CN210290009U - 塔筒基础及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种塔筒基础及风力发电机组，塔筒基础用于支撑风力发电机组的塔筒，塔筒基础包括：基础主体，包括沿竖直方向相继分布的连接段、过渡段和支撑段，连接段包括位于过渡段远离支撑段一侧的连接部、以及由连接部沿基础主体径向延伸成型的悬空部；应力组件，包括在径向上间隔分布的内应力件和外应力件，内应力件由连接部的顶面穿过过渡段延伸至支撑段，外应力件连接悬空部和支撑段。在本实用新型中，通过同时设置内应力件和外应力件，当塔筒基础用于支撑塔筒时，能够提高塔筒和塔筒基础之间的连接强度，此外至少部分外应力件设置于过渡段外，无需浇注在过渡段内能够有效减少工程量，降低塔筒基础的造价。

Description

塔筒基础及风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及风电设备技术领域，尤其涉及一种塔筒基础及风力发电机组。

背景技术

风力发电作为电力供应的新能源发展方向之一，技术发展趋势也在不断的更新迭代。随着国家政策的变化，“风火同价”、“竞价上网”将进一步要求风电项目建设无论从机组、塔架、风电场配套设施及输配电线路等多方面降低建设成本。

风力发电机组应用之初，塔架与基础连接采用基础环形式，该种方式的特点为将加工好的基础环运至机位点，在基础钢筋绑扎的过程中，通过调平工装进行基础环体的定位。通常该种连接方式中的基础环较重，且需要通过机械设备安装就位。随着对基础连接形式的进一步深入，市场上出现了一种使用高强锚杆组合上下锚板的锚栓连接形式，该种基础、钢塔连接方式与基础环相比，由于部件模块化加工，运输体积更小，可在工厂加工完成之后，在现场进行拼装，操作简单易行。但是该种锚栓连接结构组合完成之后，仍存在整体重量较大、造价较高的问题。

因此，亟需一种新的塔筒基础及风力发电机组。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种塔筒基础及风力发电机组，旨在降低塔筒基础的造价。

本实用新型实施例一方面提供了一种塔筒基础，用于支撑风力发电机组的塔筒，塔筒基础包括：基础主体，包括沿竖直方向相继分布的连接段、过渡段和支撑段，连接段包括位于过渡段远离支撑段一侧的连接部、以及由连接部沿基础主体径向延伸成型的悬空部；应力组件，包括在径向上间隔分布的内应力件和外应力件，内应力件由连接部的顶面穿过过渡段延伸至支撑段，外应力件连接悬空部和支撑段。

根据本实用新型的一个方面，基础主体还包括操作腔，操作腔在竖直方向上由连接段的顶面延伸至支撑段；

悬空部由连接部沿靠近操作腔的方向延伸成型，外应力件穿过操作腔连接悬空部及支撑段。

根据本实用新型的一个方面，支撑段具有和操作腔连通的让位腔；

内应力件及外应力件中的至少一者由支撑段朝向让位腔的内壁面伸出。

根据本实用新型的一个方面，让位腔还包括在竖直方向上相连通的第一让位腔和第二让位腔，第二让位腔位于第一让位腔远离操作腔的一侧，且在径向上第二让位腔的尺寸大于第一让位腔的尺寸。

根据本实用新型的一个方面，内应力件及外应力件中的至少一者弯折设置以伸出支撑段朝向让位腔的内壁面；

让位腔的径向截面在竖直方向上大小相同，或者，让位腔的径向截面在竖直向上具有减小的趋势。

根据本实用新型的一个方面，在基础主体的周向上，过渡段的壁厚一致；

或者，过渡段包括在周向上间隔分布的两个以上加厚部、及连接于相邻两个加厚部之间的薄壁部，外应力件穿过加厚部设置，加厚部的壁厚大于薄壁部的壁厚。

根据本实用新型的一个方面，过渡段包括在基础主体周向上间隔分布的两个以上加厚部及连接于相邻两个加厚部之间的薄壁部；

过渡段包括朝向操作腔的内侧面和远离操作腔的外侧面，内侧面和外侧面的至少一者的径向截面呈波浪形或锯齿形，以形成加厚部和薄壁部。

根据本实用新型的一个方面，基础主体具有沿竖直方向延伸的中心轴线；

在基础主体的径向截面上，内应力件和中心轴线的连线与外应力件和中心轴线的连线相交或重合。

根据本实用新型的一个方面，内应力件和/或外应力件中包括低回缩锚具，以使内应力件和/或外应力件-的回缩量为1mm～50mm。

本实用新型另一方面还提供一种风力发电机组，包括上述的塔筒基础及塔筒，塔筒连接于连接段的顶面。

在本实用新型中，塔筒基础的基础主体包括在竖直方向上的连接段、过渡段和支撑段，连接段包括和过渡段对应的连接部及悬空设置的悬空部，应力组件包括内应力件和外应力件，内应力件由连接部的顶面穿过过渡段延伸至支撑段，即内应力件设置于基础主体的内部；外应力件连接悬空部和支撑段，即至少部分外应力件设置于过渡段外。在本实用新型中，通过同时设置内应力件和外应力件，当塔筒基础用于支撑塔筒时，能够提高塔筒和塔筒基础之间的连接强度，此外至少部分外应力件设置于过渡段外，无需浇注在过渡段内能够有效减少工程量，降低塔筒基础的造价。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是本实用新型实施例的一种塔筒基础的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例的一种塔筒基础的结构示意图；

图3是本实用新型再一实施例的一种塔筒基础的结构示意图；

图4是本实用新型又一实施例的一种塔筒基础的结构示意图；

图5是本实用新型又一实施例的一种塔筒基础的结构示意图；

图6是图3中A-A一实施例的剖视图；

图7是图3中A-A另一种实施例的剖视图；

图8是图3中A-A再一种实施例的剖视图；

图9是图3中A-A又一种实施例的剖视图；

图10是图3中A-A又一种实施例的剖视图；

图11是图3中A-A又一种实施例的剖视图。

附图标记说明：

100、基础主体；

110、连接段；111、连接部；112、悬空部；

120、过渡段；121、加厚部；122、薄壁部；123、内侧面；124、外侧面；125、弧形凸起；126、弧形部；127、齿尖部；128、齿根部；

130、支撑段；131、让位腔；131a、第一让位腔；131b、第二让位腔；132、内壁面；

140、操作腔；

200、应力组件；

210、内应力件；

220、外应力件；

P、中心轴线。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的实施例的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图11根据本实用新型实施例的塔筒基础及风力发电机组进行详细描述。

本实用新型实施例提供一种风力发电机组，包括塔筒及塔筒基础，塔筒通过连接部111连接至基础主体100的顶面，以使基础主体100能够支撑塔筒。

塔筒基础的设置方式有多种，图1为本实用新型实施例提供的一种塔筒基础的结构示意图，塔筒基础包括：基础主体100，包括沿竖直方向(图1中的Y方向)相继分布的连接段110、过渡段120和支撑段130，连接段110包括位于过渡段120远离支撑段130一侧的连接部111、以及由连接部111沿基础主体100径向(图1中的X方向)延伸成型的悬空部112；应力组件200，包括在径向上间隔分布的内应力件210和外应力件220，内应力件210由连接部111的顶面穿过过渡段120延伸至支撑段130，外应力件220连接悬空部112和支撑段130。

在本实用新型中，塔筒基础的基础主体100包括在竖直方向上的连接段110、过渡段120和支撑段130，连接段110包括和过渡段120对应的连接部111及悬空设置的悬空部112，应力组件200包括内应力件210和外应力件220，内应力件210由连接部111的顶面穿过过渡段120延伸至支撑段130，即内应力件210设置于基础主体100的内部；外应力件220连接悬空部112和支撑段130，即至少部分外应力件220设置于过渡段120外。在本实用新型中，通过同时设置内应力件210和外应力件220，当塔筒基础用于支撑塔筒时，能够提高塔筒和塔筒基础之间的连接强度，此外至少部分外应力件220设置于过渡段120外，无需浇注在过渡段120内,能够有效减少工程量，降低塔筒基础的造价。还有利于合理分配内应力件210和外应力件220的位置，保证受力均衡，防止因载荷过大而导致难于布置内应力件210和/或外应力件220的位置。

此外，这种塔筒基础在竖直方向上的延伸高度较高，塔筒基础的顶部高于地表面，能够起到一定的防水作用，还便于在塔筒基础内放置散热器等零部件。塔筒和塔筒基础的连接段110相连，连接段110包括连接部111和悬空部112两部分,能够有效增加塔筒和塔筒基础之间的接触面积，提高塔筒和塔筒基础之间的连接强度。

其中，对基础主体100上各分段的形状不做限定。为了提高基础主体100的支撑效果，支撑段130包括柱状段和锥状段，柱状段位于锥状段远离过渡段120的一侧，柱状段呈圆柱状，锥状段的径向截面在竖直方向上由柱状段至过渡段120逐渐减小。

悬空部112由连接部111沿基础主体100的径向延伸成型，例如，如图2所示，基础主体100具有沿竖直方向延伸的中心轴线P，悬空部112可以由连接部111沿远离基础主体100中心轴线P的方向延伸成型，令部分外应力件220位于过渡段120外。

优选的，在一些可选的实施例中，基础主体100还包括操作腔140，操作腔140在竖直方向上由连接段110的顶面延伸至支撑段130；悬空部112由连接部111沿靠近操作腔140的方向延伸成型，外应力件220穿过操作腔140连接悬空部112及支撑段130。

在这些可选的实施例中，外应力件220位于操作腔140内，通过过渡段120的遮蔽作用，防止外部天气等自然环境对外应力件220造成的损伤，提高外应力件220的使用寿命，还能够防止外应力件220受外力破坏，有利于外应力件220向塔筒及塔筒基础提供更加稳定的拉力。

内应力件210和外应力件220和支撑段130的相对位置关系设置有多种，例如，外应力件220和内应力件210均延伸至支撑段130的内部，令外应力件220和内应力件210的锚固端锚固于支撑段130的内部。

优选的，在一些可选的实施例中，如图3至图5所示，支撑段130具有和操作腔140连通的让位腔131；内应力件210及外应力件220中的至少一者由支撑段130朝向让位腔131的内壁面132伸出。在这些可选的实施例中，内应力件210及外应力件220中的至少一者由支撑段130朝向让位腔131的内壁面132伸出，令内应力件210和外应力件220中至少一者的锚固端露出于让位腔131，不仅便于对整个应力组件200的维修和更换，还便于对锚固端进行维护，降低维护成本，提高内应力件210和/或外应力件220的使用寿命。

进一步优选的，内应力件210和外应力件220均由支撑段130朝向让位腔131的内壁面132伸出，内应力件210和外应力件220的锚固端均露出于让位腔131内，进一步降低维护成本，同时提高内应力件210和外应力件220的使用寿命。

内应力件210和外应力件220由支撑段130朝向让位腔131内壁面132伸出的方式有多种，例如，如图3所示，让位腔131还包括在竖直方向上相连通的第一让位腔131a和第二让位腔131b，第二让位腔131b位于第一让位腔131a远离操作腔140的一侧，且在径向上第二让位腔131b的尺寸大于第一让位腔131a的尺寸。

在这些可选的实施例中，在基础主体100径向上第二让位腔131b的尺寸大于第一让位腔131a的尺寸，令至少部分靠近第一让位腔131a的支撑段130悬空于第二让位腔131b上方，令内应力件210或外应力件220沿竖直方向延伸即可伸出支撑段130，内应力件210或外应力件220的锚固端露出于第二让位腔131b内。

在另一些可选的实施例中，如图4和图5所示，内应力件210及外应力件220中的至少一者弯折设置以伸出支撑段130朝向让位腔131的内壁面132。在这些可选的实施例中，内应力件210和/或外应力件220通过弯折令其端部伸出支撑段130朝向让位腔131的内壁面132，实现外锚固的目的。

当内应力件210和/或外应力件220弯折设置时，让位腔131的形状在此不做限定，如图4所示，让位腔131的径向截面在竖直方向上大小相同；或者，如图5所示，让位腔131的径向截面在竖直向上具有减小的趋势，令内应力件210和/或外应力件220上产生的弯折角的角度较大，提高内应力件210和/或外应力件220的连接强度。

在这些实施例中，塔筒通过应力组件200连接至基础主体100的顶面，即塔筒通过内应力件210和外应力件220连接至连接段110的顶面。

其中，内应力件210和外应力件220的个数在此不做限定，内应力件210可以为多个，外应力件220可以为多个，多个内应力件210和多个外应力件220在基础主体100的周向上间隔分布。

内应力件210和外应力件220的相对位置在此不做限定，例如，如图6至图8所示，在基础主体100的径向截面上，内应力件210和中心轴线P的连线与外应力件220和中心轴线P的连线重合。或者，如图9至图11所示，内应力件210和中心轴线P的连线与外应力件220和中心轴线P的连线相交。

内应力件210和外应力件220对应支撑段130的锚固端可以选用挤压索、夹片索、低回缩夹片索等锚具锚固于支撑段130。同理，内应力件210和外应力件220对应于塔筒的锚固端也可以选用挤压索、夹片索、低回缩夹片索等锚具锚固于塔筒的筒壁内。

内应力件210和外应力件220的选材也不做限定，只要能够将塔筒连接至塔筒基础即可。优选的，内应力件210和/或外应力件220包括低回缩锚具，以使内应力件210和/或外应力件220的回缩量为1mm～50mm。内应力件210和/或外应力件220选用这种低回缩锚具，能够减小预应力施工中张拉力的损失问题。预应力施工中如果措施不到位，会影响结构的预应力值，进而影响结构安全强度，低回缩锚具能够保证结构的抗力，提高安全性能。

过渡段120的形状不做限定，如图6和图9所示，过渡段120呈圆筒状，且在基础主体100的周向上，过渡段120的壁厚一致，内应力件210穿过壁厚一致的过渡段120设置。过渡段120的壁厚是指在基础主体100的径向上，过渡段120朝向操作腔140的内表面和远离操作腔140的外表面之间的距离。

在另一些可选的实施例中，如图7和图8，及图10和图11所示，过渡段120的壁厚不一致，过渡段120包括在周向上间隔分布的两个以上加厚部121、及连接于相邻两个加厚部121之间的薄壁部122，内应力件210穿过加厚部121设置，加厚部121的壁厚大于薄壁部122的壁厚。

在这些可选的实施例中，内应力件210穿过加厚部121设置，而加厚部121的壁厚较厚，能够不影响内应力件210穿过过渡段120设置。而薄壁部122的壁厚较小，能够有效减小过渡段120的重量，降低塔筒基础的造价。

薄壁部122和加厚部121的设置方式在此不做限定，例如，过渡段120包括朝向操作腔140的内侧面123和远离操作腔140的外侧面124，内侧面123和外侧面124的至少一者的径向截面呈波浪形或锯齿形，以形成加厚部121和薄壁部122。

优选的，内侧面123和外侧面124均呈波浪形或锯齿形，且当内侧面123和外侧面124均呈波浪形时，内侧面123和外侧面124的波峰相对设置，内侧面123和外侧面124的波谷也相对设置，进一步增加加厚部121的厚度，减小薄壁部122的厚度。当内侧面123和外侧面124均呈锯齿形时，内侧面123和外侧面124的齿尖相对设置，内侧面123和外侧面124的齿根也相对设置，进一步增加加厚部121的厚度，减小薄壁部122的厚度。

如图7和图10所示，内侧面123和外侧面124均呈波浪形，内侧面123和外侧面124的径向截面包括在基础主体100周向上间隔分布的多个弧形凸起125和连接相邻两个弧形凸起125的弧形部126。内侧面123和外侧面124的弧形凸起125分别相对设置，以形成壁厚较厚的加厚部121，内侧面123和外侧面124的弧形部126分别相对设置，以形成壁厚较薄的薄壁部122。如图，弧形凸起125可以为圆弧，弧形部126也可以为圆弧，优选的弧形凸起125所在圆的半径小于弧形部126所在圆的半径。

其中，内侧面123和外侧面124的弧形凸起125分别相对设置是指，内侧面123和外侧面124的弧形凸起125中心P’的连线经过基础主体100径向截面的中心P’。同理，内侧面123和外侧面124的弧形部126分别相对设置，是指内侧面123和外侧面124的弧形部126中心P’的连线经过基础主体100径向截面的中心P’。

如图8和图11所示，内侧面123和外侧面124均呈锯齿形，内侧面123和外侧面124的径向截面包括在基础主体100周向上间隔分布的齿尖部127和以及连接相邻两个齿尖部127的齿根部128。内侧面123和外侧面124的齿尖部127分别相对设置，以形成壁厚较厚的加厚部121，内侧面123和外侧面124的齿根部128分别相对设置，以形成壁厚较薄的薄壁部122。

其中，内侧面123和外侧面124的齿尖部127分别相对设置是指，内侧面123和外侧面124的齿尖部127中心P’的连线经过基础主体100径向截面的中心P’。同理，内侧面123和外侧面124的弧形部126分别相对设置，是指内侧面123和外侧面124的齿根部128中心P’的连线经过基础主体100径向截面的中心P’。

本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本实用新型的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。

Claims (10)

1.一种塔筒基础，用于支撑风力发电机组的塔筒，其特征在于，所述塔筒基础包括：

基础主体(100)，包括沿竖直方向相继分布的连接段(110)、过渡段(120)和支撑段(130)，所述连接段(110)包括位于所述过渡段(120)远离所述支撑段(130)一侧的连接部(111)、以及由所述连接部(111)沿所述基础主体(100)径向延伸成型的悬空部(112)；

应力组件(200)，包括在所述径向上间隔分布的内应力件(210)和外应力件(220)，所述内应力件(210)由所述连接部(111)的顶面穿过所述过渡段(120)延伸至所述支撑段(130)，所述外应力件(220)连接所述悬空部(112)和支撑段(130)。

2.根据权利要求1所述的塔筒基础，其特征在于，

所述基础主体(100)还包括操作腔(140)，所述操作腔(140)在竖直方向上由所述连接段(110)的顶面延伸至所述支撑段(130)；

所述悬空部(112)由所述连接部(111)沿靠近所述操作腔(140)的方向延伸成型，所述外应力件(220)穿过所述操作腔(140)连接所述悬空部(112)及所述支撑段(130)。

3.根据权利要求2所述的塔筒基础，其特征在于，

所述支撑段(130)具有和所述操作腔(140)连通的让位腔(131)；

所述内应力件(210)及所述外应力件(220)中的至少一者由所述支撑段(130)朝向所述让位腔(131)的内壁面(132)伸出。

4.根据权利要求3所述的塔筒基础，其特征在于，所述让位腔(131)还包括在所述竖直方向上相连通的第一让位腔(131a)和第二让位腔(131b)，所述第二让位腔(131b)位于所述第一让位腔(131a)远离所述操作腔(140)的一侧，且在所述径向上所述第二让位腔(131b)的尺寸大于所述第一让位腔(131a)的尺寸。

5.根据权利要求3所述的塔筒基础，其特征在于，

所述内应力件(210)及所述外应力件(220)中的至少一者弯折设置以伸出所述支撑段(130)朝向所述让位腔(131)的内壁面(132)；

所述让位腔(131)的径向截面在竖直方向上大小相同，或者，所述让位腔(131)的径向截面在竖直向上具有减小的趋势。

6.根据权利要求2所述的塔筒基础，其特征在于，

在所述基础主体(100)的周向上，所述过渡段(120)的壁厚一致；

或者，所述过渡段(120)包括在所述周向上间隔分布的两个以上加厚部(121)、及连接于相邻两个所述加厚部(121)之间的薄壁部(122)，所述外应力件(220)穿过所述加厚部(121)设置，所述加厚部(121)的壁厚大于所述薄壁部(122)的壁厚。

7.根据权利要求2所述的塔筒基础，其特征在于，

所述过渡段(120)包括在所述基础主体(100)周向上间隔分布的两个以上加厚部(121)及连接于相邻两个所述加厚部(121)之间的薄壁部(122)；

所述过渡段(120)包括朝向所述操作腔(140)的内侧面(123)和远离所述操作腔(140)的外侧面(124)，所述内侧面(123)和所述外侧面(124)的至少一者的径向截面呈波浪形或锯齿形，以形成所述加厚部(121)和所述薄壁部(122)。

8.根据权利要求1所述的塔筒基础，其特征在于，

所述基础主体(100)具有沿竖直方向延伸的中心轴线(P)；

在所述基础主体(100)的径向截面上，所述内应力件(210)和所述中心轴线(P)的连线与所述外应力件(220)和所述中心轴线(P)的连线相交或重合。

9.根据权利要求1所述的塔筒基础，其特征在于，所述内应力件(210)和/或所述外应力件(220)包括低回缩锚具，以使所述内应力件(210)和/或所述外应力件(220)的回缩量为1mm～50mm。

10.一种风力发电机组，其特征在于，包括：权利要求1-9任一项所述的塔筒基础及塔筒，所述塔筒连接于所述连接段(110)的顶面。

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