过程中，也可以采用最上端的第一筒节的上端面与最下端的第二筒节的下端面相适配的方式进行布置，也可以省去变径转换段，只不过这样对于第二筒节的加工要求较高而已，成本会相应的增加。

除此之外，为了方便第一筒体2与塔架基底1之间的安装位置确定，对应塔架基底1上设置有用于定位最底层的第一筒体2的地脚螺栓。又或者是，在塔基基底上布置对应的固定孔的方式等。

以上对本发明所提供的用于风电的混合塔架进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于风电的混合塔架，包括塔架本体，其特征在于，所述塔架本体包括塔架基底(1)和垛叠在所述塔架基底(1)上的多个第一筒节(2)，每个所述第一筒节(2)均由四片相同结构的圆角段(3)和四片相同结构的平板段(4)拼接而成，且任意两个所述第一筒节(2)的圆角段(3)均相同，所述第一筒节(2)的截面为圆角边角的正方形，所述圆角段(3)位于所述正方形的圆角边角的位置，所述平板段(4)位于所述正方形的直线边上，且所述圆角段和所述平板段的外表面均设置有防护涂层。

2.如权利要求1所述的用于风电的混合塔架，其特征在于，每节所述第一筒节(2)的截面均为自下而上逐渐变小。

3.如权利要求2所述的用于风电的混合塔架，其特征在于，相邻的两个所述第一筒节(2)中，位于下方的所述第一筒节(2)的顶端截面与位于上方的所述第一筒节(2)的底端截面相同。

4.如权利要求1-3中任一项所述的用于风电的混合塔架，其特征在于，所述塔架本体还包括位于最上方的所述第一筒节(2)的上方的第二筒节(5)。

5.如权利要求4所述的用于风电的混合塔架，其特征在于，所述第二筒节(5)由多节子筒节(6)垛叠而成。

6.如权利要求4所述的用于风电的混合塔架，其特征在于，所述第二筒节(5)为全钢筒体。

7.如权利要求4所述的用于风电的混合塔架，其特征在于，所述第一筒节(2)和所述第二筒节(5)之间通过变径转换段(7)连接。

8.如权利要求1-3和5-7中任一项所述的用于风电的混合塔架，其特征在于，所述第一筒节(2)为混凝土筒节。

9.如权利要求1-3和5-7中任一项所述的用于风电的混合塔架，其特征在于，所述塔架基底(1)上设置有用于定位最底层的所述第一筒体(2)的地脚螺栓。

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