CN217538915U - 塔架和风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种塔架和风力发电机组。所述塔架包括基础结构和支撑在基础结构上的塔架主体，其中，基础结构包括基础承载台和连接在基础承载台上的多个向上延伸的基础肢臂，塔架主体的下端与基础承载台连接，并且塔架主体的下端外周设置有多个向下延伸的塔架肢臂，多个塔架肢臂分别与对应的基础肢臂连接。根据本申请的塔架，通过设置多个塔架肢臂和基础肢臂连接来分担塔架主体所承受的承载，因此不必受限于运输条件和制造极限，根据本申请的塔架能够具有较好的抗风载能力，能够适应于风电行业发展的需求。

Description

塔架和风力发电机组

技术领域

本申请涉及风力发电技术领域，具体涉及一种塔架和风力发电机组。

背景技术

目前，风力发电机组对于塔架的抗风载能力的要求越来越高，尤其是海上风力发电机组，由于海上环境的影响，对于塔架的抗风载能力的要求更高。现有技术中，通常会采用增大塔架的直径尺寸或者增厚塔架的壁厚的方式来使得单筒式塔架具有足够的抗风载性能，由于受限于运输条件，使得以此种方式提升抗风载性能的塔架的制造已经逼近制造极限，从而不能够适应于风电行业发展的需求。

实用新型内容

因此，本申请的目的在于提供一种塔架和风力发电机组，通过额外设置多个塔架肢臂和基础肢臂来分担塔架主体所承受的荷载，从而解决了现有技术塔架的制造逼近制造极限的问题，进而为塔架的制造开辟了新的路径，使其能够适应于风电行业发展的需求。

本实用新型的目的在于，提供一种塔架，所述塔架包括基础结构和支撑在所述基础结构上的塔架主体，所述基础结构包括基础承载台和连接在所述基础承载台上的多个向上延伸的基础肢臂，所述塔架主体的下端与所述基础承载台连接，并且所述塔架主体的下端外周设置有多个向下延伸的塔架肢臂，多个所述塔架肢臂分别与所述基础肢臂连接。

根据本申请的塔架，塔架主体的下端与基础承载台连接，在塔架主体的下端外周设置多个向下延伸的塔架肢臂，在基础承载台上设置多个向上延伸的基础肢臂，多个塔架肢臂能够与对应的基础肢臂连接并共同分担塔架主体所承受的风力荷载，因此可以通过多个塔架肢臂能够与对应的基础肢臂来分担塔架主体所承受的风力荷载，解决了现有技术中受限于运输条件导致单筒式塔架的制造逼近制造极限的问题，从而为塔架的制造开辟了新的路径，进而能够适应于风电行业发展的需求。

在实施例中，所述塔架肢臂和所述基础肢臂的数量相同，所述塔架肢臂和所述基础肢臂的数量均为至少三个，且围绕所述塔架主体的周向均匀分布。

在这些实施例中，通过沿塔架主体的周向均匀分布相互连接的多个塔架肢臂和多个基础肢臂，多个塔架肢臂和多个基础肢臂能够和塔架主体一起分担来自各个方向的风力荷载，使得构成的塔架具有较好的抗风载性能。

在实施例中，所述基础肢臂的下端预埋于所述基础承载台中，上端朝向所述塔架主体的方向倾斜，所述塔架肢臂从所述塔架主体的外周向外并向下倾斜，与所述基础肢臂沿相对的方向延伸并相互连接。

在这些实施例中，在安装时，可以将基础肢臂的下端预埋在基础承载台中，并使得基础肢臂的上端朝向塔架主体的方向倾斜，如此，基础肢臂能够稳定地结合到基础承载台中，并能够形成有利于与塔架肢臂连接的倾斜角度，通过设置塔架肢臂从塔架主体的外周向外并向下倾斜，使得塔架肢臂能够与基础肢臂沿相对的方向延伸，从而能够便于实现塔架肢臂和基础肢臂连接并能够形成稳定的承载组件。

在实施例中，所述塔架肢臂为管状结构，所述塔架肢臂的直径为所述塔架主体的直径的1/5-1/4。

在这些实施例中，通过设置塔架肢臂为管状结构，且塔架肢臂的直径为所述塔架主体的直径的1/5-1/4，如此形状的塔架肢臂具有合适的支撑强度，能够更好地分担塔架主体的荷载。

在实施例中，每个塔架肢臂的上端连接在所述塔架主体的从底端向上10米-20米的位置处。

在这些实施例中，通过设置每个塔架肢臂的上端连接在所述塔架主体的从底端向上10米-20米的位置处，如此倾斜设置，能够更好地分担塔架主体的荷载。

具体地，相邻的两个塔架肢臂在所述基础承载台上的投影的夹角为120°。

在实施例中，所述基础承载台上设有过渡连接段，所述塔架主体的下端与所述过渡连接段连接，所述多个基础肢臂围绕所述过渡连接段设置在所述基础承载台的上表面。

在这些实施例中，通过设置过渡连接段作为连接塔架主体与基础承载台的连接桥梁，不仅能够使得安装方便还能够便于拆卸维修或者更换。

在实施例中，所述基础结构还包括连接在所述基础承载台下表面的多个基础管桩，每个基础管桩向外倾斜以使多个基础管桩在沿由上至下的方向上围合成逐渐增大的结构。

在这些实施例中，通过在基础承载台下表面设置多个基础管桩，并且每个基础管桩向外倾斜以使多个基础管桩在沿由上至下的方向上围合成逐渐增大的结构，从而能够形成逐渐增大的稳定的底部支撑结构。在安装时，将多个基础管桩的下端固定在底泥面中，将基础承载台安装在多个基础管桩的上端，从而便于支撑基础承载台以及位于基础承载台上方的各个部件。

在实施例中，所述塔架肢臂和所述基础肢臂可拆卸地连接；所述塔架肢臂上设有第一连接法兰，所述基础肢臂上设有第二连接法兰，所述第一连接法兰和所述第二连接法兰连接，以将一个塔架肢臂和对应的一个基础肢臂连接。

在这些实施例中，塔架肢臂和基础肢臂均为管状结构，通过设置塔架肢臂和基础肢臂通过对应的法兰实现连接，能够便于后期的维护。在塔架应用于海上风力发电机组的情况下，由于海上焊接工作的难度系数较大，通过法兰连接能够更便于安装。

根据本申请的第二方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括上述所述的塔架。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本申请的上述以及其他目的和特点将会变得更加清楚，在附图中：

图1是根据本申请实施例的塔架的结构示意图；

图2是根据本申请实施例的塔架的俯视结构示意图；

图3是根据本申请实施例的塔架的仰视结构示意图；

图4是根据本申请图1的局部剖视结构示意图。

符号说明

10、基础结构；11、基础承载台；111、过渡连接段；12、基础肢臂；13、多个基础管桩；

20、塔架主体；21、塔架肢臂。

具体实施方式

将在下文中结合示例性实施例更充分地描述本实用新型构思，然而，本实用新型构思可以以许多不同的形式来实施且不应被解释为限于这里所阐述的实施例。相反，这些实施例被提供为使得本公开将是彻底的和完整的，并且将把本实用新型构思的范围充分地传递给本领域技术人员。

为了解决上述现有技术中的至少一个问题，本申请致力于提供一种多肢式塔架，通过多肢式结构能够在满足运输条件的情况下，克服单筒式塔架的制造逼近制造极限的问题，从而能够适用于风电行业发展的需求。

下面将结合示例性实施例，对本实用新型构思进行详细的描述。

根据本申请的第一方面提供了一种塔架。如图1所示，塔架包括基础结构10和支撑在基础结构10上的塔架主体20。其中，基础结构10包括基础承载台11和连接在基础承载台11上的多个向上延伸的基础肢臂12，塔架主体20的下端与基础承载台11连接，并且塔架主体20的下端外周设置有多个向下延伸的塔架肢臂21，多个塔架肢臂21分别与基础肢臂12连接。

根据本申请的塔架，塔架主体20的下端与基础承载台11连接，在塔架主体20的下端外周设置多个向下延伸的塔架肢臂21，在基础承载台11上设置多个向上延伸的基础肢臂12，多个塔架肢臂21能够与对应的基础肢臂12连接并共同分担塔架主体20所承受的风力荷载，因此通过多个塔架肢臂21和基础肢臂12来分担塔架主体20所承受的风力荷载，解决了现有技术中受限于运输条件导致单筒式塔架的制造逼近制造极限的问题，从而为塔架的制造开辟了新的路径，进而能够适应于风电行业发展的需求。

根据本申请，塔架主体20为塔架的主要组成部分。塔架主体20具有筒状结构并由钢材制成，例如但不限于是采用Q355低合金高强度结构钢制成的。

根据本申请，塔架肢臂21和基础肢臂12分别由钢材制成，示例性的钢材可以选择Q355低合金高强度结构钢。通过设置高强度结构钢来制成对应的塔架肢臂21和基础肢臂12，能够使得塔架肢臂21和基础肢臂12具有较好的抗风力荷载的性能。根据本申请，塔架肢臂21和基础肢臂12作为分担塔架主体20所承受的风力荷载的承载组件，相比于现有技术中的单筒式塔架而言，通过塔架肢臂21和基础肢臂12形成的承载组件能够在一定程度上降低钢材的用量，从而通过承载组件和塔架主体20构成的塔架能够节约制造成本。并且本申请的各个部件可以在到达安装位点之后再进行组装，因此可以降低运输的难度和成本。

下面将结合具有的实施例对本申请的塔架做以详细的描述。

根据本申请，塔架所承受的风载来自于各个方向，例如但不限于横向或者纵向。在实施例中，塔架肢臂21和基础肢臂12的数量均为至少三个，塔架肢臂21和基础肢臂12的数量相同。示例性的，多个塔架肢臂21与对应的基础肢臂12连接并围绕塔架主体20的周向均匀分布。

在这些实施例中，通过沿塔架主体20的周向均匀分布相互连接的多个塔架肢臂21和多个基础肢臂12，多个塔架肢臂21和多个基础肢臂12能够为塔架主体20分担来自各个方向的风力荷载，使得构成的塔架具有较好的抗风载性能。

根据本申请，基础承载台11可以为采用混凝土浇筑形成的立方结构或者圆台结构，也可以为多块钢板拼接形成的结构。需要说明的是，本申请并不限制基础承载台11必须具有规则的结构，本领域技术人员，可以在本申请的教导下，选择现有技术中的其他的承载平台作为本申请的基础承载台11。在本申请的优选的实施例中，基础承载台11为混凝土浇筑形成的结构，如此可以节省钢材，并且能够符合风电行业降本的要求。在示例性实施例中，基础承载台11具有中空的支撑壳体，可以在支撑壳体中灌注混凝土从而形成本申请的基础承载台11。在灌注混凝土的过程中，可以将本申请的基础肢臂12的一部分提前预埋在混凝土中，从而保证基础肢臂12与基础承载台11之间的连接强度。如图2和图4所示，基础承载台11呈圆台结构，基础肢臂12的下端预埋于基础承载台11中，上端朝向塔架主体20的方向倾斜，塔架肢臂21从塔架主体20的外周向外并向下倾斜，与基础肢臂12沿相对的方向延伸并相互连接。

在这些实施例中，在制造基础承载台11时，可以将基础肢臂12的下端预埋在基础承载台11中，并使得基础肢臂12的上端朝向塔架主体20的方向倾斜，如此，基础肢臂12能够稳定地结合到基础承载台11中，并能够形成有利于与塔架肢臂21连接的倾斜角度，通过设置塔架肢臂21从塔架主体20的外周向外并向下倾斜，使得塔架肢臂21能够与基础肢臂12沿相对的方向延伸，从而能够便于实现塔架肢臂21和基础肢臂12连接并形成稳定的承载组件。

如图4所示，塔架主体20为筒状结构，基础承载台11为圆台结构。当筒状的塔架主体20与基础承载台11的上表面连接时，为了便于实现两者的连接以及提升两者的连接强度，在实施例中，基础承载台11上设有过渡连接段111，塔架主体20的下端与过渡连接段111连接，多个基础肢臂12围绕过渡连接段111设置在基础承载台11的上表面。在示例性实施例中，过渡连接段111也为筒状结构，过渡连接段111的下端预埋在基础承载台11中，过渡连接段111的上端能够通过法兰与塔架主体20实现连接，设置过渡连接段111作为连接塔架主体20与基础承载台11的连接桥梁，不仅能够使得安装方便还能够便于拆卸维修或者更换。另外，通过将过渡连接段111的下端提前预埋在基础承载台11中，能够保证过渡连接段111与基础承载台11的连接强度，从而保证塔架主体20与基础承载台11的连接的可靠性。

众所周知，单筒式塔架的直径一般在100米左右，也就是说，通常需求的塔架具有较高的高度，如果需要分担塔架所承受的荷载，则需要设置承载组件在塔架上具有合适的安装位置。也就是说，塔架肢臂21在塔架主体20的安装位置能够在很大程度上影响形成的承载组件的承载力。根据本申请，塔架肢臂21的上端在塔架主体20的安装位置，依据载荷大小的不同而不同。在示例性的实施例中，每个塔架肢臂21的上端连接在塔架主体20的从底端向上10米-20米的位置处。塔架肢臂21的上端在塔架主体20上的安装方式，也会影响塔架整体的抗风载性能。根据本申请，每个塔架肢臂21的上端可以通过焊接连接在塔架主体20的外侧壁上，或者可以通过位于塔架主体20的外侧壁上连接件连接在塔架主体20的外周。在示例性实施例中，每个塔架肢臂21的上端通过熔透焊的方式焊接在塔架主体20的外侧壁上。塔架肢臂21的结构可以为角钢结构或者管状结构，为了方便连接，塔架肢臂21为管状结构，塔架肢臂21的直径为塔架主体20的直径的1/5-1/4。通过设置塔架肢臂21为管状结构，且塔架肢臂21的直径为塔架主体20的直径的1/5-1/4，如此形状的塔架肢臂21具有合适的支撑强度，能够更好地分担塔架主体20的荷载。

如图1和图2所示，相邻的承载组件在基础承载台11上的投影的夹角为120°。具体的，相邻的两个塔架肢臂21在基础承载台11上的投影的夹角为120°，由于塔架肢臂21和基础肢臂12沿着相对的方向延伸，因此，相邻的两个基础肢臂12在基础承载台11上的投影的夹角也为120°。

如图1和图3所示，基础结构10还包括连接在基础承载台11下表面的多个基础管桩13，每个基础管桩13向外倾斜以使多个基础管桩13在沿由上至下的方向上围合成逐渐增大的结构。在示例性实施例中，基础管桩13由钢材制成，例如但不限于采用Q355低合金高强度结构钢。

在这些实施例中，通过在基础承载台11下表面设置多个基础管桩13，并且每个基础管桩13向外倾斜以使多个基础管桩13在沿由上至下的方向上围合成逐渐增大的结构，从而能够形成逐渐增大的稳定的底部支撑结构。在安装时，将多个基础管桩13的下端固定在底泥面中(例如，通过打桩的方式，将多个基础管桩13插埋于海床中)，将基础承载台11安装在多个基础管桩13的上端，从而便于支撑基础承载台11以及位于基础承载台11上方的各个部件。

根据本申请，塔架肢臂21和基础肢臂12连接可以采用例如焊接等固定连接的方式，也可以采用其他的可拆卸连接的方式。本申请并不限制塔架肢臂21和基础肢臂12连接方式。在示例性实施例中，塔架肢臂21和基础肢臂12均为管状结构，塔架肢臂21和基础肢臂12可拆卸地连接，具体地，塔架肢臂21上设有第一连接法兰，基础肢臂12上设有第二连接法兰，第一连接法兰和第二连接法兰连接，以将一个塔架肢臂21和对应的一个基础肢臂12连接。

在这些实施例中，塔架肢臂21和基础肢臂12均为管状结构，通过设置塔架肢臂21和基础肢臂12通过对应的法兰实现连接，能够便于后期的维护。在塔架应用于海上风力发电机组的情况下，由于海上焊接工作的难度系数较大，因此通过法兰连接还能够便于安装。另外，塔架肢臂21和基础肢臂12均为管状结构，在保证足够承载的前提条件下，也可以实现塔架的减重。

根据本申请，塔架肢臂21的直径为塔架主体20的直径的1/5-1/4。在示例性实施例中，塔架主体20为筒状结构，其直径可以为5000mm-7500mm。塔架肢臂21和基础肢臂12均为管状结构，其直径可以为1000mm-1500mm。承接上面的实施例，由于塔架肢臂21和基础肢臂12的管状结构的直径一般较小，因而第一连接法兰和第二连接法兰均选择外L型法兰，如此可以便于实现较小管径的管状结构的对接。

根据本申请的第二方面，提供一种风力发电机组。其中，风力发电机组包括上述各个实施例中的塔架。因此具有上述各个实施例中所有的有益效果，在此不再一一赘述。

虽然上面已经详细描述了本申请的实施例，但本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，可对本申请的实施例做出各种修改和变型。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改和变型仍将落入权利要求所限定的本申请的实施例的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种塔架，所述塔架包括基础结构(10)和支撑在所述基础结构(10)上的塔架主体(20)，其特征在于，

所述基础结构(10)包括基础承载台(11)和连接在所述基础承载台(11)上的多个向上延伸的基础肢臂(12)，所述塔架主体(20)的下端与所述基础承载台(11)连接，并且所述塔架主体(20)的下端外周设置有多个向下延伸的塔架肢臂(21)，多个所述塔架肢臂(21)分别与所述基础肢臂(12)连接。

2.根据权利要求1所述的塔架，其特征在于，所述塔架肢臂(21)和所述基础肢臂(12)的数量相同，为至少三个，围绕所述塔架主体(20)的周向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的塔架，其特征在于，所述基础肢臂(12)的下端预埋于所述基础承载台(11)中，上端朝向所述塔架主体(20)的方向倾斜，所述塔架肢臂(21)从所述塔架主体(20)的外周向外并向下倾斜，与所述基础肢臂(12)沿相对的方向延伸并相互连接。

4.根据权利要求1所述的塔架，其特征在于，所述塔架肢臂(21)为管状结构，所述塔架肢臂(21)的直径为所述塔架主体(20)的直径的1/5-1/4。

5.根据权利要求1所述的塔架，其特征在于，每个塔架肢臂(21)的上端连接在所述塔架主体(20)的从底端向上10米-20米的位置处。

6.根据权利要求1所述的塔架，其特征在于，相邻的两个塔架肢臂(21)在所述基础承载台(11)上的投影的夹角为120°。

7.根据权利要求1所述的塔架，其特征在于，所述基础承载台(11)上设有过渡连接段(111)，所述塔架主体(20)的下端与所述过渡连接段(111)连接，多个所述基础肢臂(12)围绕所述过渡连接段(111)设置在所述基础承载台(11)的上表面。

8.根据权利要求1所述的塔架，其特征在于，所述基础结构(10)还包括连接在所述基础承载台(11)下表面的多个基础管桩(13)，每个基础管桩(13)向外倾斜以使多个所述基础管桩(13)在沿由上至下的方向上围合成逐渐增大的结构。

9.根据权利要求3所述的塔架，其特征在于，所述塔架肢臂(21)上设有第一连接法兰，所述基础肢臂(12)上设有第二连接法兰，所述第一连接法兰和所述第二连接法兰连接，以将一个塔架肢臂(21)和与对应的一个基础肢臂(12)连接。

10.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括根据权利要求1至权利要求9任一项中所述的塔架。

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