CN116006404A - 风电机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电机组，所述风电机组包括叶轮和塔架，塔架包括固定塔段和活动塔段，固定塔段安装在地面上，活动塔段可拆卸地连接在固定塔段的上端，叶轮连接在活动塔段的上端。本发明的风电机组可在台风来临时主动卧倒以应对台风的冲击，无需降低塔架设计高度或额外增加加强结构，从而可最大化利用风力资源，降低风电机组工程成本。

Description

风电机组

技术领域

本发明涉及风电工程技术领域，具体地，涉及一种风电机组。

背景技术

作为开发利用可再生能源的主力军，风力发电已经成为实现“双碳”能源目标的重要途径，目前，我国风电机组通常设于风力资源较为丰富的沿海地区。

沿海地区经常有台风登陆，为保证风电机组在台风天气情况下不被冲击损坏，相关技术中的风电机组常采用降低塔架自身设计高度或加强塔架及基础的结构强度等方式来应对台风冲击，但是，降低塔架设计高度会导致叶轮对风力资源的利用率降低，而对塔身及基础结构进行额外的加强设计会增加风电机组的建造成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷及不足，提供一种风电机组，该风电机组的塔架可在台风来临时主动卧倒以应对台风的冲击，无需降低塔架设计高度或额外增加加强结构，从而可最大化利用风力资源，降低风电机组工程成本。

本发明实施例的风电机组包括叶轮和塔架，所述塔架包括固定塔段和活动塔段，所述固定塔段安装在地面上，所述活动塔段可拆卸地连接在所述固定塔段的上端，所述叶轮连接在所述活动塔段的上端。

根据本发明实施例的风电机组，塔架包括固定塔段和活动塔段，固定塔段安装在地面上，活动塔段可拆卸地连接在固定塔段的上端，叶轮连接在活动塔段的上端，当台风来临时，活动塔段可与固定塔段拆分后横卧，从而降低塔架高度以抵抗台风冲击，避免塔架及叶轮在台风不利工况下折断或破裂，由此，相较于传统技术，本申请的风电机组的塔架无需降低自身设计高度，从而最大化利用风力资源，同时风电机组塔架及基础的结构强度只需满足正常运行要求即可，无需考虑台风荷载进行额外的加强设计，从而节省了风电机组工程建造成本。

在一些实施例中，所述活动塔段为可伸缩的结构件。

在一些实施例中，所述活动塔段包括多个为中空结构的塔节，多个所述塔节嵌套设置，且最外侧的所述塔节的下端与所述固定塔段可拆卸地连接，位于中心位置的所述塔节的上端与所述叶轮连接，多个所述塔节在所述塔架的高度方向上均可自由移动。

在一些实施例中，多个所述塔节中任意相邻的两个塔节包括上塔节和下塔节，所述上塔节的直径小于所述下塔节的直径。

在一些实施例中，风电机组还包括多个驱动件(未示出)，多个所述驱动件均设于所述塔架内，且每个所述驱动件可对应驱动一个所述塔节在所述塔架的高度方向上自由移动。

在一些实施例中，风电机组还包括支撑组件，所述支撑组件包括底座，所述底座邻近所述固定塔段的外侧设置并安装在地面上，所述活动塔段朝向所述底座的一侧设有连接支板，所述连接支板与所述底座转动连接。

在一些实施例中，所述底座与所述固定塔段连接。

在一些实施例中，所述支撑组件还包括液压缸，所述液压缸的缸体与所述底座转动连接，所述液压缸的活塞杆与所述连接支板转动连接。

在一些实施例中，所述连接支板包括与所述液压缸连接的第一连接点和与所述底座连接的第二连接点，所述第一连接点和所述第二连接点在所述活动塔段的长度方向上间隔开。

在一些实施例中，所述活动塔段和所述固定塔段通过詹式挂钩配合连接。

附图说明

图1是根据本发明实施例的风电机组的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的风电机组的平卧状态下的结构示意图。

附图标记：

塔架1，固定塔段11，活动塔段12，塔节121，叶轮2，支撑组件3，底座31，连接支板32，液压缸33，第一连接点34，第二连接点35，詹式挂钩4。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1和图2所示，本发明实施例的风电机组包括叶轮2和塔架1。

具体地，塔架1包括固定塔段11和活动塔段12，固定塔段11安装在地面上，活动塔段12可拆卸地连接在固定塔段11的上端，叶轮2连接在活动塔段12的上端。

为便于理解本申请的风电机组的工作过程，现结合本申请的结构进行说明，例如，在台风来临时，可利用吊装设备起吊活动塔段12，从而使活动塔段12与固定塔段11拆分，然后活动塔段12可继续在吊装设备的作用下放倒平卧，进而带动叶轮2下放至地面，由此可避免塔架1及叶轮2在台风不利工况下折断或破裂，当台风消失后，可利用吊装设备将塔架1恢复原状，从而使风电机组继续运行。

可以理解的是，相较于传统技术，本申请的风电机组的塔架1可主动卧倒以应对台风不利荷载，由此塔架1设计高度不再受限于沿海地区天气情况，叶轮2可运行于最优高度，从而最大化利用风力资源，同时风电机组塔身及基础结构强度只需满足正常运行要求即可，无需考虑台风荷载进行额外的加强设计，从而节省了风电机组工程建造成本。

根据本发明实施例的风电机组，塔架包括固定塔段和活动塔段，固定塔段安装在地面上，活动塔段可拆卸地连接在固定塔段的上端，叶轮连接在活动塔段的上端，当台风来临时，活动塔段可与固定塔段拆分后横卧，从而降低塔架高度以抵抗台风冲击，避免塔架及叶轮在台风不利工况下折断或破裂，由此，相较于传统技术，本申请的风电机组的塔架无需降低自身设计高度，从而最大化利用风力资源，同时风电机组塔架及基础的结构强度只需满足正常运行要求即可，无需考虑台风荷载进行额外的加强设计，从而节省了风电机组工程建造成本。

进一步地，如图1和图2所示，活动塔段12为可伸缩的结构件。

换言之，风电机组可通过活动塔段12伸长或缩短来改变塔架1的高度，由此根据台风的具体风力强度，风电机组可采用分级应对措施，例如，当台风风力强度较弱时，风电机组可选择只降低塔架1高度来抵抗台风荷载，即只竖向缩短活动塔段12长度，当台风强度较强时，风电机组可先竖向缩短活动塔段12长度，然后再将活动塔段12与固定塔段11拆分放倒来抵抗台风荷载。

可以理解的是，缩短后的活动塔架1更便于配合吊装等设备进行放倒或复原操作，从而提升工作效率。

优选地，如图1和图2所示，活动塔段12包括多个为中空结构的塔节121，多个塔节121嵌套设置，且最外侧的塔节121的下端与固定塔段11可拆卸地连接，位于中心位置的塔节121的上端与叶轮2连接，多个塔节121在塔架1的高度方向上均可自由移动，即多个塔节121呈多节伸缩杆式梯级设置，由此活动塔架1可逐级降低高度，提升了活动塔段12运行的稳定性，避免风电机组受损。

需要说明的是，在完全收缩的情况下，活动塔段12连同固定塔段11的高度应大于叶轮2旋转半径，由此可避免叶轮2在下降时碰撞地面。

进一步地，如图1和图2所示，多个塔节121中任意相邻的两个塔节121包括上塔节和下塔节，上塔节的直径小于下塔节的直径，由此，在完全伸出的情况下，活动塔段12的塔筒半径由上而下逐渐增大，从而提升了塔架1的装配稳定性。

进一步地，如图1和图2所示，风电机组还包括多个驱动件，多个驱动件均设于塔架1内，且每个驱动件可对应驱动一个塔节121在塔架1的高度方向上自由移动，即各个驱动件可分别控制对应塔节121的伸缩长度，由此提升了活动塔架1在进行收缩时的自动化程度，减少了人员工作强度。

可选地，驱动件的驱动方式具有多种，例如液压驱动或者电机驱动等，具体应根据现场工况合理选择。

进一步地，如图1和图2所示，风电机组还包括支撑组件3，支撑组件3包括底座31，底座31邻近固定塔段11的外侧设置并安装在地面上，活动塔段12朝向底座31的一侧设有连接支板32，连接支板32与底座31转动连接。

可以理解的是，连接支板32与底座31可通过销轴转动连接，由此活动塔段12可以销轴为转动中心相对固定塔段11转动，从而便捷地完成活动塔段12的卧倒与复原操作，避免活动塔段12在活动过程中脱离原有位置形成错位，减缓活动支架复原过程。

需要说明的是，支撑组件3的设置应考虑叶轮2的朝向，避免叶轮2的两侧在下降过程中未能保持平衡，造成风电机组损坏。

进一步地，如图1和图2所示，底座31与固定塔段11连接，由此固定塔段11可通过底座31与地面连接，从而提升了固定塔段11与风电基础连接的稳定性，避免在活动塔段12卧倒与复原的操作过程中，固定塔段11受外力影响发生位移。

进一步地，如图1和图2所示，支撑组件3还包括液压缸33，液压缸33的缸体与底座31转动连接，液压缸33的活塞杆与连接支板32转动连接。

可以理解的是，液压缸33可拉动连接支板32从而带动活动塔段12卧倒，反之，液压缸33可推动连接支板32从而带动活动塔段12复原。

需要说明的是，在活动塔段12卧倒与复原的操作过程中，液压缸33的支撑方向会不断发生变化，因此液压缸33的两端应同时与底座31和连接支板32同时转动连接，避免液压缸33阻碍活动塔段12的运行。

进一步地，如图1和图2所示，连接支板32包括与液压缸33连接的第一连接点34和与底座31连接的第二连接点35，第一连接点34和第二连接点35在活动塔段12的长度方向上间隔开。

可以理解的是，在活动塔段12复原的操作过程中，活动塔段12以第二连接点35为支点做杠杆运动，液压缸33在第一连接点34克服活动塔段12的重力推动活动塔段12支起，因此第一连接点34与第二连接点35需在长度方向上间隔开，从而形成液压缸33作用力力臂，确保活动塔段12可稳定支起。

进一步地，如图1和图2所示，活动塔段12和固定塔段11通过詹式挂钩4配合连接。

可以理解的是，詹式挂钩4为“手拉手”结构，在外力拉动时，詹式挂钩4自动锁紧，在无外力作用时，詹式挂钩4可轻松通过人力打开，由此在确保活动塔段12和固定塔段11连接紧密型的同时，简化了两者的拆分过程。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种风电机组，其特征在于，包括叶轮和塔架，所述塔架包括固定塔段和活动塔段，所述固定塔段安装在地面上，所述活动塔段可拆卸地连接在所述固定塔段的上端，所述叶轮连接在所述活动塔段的上端。

2.根据权利要求1所述的风电机组，其特征在于，所述活动塔段为可伸缩的结构件。

3.根据权利要求2所述的风电机组，其特征在于，所述活动塔段包括多个为中空结构的塔节，多个所述塔节嵌套设置，且最外侧的所述塔节的下端与所述固定塔段可拆卸地连接，位于中心位置的所述塔节的上端与所述叶轮连接，多个所述塔节在所述塔架的高度方向上均可自由移动。

4.根据权利要求3所述的风电机组，其特征在于，多个所述塔节中任意相邻的两个塔节包括上塔节和下塔节，所述上塔节的直径小于所述下塔节的直径。

5.根据权利要求3所述的风电机组，其特征在于，还包括多个驱动件，多个所述驱动件均设于所述塔架内，且每个所述驱动件可对应驱动一个所述塔节在所述塔架的高度方向上自由移动。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的风电机组，其特征在于，还包括支撑组件，所述支撑组件包括底座，所述底座邻近所述固定塔段的外侧设置并安装在地面上，所述活动塔段朝向所述底座的一侧设有连接支板，所述连接支板与所述底座转动连接。

7.根据权利要求6所述的风电机组，其特征在于，所述底座与所述固定塔段连接。

8.根据权利要求6所述的风电机组，其特征在于，所述支撑组件还包括液压缸，所述液压缸的缸体与所述底座转动连接，所述液压缸的活塞杆与所述连接支板转动连接。

9.根据权利要求8所述的风电机组，其特征在于，所述连接支板包括与所述液压缸连接的第一连接点和与所述底座连接的第二连接点，所述第一连接点和所述第二连接点在所述活动塔段的长度方向上间隔开。

10.根据权利要求1所述的风电机组，其特征在于，所述活动塔段和所述固定塔段通过詹式挂钩配合连接。

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