CN206054184U - 一种混合式风力发电机组高塔架 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种混合式风力发电机组高塔架，主要由上部钢筒、中间过渡段以及下部钢管架组成；过渡段主要由过渡锥筒、加强板及过渡法兰组成，过渡锥筒的尖端竖直向下，其另一端焊接有用于连接上部钢筒的过渡法兰，加强板水平套设在过渡锥筒的外周，并与过渡锥筒之间采用焊接固定；下部钢管架为多腿钢管架支撑结构，主要由支腿、斜撑及水平撑组成，所述支腿围着过渡锥筒均匀分布，每只支腿均与过渡锥筒和加强板焊接固定，且支腿与过渡锥筒的尖端之间焊接有水平撑，起稳固作用，两两支腿之间焊接有斜撑及水平撑。本实用新型设计灵活可靠、动力学性能优越，能有效解决混合塔架成本、性能和技术困难等矛盾。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电机塔架的技术领域，尤其是指一种混合式风力发电机组高塔架。
背景技术
高塔架是近年发展起来的一种应用于大风切变风资源区域的高耸结构，可充分利用超低风速区域的高空风资源。以我国中部较平坦区域的河南大部为例，风切变达到0.35左右，在标准超低风速风机轮毂设计高度80米左右，年平均风速在4.5米/秒左右，若把塔架设计高度提升至130米，年平均风速可达到5.3米/秒。考虑采用我国现阶段大多数制造商的超低风速机型，年满发小时数可以从1500小时提升至2100小时以上。从而把本来认为无开发价值的广大超低风速区域变为投资回报非常可观的可利用资源。然而，高塔架的设计与开发有许多限制因素，比如成本高、吊装、施工和运输困难、技术不成熟等。本技术采用下部为新型钢管架结构形式，上部为传统钢塔架形式。新型钢管架技术结构设计灵活可靠，性能优越，重量可控，故创造性地进行优化设计并应用于陆上超低风速区域。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计灵活可靠、动力学性能优越的混合式风力发电机组高塔架，能够根据风机需求可进行刚柔设计，有效解决混合塔架成本、性能和技术困难等矛盾，从而有效解决我国大多数超低风速风场的有效利用与开发问题。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种混合式风力发电机组高塔架，主要由上部钢筒、中间过渡段以及下部钢管架组成；所述过渡段主要由过渡锥筒、加强板及过渡法兰组成，所述过渡锥筒的尖端竖直向下，其另一端焊接有用于连接上部钢筒的过渡法兰，所述加强板水平套设在过渡锥筒的外周，并与过渡锥筒之间采用焊接固定；所述下部钢管架为多腿钢管架支撑结构，主要由支腿、斜撑及水平撑组成，所述支腿围着过渡锥筒均匀分布，每只支腿均与过渡锥筒和加强板焊接固定，且支腿与过渡锥筒的尖端之间焊接有水平撑，起稳固作用，两两支腿之间焊接有斜撑及水平撑。
所述上部钢筒由多个筒段依次连接而成，段与段之间采用法兰螺栓连接。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
本技术方案采用上部传统的钢筒形式和下部新型钢管架相结合的高塔架结构，塔架高度可以提升到130m以上，有效提高了机组高度和发电量。
与全部采用传统钢筒型高塔架相比，本技术方案的下部钢管架为多腿支撑形式，结构刚度大，整机频率高，使得机组振动幅度小，更易满足叶片净空要求，同时结构的稳定性高，整体抗倾覆能力强，可用于软土地基。
与螺栓连接的桁架型式高塔架相比，本技术方案的下部钢管架为焊接结构，无需对连接结构进行维护和保养，且结构连接简单可靠，节点疲劳强度容易满足。
与混凝土钢筒混合塔架相比，本技术方案无需考虑不同材料结构之间特殊传力，通过焊接固定传力，受力分析简单可靠，同时对地基承载力要求较低，软土地基可采用钢管桩固定，岩石地基可以采用混凝土地基固支。
附图说明
图1为混合式风力发电机组高塔架的整体结构示意图。
图2为中间过渡段与下部钢管架的连接安装示意图。
图3为图2的局部示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实施例所述的混合式风力发电机组高塔架，主要由上部钢筒1、中间过渡段2以及下部钢管架3组成，结构简单可靠。
所述上部钢筒1为传统风机塔筒结构，根据高度及结构载荷，可以分为三段或四段，段与段之间采用传统的法兰螺栓连接。
如图3所示，所述过渡段2主要由过渡锥筒201、加强板202及过渡法兰203组成，各个结构之间采用焊接连接，并对管节点处进行加强。其中，所述过渡锥筒201的尖端竖直向下，其另一端焊接有用于连接上部钢筒1的过渡法兰203，所述加强板202水平套设在过渡锥筒201的外周，并与过渡锥筒201之间采用焊接固定。
如图2所示，所述下部钢管架3为多腿钢管架支撑结构(在本实施例，具体为四腿钢管架支撑结构)，主要由支腿301、斜撑302及水平撑303组成，斜撑302和水平撑303起稳定结构的作用，各个结构之间采用焊接连接，并对管节点处进行加强。其中，所述支腿301围着过渡锥筒201均匀分布，每只支腿301均与过渡锥筒201和加强板202焊接固定，且支腿301与过渡锥筒201的尖端之间还焊接有水平撑303，两两支腿301之间焊接有斜撑301及水平撑303。
风机塔筒主要承受来自顶部风轮产生的倾覆力矩和横向剪力。
本技术方案抗倾覆能力强，倾覆力矩通过上部钢筒1传至中间过渡段2后，由支腿301来支撑整个倾覆力矩，随着支腿间距离的增加，支腿的抗倾覆能力越强，但是在支腿和钢筒连接处会产生较大的应力集中，故采用加强板202进行加强。最后倾覆力矩由支腿传递给地基基础，此方案地基基础可采用钢管桩形式，也可以采用混凝土地基固支。而横向剪力主要由斜撑301和水平撑303来承受，保持整体结构的稳性，最后由地基基础来抵消。
以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (2)
1.一种混合式风力发电机组高塔架，其特征在于：主要由上部钢筒、中间过渡段以及下部钢管架组成；所述过渡段主要由过渡锥筒、加强板及过渡法兰组成，所述过渡锥筒的尖端竖直向下，其另一端焊接有用于连接上部钢筒的过渡法兰，所述加强板水平套设在过渡锥筒的外周，并与过渡锥筒之间采用焊接固定；所述下部钢管架为多腿钢管架支撑结构，主要由支腿、斜撑及水平撑组成，所述支腿围着过渡锥筒均匀分布，每只支腿均与过渡锥筒和加强板焊接固定，且支腿与过渡锥筒的尖端之间焊接有水平撑，起稳固作用，两两支腿之间焊接有斜撑及水平撑。
2.根据权利要求1所述的一种混合式风力发电机组高塔架，其特征在于：所述上部钢筒由多个筒段依次连接而成，段与段之间采用法兰螺栓连接。
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