CN114483467A - 一种抑制塔筒涡激振动的扰流装置及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抑制塔筒涡激振动的扰流装置及其安装方法，包括塔筒段以及多个可拆卸的固定在塔筒段外壁上并沿圆周方向依次设置的扰流单元，扰流单元包括吊带、多个固定在吊带外侧并竖向等间距分布的扰流块、以及多个嵌设在吊带内部并竖向分布的磁铁块；扰流单元还包括磁铁条，磁铁条竖直设于塔筒段的内壁上并与多个磁铁块相互吸附以将吊带固定在塔筒段的外壁上；本发明能借助多个扰流单元破坏风载荷在经过塔筒段时产生的脱落涡，进而降低塔筒段因振动产生的损伤；且实现了扰流单元的可拆卸式结构，进而能够在安装时反复拆装使用以降低了安装成本，且拆装快速方便以保证了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种抑制塔筒涡激振动的扰流装置及其安装方法。
背景技术
风力发电机组的塔筒由多个塔筒段自下而上依次安装而成，由于塔筒的外型呈对称圆柱状且外壁光滑，风载荷在经过塔筒时会在其两侧交替产生脱离塔筒壁表面的漩涡，当塔筒的固有频率与漩涡脱落频率相近时，塔筒会在垂直于风载荷的横向产生振动效应，即“涡激振动”。
现有的塔筒的一阶频率很低，并且塔筒频率与涡激振动的临界风速呈线性关系，所以塔筒发生涡激振动的风速更低，即更容易发生涡激振动，涡激振动会对塔筒焊缝的产生共振破坏，进而缩短塔筒焊缝的疲劳寿命，从而影响塔筒段的支撑强度，亟需等待解决。
发明内容
针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种能破坏风载荷在经过塔筒段时产生的脱落涡以降低塔筒段因振动而产生的损伤，并能够在安装时反复拆装使用以降低了安装成本，且拆装快速方便以保证了工作效率，同时结构简单、材料成本低、制造容易的抑制塔筒涡激振动的扰流装置及其安装方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种抑制塔筒涡激振动的扰流装置，其特征在于，包括塔筒段以及多个可拆卸的固定在塔筒段外壁上并沿圆周方向依次设置的扰流单元，所述扰流单元包括吊带、多个固定在吊带外侧并竖向等间距分布的扰流块、以及多个嵌设在吊带内部并竖向分布的磁铁块；所述扰流单元还包括磁铁条，所述磁铁条竖直设于塔筒段的内壁上并与多个磁铁块相互吸附以将吊带固定在塔筒段的外壁上。
优选地，多个所述扰流块在塔筒段的外壁上形成了竖直走向的锯齿形扰流边，所述扰流块的截面形状为等边三角形。
一种抑制塔筒涡激振动的扰流装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：先将最底端的一个塔筒段安装于基础之上，然后从下往上依次将第n节塔筒段吊装于第n-1节塔筒段的顶部并用法兰盘与螺栓固定连接；
S2：在停止第n节塔筒段的吊装后，在第n节塔筒段外壁的迎风面与背风面固定多个扰流单元以抑制振动并破坏脱落涡；
S3：将多个扰流块依次固定在吊带上，再将上述吊带竖直置于第n节塔筒段的外壁上，然后将磁铁条竖直设于第n节塔筒段的内壁上并与吊带中的多个磁铁块相互吸附以将吊带固定在塔筒段的外壁上；
S4：在进行第n+1节塔筒段的吊装时，首先将固定在第n段塔筒段上的多个扰流单元拆下，然后完成第n+1节塔筒段的吊装，最后将拆下的多个扰流单元按照相同方法固定在第n+1节塔筒段的外壁上以抑制振动并破坏脱落涡。
S5：在第n+2节塔筒段上重复上述步骤直至顶端机舱安装完毕。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明在塔筒段外壁的迎风面与背风面固定多个扰流单元以破坏风载荷在经过塔筒段时产生的脱落涡，进而降低塔筒段因振动产生的损伤；且扰流单元中的吊带能借助磁铁条与多个磁铁块的相互配合可拆卸的固定在塔筒段的外壁上以实现了扰流单元的可拆卸式结构，进而能够在安装时反复拆装使用以降低了安装成本，且拆装快速方便以保证了工作效率；此外，扰流单元结构简单，材料成本低，制造容易。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为本发明的扰流单元的结构图；
图3为本发明的塔筒基准坐标系的示意图。
具体实施方式
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。
如图1～2所示，一种抑制塔筒涡激振动的扰流装置，包括塔筒段2以及多个可拆卸的固定在塔筒段2外壁上并沿圆周方向依次设置的扰流单元3，扰流单元3包括吊带31、多个固定在吊带31外侧并竖向等间距分布的扰流块32、以及多个嵌设在吊带31内部并竖向分布的磁铁块34；扰流单元3还包括磁铁条35，磁铁条35竖直设于塔筒段2的内壁上并与多个磁铁块34相互吸附以将吊带31固定在塔筒段2的外壁上。
多个扰流块32在塔筒段2的外壁上形成了竖直走向的锯齿形扰流边33，扰流块32的截面形状为等边三角形。
一种抑制塔筒涡激振动的扰流装置的安装方法，包括以下步骤：
S1：风力发电机支撑塔筒自下而上分为多节塔筒段2，每节塔筒段2由法兰盘与高强螺栓连接，顶端机舱固定在最顶端的一个塔筒段2顶部；现场吊装时，先将最底端的一个塔筒段2安装于基础之上，然后从下往上依次将第n节塔筒段2吊装于第n-1节塔筒段2的顶部并用法兰盘与螺栓固定连接。
圆心位于塔筒段2的底部几何中心，垂直向上为Z轴，迎风面为负X轴方向，背风面为正X轴方向，笛卡尔坐标系符合右手定则；多节塔筒段2同轴心安装，见图3。
S2：在顶端机舱未吊装完成之前，部分的塔筒段2会由于其圆柱对称结构和光滑壁面而发生涡激共振，因此需要在第n节塔筒段2停止吊装后，在第n节塔筒段2外壁的迎风面与背风面固定多个扰流单元3以抑制振动并破坏脱落涡。
S3：将多个扰流块32依次固定在吊带31上，再将上述吊带31竖直置于第n节塔筒段2的外壁上，然后将磁铁条35竖直设于第n节塔筒段2的内壁上并与吊带31中的多个磁铁块34相互吸附以将吊带31固定在塔筒段2的外壁上。
S4：在进行第n+1节塔筒段2的吊装时，首先将固定在第n段塔筒段2上的多个扰流单元3拆下，然后完成第n+1节塔筒段2的吊装，最后将拆下的多个扰流单元3按照相同方法固定在第n+1节塔筒段2的外壁上以抑制振动并破坏脱落涡。
S5：在第n+2节塔筒段上重复上述步骤直至顶端机舱安装完毕。
本发明在塔筒段2外壁的迎风面与背风面固定多个扰流单元3以破坏风载荷在经过塔筒段2时产生的脱落涡，进而降低塔筒段2因振动产生的损伤；且扰流单元3中的吊带31能借助磁铁条35与多个磁铁块34的相互配合可拆卸的固定在塔筒段2的外壁上以实现了扰流单元3的可拆卸式结构，进而能够在安装时反复拆装使用以降低了安装成本，且拆装快速方便以保证了工作效率；此外，扰流单元3结构简单，材料成本低，制造容易。
最后应说明的是：以上实施例仅用以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同等替换；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各实施例技术方案的精神与范围。
Claims (3)
1.一种抑制塔筒涡激振动的扰流装置，其特征在于，包括塔筒段以及多个可拆卸的固定在塔筒段外壁上并沿圆周方向依次设置的扰流单元，所述扰流单元包括吊带、多个固定在吊带外侧并竖向等间距分布的扰流块、以及多个嵌设在吊带内部并竖向分布的磁铁块；所述扰流单元还包括磁铁条，所述磁铁条竖直设于塔筒段的内壁上并与多个磁铁块相互吸附以将吊带固定在塔筒段的外壁上。
2.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机组的螺旋梯装置，其特征在于，多个所述扰流块在塔筒段的外壁上形成了竖直走向的锯齿形扰流边，所述扰流块的截面形状为等边三角形。
3.一种抑制塔筒涡激振动的扰流装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：先将最底端的一个塔筒段安装于基础之上，然后从下往上依次将第n节塔筒段吊装于第n-1节塔筒段的顶部并用法兰盘与螺栓固定连接；
S2：在停止第n节塔筒段的吊装后，在第n节塔筒段外壁的迎风面与背风面固定多个扰流单元以抑制振动并破坏脱落涡；
S3：将多个扰流块依次固定在吊带上，再将上述吊带竖直置于第n节塔筒段的外壁上，然后将磁铁条竖直设于第n节塔筒段的内壁上并与吊带中的多个磁铁块相互吸附以将吊带固定在塔筒段的外壁上；
S4：在进行第n+1节塔筒段的吊装时，首先将固定在第n段塔筒段上的多个扰流单元拆下，然后完成第n+1节塔筒段的吊装，最后将拆下的多个扰流单元按照相同方法固定在第n+1节塔筒段的外壁上以抑制振动并破坏脱落涡。
S5：在第n+2节塔筒段上重复上述步骤直至顶端机舱安装完毕。
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|---|---|
| CN (1) | CN114483467A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113700612A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-11-26 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 风电机组塔筒的主动扰流装置和主动扰流方法 |
-
2022
- 2022-02-23 CN CN202210167764.4A patent/CN114483467A/zh active Pending
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