CN114232673A - 风力发电设备基础环 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力发电设备基础环，包括：基础环筒体、第一法兰、第二法兰、第一环板、第二环板、第三环板、第一筋板、第二筋板、第三筋板和第四筋板，第一法兰固定于基础环筒体的顶面，第二法兰固定在基础环筒体的底面，第一环板、第二环板和第三环板沿基础环筒体的高度方向依次套设于基础环筒体的外周面，第一环板下方的基础环筒体上设置多个第一筋板，第一环板和第二环板之间的基础环筒体上设置多个第二筋板，第二环板和第三环板之间的基础环筒体上设置第三筋板，第三环板上方的基础环筒体的外周面上设置多个第四筋板，环板和筋板在基础环筒体形成格框结构，第二环板与钢筋混凝土浇筑平面齐平。本发明增强基础环与钢筋混凝土的接触力。

Description

风力发电设备基础环
技术领域
本发明属于风机技术领域，更具体地涉及一种风力发电设备基础环。
背景技术
对于兆瓦级基础环式风电机组基础，塔筒和主机载荷通过基础环传递给基础，基础环需要承受巨大的弯矩及垂直载荷。传统方法在基础环筒体打较多孔，穿入钢筋加强，但是较多的加工孔会使基础环整体截面参数变弱，并导致孔周边出现较大的应力集中，加速疲劳，不利于整机安全。严重时会使得风机在强风或地震的恶劣工况条件下基础环会遭到破坏，出现裂纹、断裂甚至基础环拔出等事故。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种风力发电设备基础环，包括：基础环筒体、第一法兰、第二法兰、第一环板、第二环板、第三环板、第一筋板、第二筋板、第三筋板和第四筋板，所述第一法兰固定于所述基础环筒体的顶面，用于连接风电机的塔筒，所述第二法兰固定在基础环筒体的底面，用于钢筋混凝土浇筑固定在基础，所述第一环板、所述第二环板和所述第三环板沿所述基础环筒体的高度方向依次等间距套设于所述基础环筒体的外周面，所述第一环板下方的所述基础环筒体上设置多个第一筋板，多个所述第一筋板沿所述基础环筒体的外周面均匀间隔布置，所述第一环板和所述第二环板之间的所述基础环筒体上设置多个所述第二筋板，多个所述第二筋板沿所述基础环筒体的外周面均匀间隔布置，所述第二环板和所述第三环板之间的所述基础环筒体上设置多个所述第三筋板，多个所述第三筋板沿所述基础环筒体外周面均匀间隔布置，所述第三环板上方的所述基础环筒体的外周面上设置多个所述第四筋板，多个所述第四筋板沿所述基础环筒体的外周面均匀间隔布置，多个所述第一环板、所述第二环板、所述第三环板、所述第一筋板、所述第二筋板、所述第三筋板和所述第四筋板在所述基础环筒体的外周面形成格框结构，其中，所述第二环板与钢筋混凝土浇筑平面齐平，所述第二筋板、所述第一环板和所述第一筋板位于钢筋混凝土浇筑平面下方，所述第三筋板、所述第三环板、所述第四筋板位于钢筋混凝土浇筑平面上方。
优选地，在上述风力发电设备基础环中，所述第一筋板的数量等于所述第二筋板的数量，所述第二筋板的数量等于所述第三筋板的数量，所述第三筋板的数量等于所述第四筋板的数量，且均为4的整数倍。
优选地，在上述风力发电设备基础环中，每个所述第一筋板和多个所述第二筋板中的一个沿所述基础环筒体轴向对齐，每个所述第二筋板和多个所述第三筋板中的一个沿所述基础环筒体轴向对齐，每个所述第三筋板和多个所述第四筋板中的一个沿基础环筒体轴向对齐。
优选地，在上述风力发电设备基础环中，所述第二环板的直径大于所述第一环板的直径，所述第二环板的直径大于所述第三环板的直径。
优选地，在上述风力发电设备基础环中，所述第一筋板的外缘由所述第一环板的外缘逐渐延伸至所述第一环板下方的所述基础环筒体的外周面，所述第二筋板的外缘由所述第二环板的外缘逐渐延伸至所述第一环板的外缘，所述第三筋板的外缘由所述第三环板的外缘逐渐延伸至所述第二环板的外缘，所述第四筋板的外缘由所述第三环板的外缘逐渐延伸至所述第三环板上方的所述基础环筒体的外周面。
优选地，在上述风力发电设备基础环中，所述第二法兰与所述基础环筒体的连接处设置多个第五筋板和第六筋板，多个所述第五筋板布置于所述基础环筒体的外周面，并沿所述基础环筒体的外周面均匀间隔布置，多个第六筋板布置于所述基础环筒体的内周面，并沿所述基础环筒体的内周面均匀间隔布置。
优选地，在上述风力发电设备基础环中，所述第一法兰与所述基础环筒体的连接处设置多个第七筋板，多个第七筋板布置于所述基础环筒体的内周面，并沿所述基础环筒体的内周面均匀间隔布置。
优选地，在上述风力发电设备基础环中，所述第五筋板和所述第六筋板与所述基础环筒体的连接处设置开孔，所述第七筋板与所述基础环筒体的连接处设置开孔，避免出现应力集中及残余应力。
优选地，在上述风力发电设备基础环中，所述第一筋板、所述第二筋板、所述第三筋板和所述第四筋板的数量等于第一法兰上法兰螺栓的数量，且与法兰螺栓错开布置。
优选地，在上述风力发电设备基础环中，所述风力发电设备基础环中还通过建立基础环与钢筋混凝土耦合计算模型，进行限元分析，确定格框结构设计参数，增强基础环承载能力。
本发明的风力发电设备基础环结构简单实用，有效加强基础环结构强度、刚度，便于加工，可改善基础环与基础的结合部的薄弱区域，增强基础环与钢筋混凝土的接触力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的风力发电设备基础环的结构示意图。
附图标记说明：1-基础环筒体、2-第一法兰、3-第二法兰、11-第一环板、12-第二环板、13-第三环板、21-第一筋板、22-第二筋板、23-第三筋板、24-第四筋板、25-第五筋板、26-第六筋板、27-第七筋板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如附图所示，本发明的风力发电设备基础环，包括基础环筒体1、第一法兰2、第二法兰3、第一环板11、第二环板12、第三环板13、第一筋板21、第二筋板22、第三筋板23、第四筋板24，第一法兰2固定于基础环筒体1的顶面，用于连接风电机的塔筒，第二法兰3固定在基础环筒体1的底面，用于钢筋混凝土浇筑固定在基础，第一环板11、第二环板12和第三环板13沿基础环筒体1的高度方向依次等间距套设于基础环筒体1的外周面，第一环板11下方的基础环筒体1上设置多个第一筋板21，多个第一筋板21沿基础环筒体1的外周面均匀间隔布置，第一环板11和第二环板12之间的基础环筒体1上设置多个第二筋板22，多个第二筋板22沿基础环筒体1的外周面均匀间隔布置，第二环板12和第三环板13之间的基础环筒体1上设置多个第三筋板23，多个第三筋板23沿基础环筒体1外周面均匀间隔布置，第三环板13上方的基础环筒体1的外周面上设置多个第四筋板24，多个第四筋板24沿基础环筒体1的外周面均匀间隔布置，由此，第一环板11、第二环板12、第三环板13、第一筋板21、第二筋板22、第三筋板23和第四筋板24在基础环筒体1的外周面形成格框结构，其中，第二环板12与钢筋混凝土浇筑平面齐平，第二筋板21、第一环板11和第一筋板11位于钢筋混凝土浇筑平面下方，第三筋板23、第三环板13、第四筋板24位于钢筋混凝土浇筑平面上方，增加基础环筒体1与钢筋混凝土浇筑的稳固性，稳固风力发电机的基础。
作为一个具体实施方式，在本发明的风力发电设备基础环中，第一筋板21的数量等于第二筋板22的数量，第二筋板22的数量等于第三筋板23的数量，第三筋板23的数量等于第四筋板24的数量，且均为4的整数倍，进一步的，每个第一筋板21和多个第二筋板22中的一个沿基础环筒体1轴向对齐，每个第二筋板22和多个第三筋板23中的一个沿基础环筒体1轴向对齐，每个第三筋板23和多个第四筋板24中的一个沿基础环筒体1轴向对齐，即每个第一筋板21与第二筋板22与第三筋板23与第四筋板24相互对齐。
作为一个具体实施方式，第二环板12的直径大于第一环板11的直径，第二环板12的直径大于第三环板13的直径。
优选地，在本发明的风力发电设备基础环中，第一筋板21的外缘由第一环板11的外缘逐渐延伸至第一环板11下方的基础环筒体1的外周面，第二筋板22的外缘由第二环板12的外缘逐渐延伸至第一环板11的外缘，第三筋板23的外缘由第三环板13的外缘逐渐延伸至第二环板12的外缘，第四筋板24的外缘由第三环板13的外缘逐渐延伸至第三环板13上方的基础环筒体1的外周面。
可选地，在本发明的风力发电设备基础环中，第二法兰3与基础环筒体1的连接处设置多个第五筋板25和第六筋板26，多个第五筋板25布置于基础环筒体1的外周面，并沿基础环筒体1外周面均匀间隔布置，多个第六筋板26布置于基础环筒体1的内周面，并沿基础环筒体1的内周面均匀间隔布置，进一步地，在第五筋板25和第六筋板26与基础环筒体1的连接处设置开孔，避免出现应力集中及残余应力。
可选地，在本发明的风力发电设备基础环中，第一法兰2与基础环筒体1的连接处设置多个第七筋板27，多个第七筋板27布置于基础环筒体1内周面，并沿基础环筒体1内周面均匀间隔布置，进一步地，在第七筋板27与基础环筒体1的连接处设置开孔，避免出现应力集中及残余应力
优选地，为增加基础环筒体1上第一法兰2的法兰螺栓连接处支撑强度，第一筋板21、第二筋板22、第三筋板23和第四筋板24的数量等于第一法兰2上法兰螺栓的数量，且与法兰螺栓错开布置。
优选地，在本发明的风力发电设备基础环中，还通过建立基础环与钢筋混凝土耦合计算模型，进行限元分析，确定格框结构设计参数，增强基础环与钢筋混凝土的接触力，提高基础环承载能力。
在本发明的风力发电设备基础环中，第一环板11、第二环板12、第三环板13、第一筋板21、第二筋板22、第三筋板23、第四筋板24、第五筋板25、第六筋板26和第七筋板27通过焊接固定于基础环筒体1外周面，第二法兰3固定在基础环筒体1的底面，用于混凝土浇筑固定在基础，基础例如可以是地面基础。
值得说明的是，在本发明的风力发电设备基础环中，环板的数量为3个，即第一环板11、第二环板12、第三环板13，根据实际情况，环板的数量也可以为多个，例如4个，5个，6个，同时，筋板的数量也随之增加，钢筋混凝土浇筑的平面随环板增加发生变化。
本发明的风力发电设备基础环结构简单实用，有效加强基础环结构强度、刚度，便于加工，可改善基础环与基础的结合部的薄弱区域，增强基础环与钢筋混凝土的接触力。可避免传统基础环打较多孔出现的局部应力集中、截面变弱、加速疲劳损伤等不利因素，也可以与传统基础环结合使用，对传统基础环进行改进增强，达到风力发电机的基础稳固的目的。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”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。同时，本文中使用的术语“连接”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等均以附图中表示的放置状态为参照。
还需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种风力发电设备基础环，其特征在于，所述风力发电设备基础环包括：基础环筒体、第一法兰、第二法兰、第一环板、第二环板、第三环板、第一筋板、第二筋板、第三筋板和第四筋板，所述第一法兰固定于所述基础环筒体的顶面，用于连接风电机的塔筒，所述第二法兰固定在基础环筒体的底面，用于钢筋混凝土浇筑固定在基础，所述第一环板、所述第二环板和所述第三环板沿所述基础环筒体的高度方向依次等间距套设于所述基础环筒体的外周面，所述第一环板下方的所述基础环筒体上设置多个第一筋板，多个所述第一筋板沿所述基础环筒体的外周面均匀间隔布置，所述第一环板和所述第二环板之间的所述基础环筒体上设置多个所述第二筋板，多个所述第二筋板沿所述基础环筒体的外周面均匀间隔布置，所述第二环板和所述第三环板之间的所述基础环筒体上设置多个所述第三筋板，多个所述第三筋板沿所述基础环筒体外周面均匀间隔布置，所述第三环板上方的所述基础环筒体的外周面上设置多个所述第四筋板，多个所述第四筋板沿所述基础环筒体的外周面均匀间隔布置，多个所述第一环板、所述第二环板、所述第三环板、所述第一筋板、所述第二筋板、所述第三筋板和所述第四筋板在所述基础环筒体的外周面形成格框结构，其中，所述第二环板与钢筋混凝土浇筑平面齐平，所述第二筋板、所述第一环板和所述第一筋板位于钢筋混凝土浇筑平面下方，所述第三筋板、所述第三环板、所述第四筋板位于钢筋混凝土浇筑平面上方。
2.如权利要求1所述的风力发电设备基础环，其特征在于，所述第一筋板的数量等于所述第二筋板的数量，所述第二筋板的数量等于所述第三筋板的数量，所述第三筋板的数量等于所述第四筋板的数量，且均为4的整数倍。
3.如权利要求2所述的风力发电设备基础环，其特征在于，每个所述第一筋板和多个所述第二筋板中的一个沿所述基础环筒体轴向对齐，每个所述第二筋板和多个所述第三筋板中的一个沿所述基础环筒体轴向对齐，每个所述第三筋板和多个所述第四筋板中的一个沿基础环筒体轴向对齐。
4.如权利要求1所述的风力发电设备基础环，其特征在于，所述第二环板的直径大于所述第一环板的直径，所述第二环板的直径大于所述第三环板的直径。
5.如权利要求1所述的风力发电设备基础环，其特征在于，所述第一筋板的外缘由所述第一环板的外缘逐渐延伸至所述第一环板下方的所述基础环筒体的外周面，所述第二筋板的外缘由所述第二环板的外缘逐渐延伸至所述第一环板的外缘，所述第三筋板的外缘由所述第三环板的外缘逐渐延伸至所述第二环板的外缘，所述第四筋板的外缘由所述第三环板的外缘逐渐延伸至所述第三环板上方的所述基础环筒体的外周面。
6.如权利要求1所述的风力发电设备基础环，其特征在于，所述第二法兰与所述基础环筒体的连接处设置多个第五筋板和第六筋板，多个所述第五筋板布置于所述基础环筒体的外周面，并沿所述基础环筒体的外周面均匀间隔布置，多个第六筋板布置于所述基础环筒体的内周面，并沿所述基础环筒体的内周面均匀间隔布置。
7.如权利要求1所述的风力发电设备基础环，其特征在于，所述第一法兰与所述基础环筒体的连接处设置多个第七筋板，多个第七筋板布置于所述基础环筒体的内周面，并沿所述基础环筒体的内周面均匀间隔布置。
8.如权利要求6或7所述的风力发电设备基础环，其特征在于，所述第五筋板和所述第六筋板与所述基础环筒体的连接处设置开孔，所述第七筋板与所述基础环筒体的连接处设置开孔，避免出现应力集中及残余应力。
9.如权利要求1所述的风力发电设备基础环，其特征在于，所述第一筋板、所述第二筋板、所述第三筋板和所述第四筋板的数量等于第一法兰上法兰螺栓的数量，且与法兰螺栓错开布置。
10.如权利要求1所述的风力发电设备基础环，其特征在于，所述风力发电设备基础环中还通过建立基础环与钢筋混凝土耦合计算模型，进行限元分析，确定格框结构设计参数，增强基础环承载能力。
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