CN215409001U - 风机塔筒加固结构、风机塔筒及风力发电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了风机塔筒加固结构、风机塔筒及风力发电设备。风机塔筒加固结构包括：垫板，所述垫板设在风机塔筒的相邻筒节中的每个筒节上；连接板，所述连接板设在相邻所述筒节中的每个筒节以及连接相邻所述筒节的连接法兰上；紧固件，所述紧固件穿过所述连接板、所述筒节和所述垫板以将三者连接在一起。本实用新型提供的风机塔筒加固结构中，在通过连接法兰连接在一起的相邻筒节上分别设置垫板，并且在相邻筒节和连接法兰上同时安装连接板，通过紧固件将连接板、筒节和垫板彼此连接之后，连接板和垫板能够在筒节相接节点处提供额外的加固，从而改变塔筒受力体系，减小塔筒发生脆性破坏的风险。

Description

风机塔筒加固结构、风机塔筒及风力发电设备

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种风机塔筒加固结构、风机塔筒及风力发电设备。

背景技术

目前，风力发电是我国装机规模最大的新能源发电形式。塔筒是作为连接风力发电机与风机基础的核心构件，其承载能力与安全性是影响整个风电发电系统的关键因素。

目前，行业内塔筒设计方案为多段钢制塔筒筒节通过锻造法兰连接成为整套塔筒，锻造法兰是连接各段筒节的关键节点构件。而风机运行时，塔筒承受荷载是往复变化的动荷载，对塔筒尤其是锻造法兰的材料抗疲劳性能要求很高。若锻造法兰低温抗冲击性能、金相组织存在问题、不能满足国家规范要求，则塔筒存在低温脆性破坏的风险。

实用新型内容

本实用新型提供了风机塔筒加固结构、风机塔筒及风力发电设备，用以解决现有技术中相邻筒节通过连接法兰相接时容易出现塔筒发生脆性破坏的风险。

本实用新型第一方面提供了一种风机塔筒加固结构，包括：垫板，所述垫板设在风机塔筒的相邻筒节中的每个筒节上；连接板，所述连接板设在相邻所述筒节中的每个筒节以及连接相邻所述筒节的连接法兰上；紧固件，所述紧固件穿过所述连接板、所述筒节和所述垫板以将三者连接在一起。

根据本实用新型提供的风机塔筒加固结构，所述垫板设在所述筒节的内壁面上，并且所述连接板设在所述筒节的外壁面和所述连接法兰的外壁上。

根据本实用新型提供的风机塔筒加固结构，进一步包括多个所述紧固件，其中，每个所述垫板上的多个所述紧固件均以阵列形式设置。

根据本实用新型提供的风机塔筒加固结构，所述连接板的厚度大于所述垫板的厚度。

根据本实用新型提供的风机塔筒加固结构，所述垫板通过粘接剂与所述筒节连接，所述连接板通过粘接剂与所述筒节和所述连接法兰连接。

根据本实用新型提供的风机塔筒加固结构，所述垫板和所述连接板为Q355钢材结构。

根据本实用新型提供的风机塔筒加固结构，所述紧固件为螺栓，并且所述螺栓为M20型号、10.9级高强螺栓。

本实用新型第二方面提供了一种风机塔筒，包括多段筒节以及如上所述的风机塔筒加固结构，其中，多段所述筒节之间通过连接法兰连接在一起，并且所述风机塔筒加固结构设置在相邻所述筒节之间。

根据本实用新型提供的风机塔筒，所述连接法兰包括与相邻所述筒节中的一个筒节焊接的第一法兰段、以及与相邻所述筒节中的另一筒节焊接的第二法兰段，其中，所述第一法兰段和所述第二法兰段通过螺栓连接在一起。

本实用新型第三方面提供了一种风力发电设备，包括风力发电机、底部风机基础以及如上所述的风机塔筒，其中，所述风机塔筒设置在所述底部风机基础上，并且所述风力发电机设置在所述风机塔筒的顶部。

本实用新型提供的风机塔筒加固结构中，在通过连接法兰连接在一起的相邻筒节上分别设置垫板，并且在相邻筒节和连接法兰上同时安装连接板，通过紧固件将连接板、筒节和垫板彼此连接之后，连接板和垫板能够在筒节相接节点处提供额外的加固，从而改变塔筒受力体系，减小塔筒发生脆性破坏的风险。

进一步在本实用新型提供的风机塔筒及风力发电设备中，由于具备如上所述的风机塔筒加固结构，因此同样具备如上所述的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型提供的风机塔筒加固结构的示意性截面图；

图2是本实用新型提供的风机塔筒加固结构的示意性俯视图；

图3是本实用新型提供的风机塔筒加固结构的示意性侧视图；

附图标记：

100：风机塔筒加固结构； 102：垫板；

104：连接板； 106：紧固件；

200：筒节； 202：连接法兰；

204：内壁面； 206：外壁面；

208：第一法兰段； 210：第二法兰段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“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，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述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实用新型实施例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。

现参见图1至图3，对本实用新型的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本实用新型的示意性实施方式，并不对本实用新型构成任何特殊限定。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种风机塔筒加固结构100。该风机塔筒加固结构100总的来说包括垫板102、连接板104以及紧固件106。

具体来说，风机塔筒通常由多段筒节200彼此连接装配。在风机塔筒进行组装时，相邻两段筒节200之间可以通过连接法兰202组装在一起。风机塔筒加固结构100在进行装配时，垫板102可以设在风机塔筒的相邻筒节200中的每个筒节200上。对于连接板104而言，连接板104可以设在相邻筒节200中的每个筒节200上以及连接相邻筒节200的连接法兰202上。垫板102和连接板104设置完成之后，可以对紧固件106进行安装。具体来说，紧固件106可以延伸穿过连接板104、筒节200和垫板102，从而将三者连接在一起。通过这种设置方式，可以使得连接板104和垫板102能够在筒节相接节点处提供额外的加固保护，从而改变塔筒受力体系，减小塔筒发生脆性破坏的风险。

进一步地，在本实用新型的实施例中，如图1和图2所示，筒节200可以包括彼此相对的内壁面204和外壁面206。在具体安装时，垫板102可以设在筒节200的内壁面204上，连接板104可以设在筒节200的外壁面206和连接法兰202的外壁上。换句话说，在相邻的两段筒节200中的每一段上都分别设有垫板102，垫板102主要起到便于紧固件106安装和连接的作用，因此设置在筒节200的内壁面204上。与其相对的，连接板104在安装时直接横跨两段筒节200和连接法兰202，即同时覆盖在上述三者的外部。在实际应用时，连接板104为主要受力件，因此其设置在筒节200的外壁面206和连接法兰202的外壁上。在这种安装方式下，筒节200被夹置在垫板102和连接板104之间。

在本实用新型可选的实施例中，如图1至图3所示，风机塔筒加固结构100可以进一步包括多个如上所述的紧固件106。具体来说，在每个垫板102上，多个紧固件106可以均以阵列的形式设置和布置。可选地，如图3所示，每个垫板102上的多个紧固件106可以矩形阵列的形式进行布局。在这种情况下装配完成之后，例如，最外侧的紧固件106的中心与连接板104的边缘距离可以为50mm；最内侧的紧固件106的中心与连接法兰202的顶部之间的距离可以为40mm。此外，例如，紧固件106的竖向间距可以不大于60mm，环向间距不大于120mm。进行布局时，紧固件106的竖向排数可以为3～5排，环向排数可以为100～120排。当然应当理解的是，如上所述及如图所示仅是本实用新型的示意性实施方式，并不对本实用新型构成任何特殊限定。

在可选的实施例中，由于连接板104为主要受力件，因此连接板104的厚度可以设置成大于垫板102的厚度。在一个实施例中，连接板104的厚度可以例如为14mm，垫板102的厚度可以例如为8mm。应当理解的是，连接板104和垫板102的具体厚度可以根据实际情况进行设置，本实用新型并不局限于此。此外，在本实用新型可选的实施例中，为了便于加工和安装，连接板104和垫板102可以分割为若干圆弧等分，圆弧半径可以与塔筒筒身半径相同。

进一步地，在本实用新型的实施例中，在进行组装时，垫板102可以通过粘接剂与筒节200连接，而连接板104可以通过粘接剂与筒节200和连接法兰202连接。在可选的实施例中，粘接剂可以选用高性能粘钢胶。此外，在本实用新型可选的实施例中，垫板102和连接板104可以为Q355钢材结构。紧固件106例如可以为螺栓，并且螺栓可以为M20型号、10.9级高强螺栓。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种风机塔筒。该风机塔筒可以包括多段筒节200以及如上所述的风机塔筒加固结构100。具体来说，多段筒节200之间可以通过连接法兰202连接在一起，并且风机塔筒加固结构100可以设置在相邻筒节200之间。

在一个具体的实施例中，连接法兰202可以包括与相邻筒节200中的一个筒节200焊接的第一法兰段208、以及与相邻筒节200中的另一筒节200焊接的第二法兰段210。具体地，第一法兰段208和第二法兰段210可以通过螺栓(未示出)连接在一起。

在本实用新型风机塔筒加固结构100的具体装配过程中，首先加工垫板102和连接板104。垫板102按照高强螺栓(即紧固件106)的安装位置钻孔，孔径比螺栓直径大2mm，连接板104不钻孔。

然后，打磨筒节200与垫板102贴合的内壁面204、以及筒节200与连接板104贴合的外壁面206。采用高性能粘钢胶，将垫板102与内壁面204进行粘结，将连接板104与外壁面206进行粘结。

接下来，采用电动钻在筒节200的筒壁上钻孔，以垫板102上的孔位为基准点，从内壁面204向外壁面206钻孔，钻头穿透筒壁与连接板104。

接着，安装高强螺栓。从外壁面206穿入至内壁面204，用专用工具对高强螺栓进行紧固。

最后，对连接板104与外壁面206缝隙处、垫板102与内壁面204缝隙处、高强螺栓与连接板104缝隙处、高强螺栓与垫板102缝隙处进行防腐处理和防水处理。

另外，本实用新型实施例还提供了一种风力发电设备。该风力发电设备包括风力发电机、底部风机基础以及如上所述的风机塔筒。具体来说，风机塔筒可以设置在底部风机基础上，并且风力发电机可以设置在风机塔筒的顶部。

综上所述，在本实用新型实施例提供的风机塔筒加固结构100中，在通过连接法兰202连接在一起的相邻筒节200上分别设置垫板102，并且在相邻筒节200和连接法兰202上同时安装连接板104，通过紧固件106将连接板104、筒节200和垫板102彼此连接之后，连接板104和垫板102能够在筒节相接节点处提供额外的加固，从而改变塔筒受力体系，减小塔筒发生脆性破坏的风险。

进一步在本实用新型提供的风机塔筒及风力发电设备中，由于具备如上所述的风机塔筒加固结构100，因此同样具备如上所述的各种优势。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种风机塔筒加固结构，其特征在于，包括：

垫板，所述垫板设在风机塔筒的相邻筒节中的每个筒节上；

连接板，所述连接板设在相邻所述筒节中的每个筒节以及连接相邻所述筒节的连接法兰上；

紧固件，所述紧固件穿过所述连接板、所述筒节和所述垫板以将三者连接在一起。

2.根据权利要求1所述的风机塔筒加固结构，其特征在于，所述垫板设在所述筒节的内壁面上，并且所述连接板设在所述筒节的外壁面和所述连接法兰的外壁上。

3.根据权利要求1所述的风机塔筒加固结构，其特征在于，进一步包括多个所述紧固件，其中，每个所述垫板上的多个所述紧固件均以阵列形式设置。

4.根据权利要求1所述的风机塔筒加固结构，其特征在于，所述连接板的厚度大于所述垫板的厚度。

5.根据权利要求1所述的风机塔筒加固结构，其特征在于，所述垫板通过粘接剂与所述筒节连接，所述连接板通过粘接剂与所述筒节和所述连接法兰连接。

6.根据权利要求1所述的风机塔筒加固结构，其特征在于，所述垫板和所述连接板为Q355钢材结构。

7.根据权利要求1所述的风机塔筒加固结构，其特征在于，所述紧固件为螺栓，并且所述螺栓为M20型号、10.9级高强螺栓。

8.一种风机塔筒，其特征在于，包括多段筒节以及权利要求1至7中任一项所述的风机塔筒加固结构，

其中，多段所述筒节之间通过连接法兰连接在一起，并且所述风机塔筒加固结构设置在相邻所述筒节之间。

9.根据权利要求8所述的风机塔筒，其特征在于，所述连接法兰包括与相邻所述筒节中的一个筒节焊接的第一法兰段、以及与相邻所述筒节中的另一筒节焊接的第二法兰段，其中，所述第一法兰段和所述第二法兰段通过螺栓连接在一起。

10.一种风力发电设备，其特征在于，包括风力发电机、底部风机基础以及权利要求8或9所述的风机塔筒，

其中，所述风机塔筒设置在所述底部风机基础上，并且所述风力发电机设置在所述风机塔筒的顶部。

Images