CN112983754B - 一种布局紧凑的风电机组机舱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种布局紧凑的风电机组机舱，包括机架、机舱罩、发电机、齿轮箱和齿轮箱散热器，所述机架位于机舱罩内，所述齿轮箱设于机架上，所述齿轮箱散热器置于齿轮箱的顶部，所述机舱罩的顶部对应齿轮箱散热器的位置设有散热通风罩，所述齿轮箱散热器与散热通风罩之间设有独立风道，所述发电机位于机架的尾部且安装在机架上，所述机架头尾总长度L1不超过发电机尾部与机架头部之间的距离L2。本发明具有布局合理、缩短机架长度、降低成本的优点。

Description

一种布局紧凑的风电机组机舱
技术领域
本发明涉及风力发电机组，尤其涉及一种布局紧凑的风电机组机舱。
背景技术
风电机组机舱是风力发电机组最重要的系统，风力发电机组的发电机、齿轮箱和机舱控制柜等核心部件基本都安装在风机机舱内，风机机舱为风机的发电功能系统，对于安装在风机机舱内的设备同时起着支撑及外部安全防护作用。风电机组机舱包括主承重的机架，用于承载传动链及偏航系统，内部两侧设计检修平台，外部设计有机舱罩用于外部防护。
现有技术中，机舱内布局需综合考虑传动链长度，机组散热器布置，机舱罩支撑点及机舱吊装方式、机舱逃生口位置布局、机舱罩形状等问题，现有设计中机舱冷却器多放置于机舱机架上或机舱尾部做独立通风装置导致机组机架较长，机舱罩支撑点单侧需3-5点与机架进行连接，机舱逃生口布局多置于机舱中部，机舱罩形状多采用方方正正的结构，在2.5MW以上功率的风电机组中，由于功率较大，舱内传动链长度达到了8米以上，机舱整体长度在13米以上，机舱宽度随着舱内偏航外置驱动的增加，达到了4.7米，存在无法整体运输和体型庞大的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、布局合理、缩短机架长度、降低成本的布局紧凑的风电机组机舱。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种布局紧凑的风电机组机舱，包括机架、机舱罩、发电机、齿轮箱和齿轮箱散热器，所述机架位于机舱罩内，所述齿轮箱设于机架上，所述齿轮箱散热器置于齿轮箱的顶部，所述机舱罩的顶部对应齿轮箱散热器的位置设有散热通风罩，所述齿轮箱散热器与散热通风罩之间设有独立风道，所述发电机位于机架的尾部且安装在机架上，所述机架头尾总长度L1不超过发电机尾部与机架头部之间的距离L2。
作为上述技术方案的进一步改进，所述齿轮箱散热器设置为两个，两个齿轮箱散热器均布置在齿轮箱顶部。
作为上述技术方案的进一步改进，所述风电机组机舱还包括机舱逃生口，所述发电机位于机架的尾部一侧，所述机舱逃生口设于机架尾部另一侧，并且与发电机的尾部相邻。
作为上述技术方案的进一步改进，所述机舱罩包括顶部罩和底部罩，所述顶部罩的顶面为从头端至尾端向下倾斜的弧面，所述底部罩两侧的宽度从头端至尾端的方向逐渐减小，所述底部罩的底面为从头端至尾端向上倾斜的弧面。
作为上述技术方案的进一步改进，所述底部罩由两个对称的底部罩分体拼接构成。
作为上述技术方案的进一步改进，所述顶部罩和底部罩的分型面为从头端至尾端向下倾斜的斜面，所述顶部罩通过两组支撑点与机架连接，两组支撑点分设于顶部罩的两侧，每组支撑点设置三个支撑点。
作为上述技术方案的进一步改进，所述机架固定在底部罩上。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的布局紧凑的风电机组机舱，通过将齿轮箱散热器置于齿轮箱的顶部，在机舱上部增加独立风道及散热通风罩来完成散热设计，同时对机舱内的部件进行合理化设计，紧凑布局实现将机架1的总长缩短约2～3米，机舱结构件成本降低约8万元以上。
(2)本发明的布局紧凑的风电机组机舱，机舱逃生口移至机舱尾部发电机的一侧，可有效的利用剩余空间，减少机架内部设计机舱逃生口7导致的长度增大，可更有效的利用机舱空间，将机架1的长度缩短约0.5米，降本2万元以上。
(3)本发明的布局紧凑的风电机组机舱，机舱罩外形整体将做全弧面设计，尾部进行收缩，减小机舱的宽度和长度，左右两侧向内，顶部向下的方式，可有效的减少内部检修平台的重量和数量，同时机舱顶部为溜背式结构，有效的防止了机舱顶部积水的可能。
(4)本发明的布局紧凑的风电机组机舱，机舱罩与机架的弹性支撑点通过修改机舱罩上下壳体的分型面，减小底部单侧的需要承载的弯矩，均匀的分布三个支撑点，同时加大支撑点内预埋件的受力面积，实现了单侧三支撑点均匀分布在机架上，减少单侧支撑点仅为3个，较传动布局可使机舱结构件重量减少约1吨，降本约2万元。
附图说明
图1是本发明布局紧凑的风电机组机舱的主视结构示意图。
图2是本发明布局紧凑的风电机组机舱的俯视结构示意图(不含顶部罩)。
图3是本发明中机架及其上的部件的布局示意图。
图4是本发明中机架的俯视结构示意图。
图5是本发明中机舱罩的主视结构示意图。
图6是本发明中机舱罩的仰视结构示意图。
图中各标号表示：
1、机架；2、机舱罩；21、顶部罩；22、底部罩；221、底部罩分体；23、分型面；3、发电机；4、齿轮箱；5、齿轮箱散热器；6、散热通风罩；7、机舱逃生口；8、支撑点。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1至图4所示，本实施例的布局紧凑的风电机组机舱，包括机架1、机舱罩2、发电机3、齿轮箱4和至少一个齿轮箱散热器5，机架1位于机舱罩2内，齿轮箱4设于机架1上，齿轮箱散热器5置于齿轮箱4的顶部，机舱罩2的顶部对应齿轮箱散热器5的位置设有散热通风罩6，齿轮箱散热器5与散热通风罩6之间设有独立风道(图中未示出)，发电机3安装在机架1上并位于机架1的尾部，机架1头尾总长度L1不超过发电机3尾部与机架1头部之间的距离L2。也就是说，从尾部看，机架1尾部长度与发电机3的长度基本一致，相当于装上了发电机3之后，并不影响机架1的长度，机架1的长度L1就是本身的长度。
本实施例齿轮箱散热器5以设置为两个例，两个齿轮箱散热器5均布置在齿轮箱4顶部。齿轮箱散热器5用于对风电机组的齿轮箱4进行散热，通过将齿轮箱散热器5置于齿轮箱4的顶部，在机舱上部增加独立风道及散热通风罩6来完成散热设计，同时对机舱内的部件进行合理化设计，紧凑布局实现将机架1的总长缩短约2～3米，机舱结构件成本降低约8万元以上。
本实施例中，风电机组机舱还包括机舱逃生口7，沿着机架1头端至尾端的方向(图1和图2的左侧为机架1的头部，右侧为机架1的尾部)，发电机3位于机架1的尾部一侧(右侧)，机舱逃生口7设于机架1尾部另一侧(左侧)，并且与发电机3的尾部相邻。作为传动链的支撑结构，机架1的长度直接关系到机舱的长度，将机架1设计至传动链支撑点的尾部，后续检修平台不再增加机架1的长度，同时将机舱柜体布置与发电机3的左侧，机舱逃生口7移至机舱尾部发电机3的一侧，可有效的利用剩余空间，减少机架内部设计机舱逃生口7导致的长度增大，在机舱发电机左侧的空间布置柜体，发电机3尾部检修空间左侧布置机舱逃生口7，可更有效的利用机舱空间，将机架1的长度缩短约0.5米，降本2万元以上。
本实施例中，如图5和图6所示，机舱罩2包括顶部罩21和底部罩22，顶部罩21的顶面为从头端至尾端向下倾斜的弧面，底部罩22两侧的宽度从头端至尾端的方向逐渐减小(如图2所示)，底部罩22的底面为从头端至尾端向上倾斜的弧面。机舱罩2外形整体将做全弧面设计，尾部进行收缩，减小机舱的宽度和长度，左右两侧向内(方向参考图2所示)，顶部向下的方式，可有效的减少内部检修平台的重量和数量，同时机舱顶部为溜背式结构，有效的防止了机舱顶部积水的可能。底部罩22由两个对称的底部罩分体221拼接构成，便于搬运和安装。
本实施例中，机架1固定在底部罩22上。顶部罩21和底部罩22的分型面23为从头端至尾端向下倾斜的斜面，顶部罩21通过两组支撑点8与机架1连接，两组支撑点8分设于顶部罩21的两侧，每组支撑点8设置三个支撑点8。机舱罩2与机架1的弹性支撑点通过修改机舱罩21上下壳体的分型面23，减小底部单侧的需要承载的弯矩，均匀的分布三个支撑点8，同时加大支撑点8内预埋件的受力面积，实现了单侧三支撑点8均匀分布在机架1上，减少单侧支撑点仅为3个，较传动布局可使机舱结构件重量减少约1吨，降本约2万元。
本发明的布局紧凑的风电机组机舱，将齿轮箱散热器5移至齿轮箱4的顶部，机舱逃生口7移至机舱尾部，同时减少机舱底部的机架1的设计长度，优化机舱罩2外形，相比于传统的机舱布置方法，该风电机组机舱空间紧凑，同时保证了正常的检修和维护控制，结构件少，机组外形美观简洁，较传动布局可使机舱长度缩短约3米，单台降本12万元以上，是大兆瓦机组机舱空冷形式下最佳的布局方式。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种布局紧凑的风电机组机舱，其特征在于：包括机架(1)、机舱罩(2)、发电机(3)、齿轮箱(4)和至少一个齿轮箱散热器(5)，所述机架(1)位于机舱罩(2)内，所述齿轮箱(4)设于机架(1)上，所述齿轮箱散热器(5)置于齿轮箱(4)的顶部，所述机舱罩(2)的顶部对应齿轮箱散热器(5)的位置设有散热通风罩(6)，所述齿轮箱散热器(5)与散热通风罩(6)之间设有独立风道，所述发电机(3)位于机架(1)的尾部且安装在机架(1)上，所述机架(1)头尾总长度L1不超过发电机(3)尾部与机架(1)头部之间的距离L2。
2.根据权利要求1所述的布局紧凑的风电机组机舱，其特征在于：所述齿轮箱散热器(5)设置为两个，两个齿轮箱散热器(5)均布置在齿轮箱(4)顶部。
3.根据权利要求1所述的布局紧凑的风电机组机舱，其特征在于：所述风电机组机舱还包括机舱逃生口(7)，所述发电机(3)位于机架(1)的尾部一侧，所述机舱逃生口(7)设于机架(1)尾部另一侧，并且与发电机(3)的尾部相邻。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的布局紧凑的风电机组机舱，其特征在于：所述机舱罩(2)包括顶部罩(21)和底部罩(22)，所述顶部罩(21)的顶面为从头端至尾端向下倾斜的弧面，所述底部罩(22)两侧的宽度从头端至尾端的方向逐渐减小，所述底部罩(22)的底面为从头端至尾端向上倾斜的弧面。
5.根据权利要求4所述的布局紧凑的风电机组机舱，其特征在于：所述底部罩(22)由两个对称的底部罩分体(221)拼接构成。
6.根据权利要求4所述的布局紧凑的风电机组机舱，其特征在于：所述顶部罩(21)和底部罩(22)的分型面(23)为从头端至尾端向下倾斜的斜面，所述顶部罩(21)通过两组支撑点(8)与机架(1)连接，两组支撑点(8)分设于顶部罩(21)的两侧，每组支撑点(8)设置三个支撑点(8)。
7.根据权利要求4所述的布局紧凑的风电机组机舱，其特征在于：所述机架(1)固定在底部罩(22)上。
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