CN217107309U

CN217107309U - 一种风电塔筒

Info

Publication number: CN217107309U
Application number: CN202220226695.5U
Authority: CN
Inventors: 陈施宇; 丁发兴; 王恩
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2022-01-25
Filing date: 2022-01-25
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2032-01-25

Abstract

本实用新型提供一种风电塔筒，包括筒体，所述筒体包括多组沿所述筒体周向依次拼接的拼装单元，各组所述拼装单元均包括多个沿所述筒体轴向拼接的分体拼接块，相邻拼装单元的所述分体拼接块的拼接处错开布置；各所述分体拼接块均包括竹片层和纤维增强复合层，所述竹片层和所述纤维增强复合层交替叠加设置。本实用新型具有搬运安装方便、抗拉支撑性能好等优点。

Description

一种风电塔筒

技术领域

本实用新型涉及风电领域，尤其涉及一种风电塔筒。

背景技术

风电塔筒在风力发电机组中主要起到支撑风力发电机及叶片的功能。现有的风电塔筒通常以钢制或混凝土材质为主，风电塔筒占用空间大、重量大，其使得风电塔筒在搬运、安装时需耗费大量的人力物力，其施工效率低、施工成本高；同时，以钢制或混凝土材质为主的风电塔筒制造成本高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种搬运安装方便、抗拉支撑性能好的风电塔筒。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种风电塔筒，包括筒体，所述筒体包括多组沿所述筒体周向依次拼接的拼装单元，各组所述拼装单元均包括多个沿所述筒体轴向拼接的分体拼接块，相邻拼装单元的所述分体拼接块的拼接处错开布置；各所述分体拼接块均包括竹片层和纤维增强复合层，所述竹片层和所述纤维增强复合层交替叠加设置。

作为上述技术方案的进一步改进：

相邻所述拼装单元之间通过多组沿筒体轴向间隔布置的水平连接部件连接；所述水平连接部件包括预置于其中一拼装单元内的第一螺帽，以及可移动地置于另一所述拼装单元内的第一螺栓，所述第一螺栓在相邻拼装单元对接时与对应的所述第一螺帽紧固连接。

预置第一螺栓的所述拼装单元设有相互连通的避让槽和对接孔；所述第一螺栓的螺接端设于所述对接孔内；所述避让槽沿筒体周向的长度以保证第一螺栓的螺接端在拼装单元对接前不伸出对接孔为标准。

相邻所述分体拼接块之间通过多组沿筒体周向间隔布置的竖向连接部件连接，所述竖向连接部件包括第二螺栓和第二螺帽，所述第二螺栓预置于其中一所述分体拼接块的端面，且所述第二螺栓穿过另一相邻的所述分体拼接块与所述第二螺帽紧固连接。

所述筒体的两端设有连接法兰，所述连接法兰通过多组法兰连接部件与所述筒体连接，多组所述法兰连接部件沿所述筒体的周向间隔布置。

所述筒体的两端部均设有相互连通的螺栓贯穿孔和紧固安装孔；所述法兰连接部件包括第三螺栓、第三螺帽和固定垫片，其中，所述第三螺栓的一端固定于所述连接法兰，另一端依次穿过所述螺栓贯穿孔和所述紧固安装孔与所述第三螺帽紧固连接；所述固定垫片套设于所述第三螺栓上，并通过所述第三螺帽压紧定位。

所述紧固安装孔为沿所述筒体径向布置的贯穿圆孔，所述固定垫片设有与所述贯穿圆孔内壁适配的弧形配合面。

沿所述筒体的周向，相邻固定连接部件的所述第三螺帽高低交替布置。

所述筒体内设有多个沿所述筒体轴向间隔布置的支撑环，所述支撑环由至少两个插接配合的弧形分段组成，各所述弧形分段通过支撑环连接部件与所述筒体连接。

所述支撑环连接部件包括第四螺栓和第四螺帽，所述第四螺帽预置于所述筒体内，所述第四螺栓在支撑环安装时依次穿过所述支撑环和所述筒体与所述第四螺帽紧固连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的筒体包括多组沿筒体周向依次拼接的拼装单元，各组拼装单元均包括多个沿筒体轴向拼接的分体拼接块，即本实用新型的筒体在拼装前为分块设置的形式，使得筒体在搬运时可拆卸叠加放置，避免了筒体采用整体形式时搬运困难、占用空间大等现象的发生，其有效减少了运输空间和成本，且拼装搬运方便、效率高，施工周期短。且分体拼接块的拼接处沿筒体的周向错开布置，其避免了筒体连接部位应力集中现象的发生，增大了筒体受力面积，有效增强了风电塔筒的抗拉支撑能力，保证了风电塔筒的可靠安全运行。

同时，本实用新型将风电塔筒构件由传统的混凝土材质创新性的替换为竹片层和纤维增强复合层交替设置的形式。竹片层和纤维增强复合层组合设置的形式不仅质量轻、环保性高，且保证了筒体的整体抗拉强度需求；同时，避免了采用混凝土材质时筒体无法分块拼装的问题，本实用新型竹片层和纤维增强复合层交替设置的形式为筒体分块拼装提供了基础。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1是本实用新型风电塔筒的结构示意图。

图2是本实用新型风电塔筒的剖视图。

图3是本实用新型风电塔筒的拼装示意图。

图4是图3的A部的透视图。

图5是图4的水平连接部件处的剖视图。

图6是图3的B部的透视图。

图7是本实用新型分体拼接块的立体结构示意图。

图8是本实用新型上连接法兰与分体拼接块的位置关系示意图。

图9是图7去除部分分体拼接块后的结构示意图。

图10是本实用新型上连接法兰与第三螺栓的位置关系示意图。

图11是本实用新型下连接法兰与分体拼接块的位置关系示意图。

图12是本实用新型下连接法兰与第三螺栓的位置关系示意图。

图13是本实用新型支撑环与筒体的位置关系示意图。

图14是本实用新型支撑环的立体结构示意图。

图15是本实用新型支撑环与筒体的连接方式示意图。

图中各标号表示：

1、筒体；11、紧固安装孔；111、贯穿圆孔；2、拼装单元；21、分体拼接块；211、竹片层；212、纤维增强复合层；3、水平连接部件；31、第一螺栓；32、第一螺帽；33、避让槽；34、对接孔；341、保护套管；342、预拉应力钢丝；4、竖向连接部件；41、第二螺栓；42、第二螺帽；5、连接法兰；51、上连接法兰；52、下连接法兰；6、法兰连接部件；61、第三螺栓；62、第三螺帽；63、固定垫片；631、弧形配合面；7、支撑环；71、弧形分段；8、支撑环连接部件；81、第四螺栓；82、第四螺帽。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

图1示出了本实用新型风电塔筒的实施例，其包括筒体1，筒体1包括多组拼装单元2，各组拼装单元2沿筒体1的周向拼接；各组拼装单元2包括多个分体拼接块21，各分体拼接块21沿筒体1的轴向拼接。即本实用新型的筒体1在拼装前为分块设置的形式，使得筒体1在搬运时可拆卸叠加放置，避免了筒体1采用整体形式时搬运困难、占用空间大等现象的发生，其有效减少了运输空间和成本，且拼装搬运方便、效率高，施工周期短。同时，相邻拼装单元2的分体拼接块21的拼接处错开布置，其避免了筒体1连接部位应力集中现象的发生，增大了筒体1受力面积，有效增强了风电塔筒的抗拉支撑能力，保证了风电塔筒的可靠安全运行。

如图2所示，各分体拼接块21均包括竹片层211和纤维增强复合层212，竹片层211和纤维增强复合层212交替叠加设置。本实用新型将风电塔筒构件由传统的混凝土材质创新性的替换为竹片层211和纤维增强复合层212交替设置的形式。竹片层211和纤维增强复合层212组合设置的形式不仅质量轻、环保性高，且保证了筒体1的整体抗拉强度需求；同时，避免了采用混凝土材质时筒体1无法分块拼装的问题，本实用新型竹片层211和纤维增强复合层212交替设置的形式为筒体1分块拼装提供了基础。本实施例中，竹片层211和纤维增强复合层212通过胶体热压胶连；竹片层211为无竹青、竹黄的等厚竹片。进一步地，各分体拼接块21的内外层为纤维增强复合层212，以提高分体拼接块21的防腐蚀性能。

如图1所示，拼装单元2为六组，各组拼装单元2设置五个分体拼接块21。在其他实施例中，拼装单元2的设置数量，各组拼装单元2的分体拼接块21的设置数量可根据实际情况进行调整。

如图3所示，相邻拼装单元2之间通过多组水平连接部件3连接，各组水平连接部件3沿筒体1的轴向间隔布置。如图4、图5和图7所示，水平连接部件3包括第一螺帽32和第一螺栓31，第一螺帽32预置于其中一拼装单元2内；第一螺栓31可移动地置于另一拼装单元2内，第一螺栓31在相邻拼装单元2对接时与对应的第一螺帽32紧固连接，以可靠固定相邻拼装单元2间的位置。

进一步地，预置第一螺栓31的拼装单元2设有相互连通的避让槽33和对接孔34。其中，第一螺栓31的螺接端设于对接孔34内；避让槽33沿筒体1周向的长度以保证第一螺栓31的螺接端在拼装单元2对接前不伸出对接孔34为标准。其使得第一螺栓31在相邻拼装单元2对接前有足够的空间缩回，避免了相邻拼装单元2在沿筒体1径向拼装时受第一螺栓31阻碍无法拼接的现象，其保证了相邻拼装单元2无阻碍对接、筒体1快速可靠装配。本实施例中，避让槽33和对接孔34在分体拼接块21制作时预置。

本实施例中，第一螺帽32的外表面设置有连接纤维。以保证第一螺帽32可靠预置于拼装单元2内。同时，对接孔34处预置有供第一螺栓31穿过的保护套管341，保护套管341的外侧设置有预拉应力钢丝342，以防止保护套管341轴向移动，保证第一螺栓31与第一螺帽32的可靠连接。

如图3、图6和图7所示，相邻分体拼接块21之间通过多组竖向连接部件4连接，多组竖向连接部件4沿筒体1的周向间隔布置。竖向连接部件4包括第二螺栓41和第二螺帽42，第二螺栓41预置于位于下侧的分体拼接块21的端面；第二螺栓41在相邻分体块拼装时穿过位于上侧的分体拼接块21，并与第二螺帽42紧固连接，其实现了相邻分体拼接块21间的快速、可靠固定。在其他实施例中，第二螺栓41也可设置在位于上侧的分体拼接块21上。

如图8至图12所示，筒体1的两端设有连接法兰5。连接法兰5通过多组法兰连接部件6与筒体1连接，多组法兰连接部件6沿筒体1的周向间隔布置，以快速、可靠固定连接法兰5与筒体1的位置。

进一步地，筒体1的两端部均设有相互连通的螺栓贯穿孔和紧固安装孔11。法兰连接部件6包括第三螺栓61、第三螺帽62和固定垫片63，其中，第三螺栓61的一端固定于连接法兰5，第三螺栓61的另一端依次穿过螺栓贯穿孔和紧固安装孔11与第三螺帽62紧固连接；固定垫片63套设于第三螺栓61上，并通过第三螺帽62压紧定位。其连接可靠性高，且连接结构简单、操作方便。本实施例中，连接法兰5为钢制连接法兰，第三螺栓61焊接固定于连接法兰5上。

更进一步地，如图8和图9所示，紧固安装孔11为贯穿圆孔111，贯穿圆孔111沿筒体1的径向布置；固定垫片63设有弧形配合面631，弧形配合面631在通过第三螺栓61压紧定位时与贯穿圆孔111内壁适配，其使得连接法兰5与筒体1在连接后不会产生晃动，其进一步地保证了连接法兰5与筒体1的稳定、可靠连接。

进一步地，如图10和图12所示，沿筒体1的周向，相邻固定连接部件的第三螺帽62高低交替布置，其使得紧固安装孔11高低交错布置，避免了紧固安装孔11在筒体1周向布置一圈导致筒体1强度过低的问题，其提高了筒体1寿命及使用安全性。

本实施例中，各组法兰连接部件6均包括两个第三螺栓61，两个第三螺栓61沿筒体1的径向布置，以进一步提高连接法兰5与筒体1的连接强度。同时，位于同组法兰连接部件6的第三螺栓61高度相同，以使同组法兰连接部件6的第三螺栓61的螺接端均位于同一紧固安装孔11内。在其他实施例中，各组法兰连接部件6的第三螺栓61的数量可根据实际情况进行设置，如可设置三个、四个等。

进一步地，连接法兰5包括上连接法兰51和下连接法兰52。其中，下连接法兰52通过地脚螺栓与地基连接；上连接法兰51为工字型连接法兰，以提高连接强度、保证筒体1与风力发电机组可靠连接。

如图13所示，筒体1内设有多个支撑环7，多个支撑环7沿筒体1的轴向间隔布置，以提供筒体1侧向支撑力，进一步提高风电塔筒的强度，保证设备运行安全性。如图14所示，支撑环7包括三个弧形分段71，三个弧形分段71依次插接配合，以方便支撑环7的安装拆卸。在其他实施例中，弧形分段71的设置数量可根据实际情况进行调整，如设置为两个或四个等。

如图15所示，各弧形分段71通过支撑环连接部件8与筒体1连接。支撑环连接部件8包括第四螺栓81和第四螺帽82。第四螺帽82预置于筒体1内，第四螺栓81在支撑环7安装时依次穿过支撑环7和筒体1与第四螺帽82紧固连接。其连接强度高，且连接结构简单、操作方便。

本实施例中，筒体1为锥形筒体。各支撑环7的外径随锥形筒体的内径调整，以使支撑环7的外径与锥形筒体的内径适配，保证筒体1可靠的支撑作用力。

本实施例中，风电塔筒的安装过程为：1、将下连接法兰52与地基连接；2、用吊装装置将分体拼接块21插入下连接法兰52的第三螺栓61中，并放置固定垫片63、拧紧第三螺帽62；沿下连接法兰52的周向，将其他拼装单元2的分体拼接块21以相同的方式与下连接法兰52连接；3、将相邻拼装单元2之间的分体拼接块21通过第一螺栓31和第一螺帽32的拧紧配合实现固定；4、从下至上，采用步骤2和3的方式，将各层分体拼接块21依次拼接；5、拼装完成最上层的分体拼接块21后，将上连接法兰51与分体拼接块21连接，并通过固定垫片63和第三螺帽62固定，以完成风电塔筒的整体安装。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims

1.一种风电塔筒，包括筒体，其特征在于，所述筒体包括多组沿所述筒体周向依次拼接的拼装单元，各组所述拼装单元均包括多个沿所述筒体轴向拼接的分体拼接块，相邻拼装单元的所述分体拼接块的拼接处错开布置；各所述分体拼接块均包括竹片层和纤维增强复合层，所述竹片层和所述纤维增强复合层交替叠加设置。

2.根据权利要求1所述的风电塔筒，其特征在于，相邻所述拼装单元之间通过多组沿筒体轴向间隔布置的水平连接部件连接；所述水平连接部件包括预置于其中一拼装单元内的第一螺帽，以及可移动地置于另一所述拼装单元内的第一螺栓，所述第一螺栓在相邻拼装单元对接时与对应的所述第一螺帽紧固连接。

3.根据权利要求2所述的风电塔筒，其特征在于，预置第一螺栓的所述拼装单元设有相互连通的避让槽和对接孔；所述第一螺栓的螺接端设于所述对接孔内；所述第一螺栓在所述拼装单元对接前进入所述避让槽内，所述第一螺栓的螺接端不伸出所述对接孔。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的风电塔筒，其特征在于，相邻所述分体拼接块之间通过多组沿筒体周向间隔布置的竖向连接部件连接，所述竖向连接部件包括第二螺栓和第二螺帽，所述第二螺栓预置于其中一所述分体拼接块的端面，且所述第二螺栓穿过另一相邻的所述分体拼接块与所述第二螺帽紧固连接。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的风电塔筒，其特征在于，所述筒体的两端设有连接法兰，所述连接法兰通过多组法兰连接部件与所述筒体连接，多组所述法兰连接部件沿所述筒体的周向间隔布置。

6.根据权利要求5所述的风电塔筒，其特征在于，所述筒体的两端部均设有相互连通的螺栓贯穿孔和紧固安装孔；所述法兰连接部件包括第三螺栓、第三螺帽和固定垫片，其中，所述第三螺栓的一端固定于所述连接法兰，另一端依次穿过所述螺栓贯穿孔和所述紧固安装孔与所述第三螺帽紧固连接；所述固定垫片套设于所述第三螺栓上，并通过所述第三螺帽压紧定位。

7.根据权利要求6所述的风电塔筒，其特征在于，所述紧固安装孔为沿所述筒体径向布置的贯穿圆孔，所述固定垫片设有与所述贯穿圆孔内壁适配的弧形配合面。

8.根据权利要求6所述的风电塔筒，其特征在于，沿所述筒体的周向，相邻固定连接部件的所述第三螺帽高低交替布置。

9.根据权利要求1至3中任意一项所述的风电塔筒，其特征在于，所述筒体内设有多个沿所述筒体轴向间隔布置的支撑环，所述支撑环由至少两个插接配合的弧形分段组成，各所述弧形分段通过支撑环连接部件与所述筒体连接。

10.根据权利要求9所述的风电塔筒，其特征在于，所述支撑环连接部件包括第四螺栓和第四螺帽，所述第四螺帽预置于所述筒体内，所述第四螺栓在支撑环安装时依次穿过所述支撑环和所述筒体与所述第四螺帽紧固连接。