CN219691678U - 风电机组的塔筒和风电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风电机组的塔筒，包括全钢塔筒本体、位于所述全钢塔筒本体下方的塔筒基础和位于所述全钢塔筒本体内部的多个钢绞线，所述全钢塔筒本体设置有第一法兰，所述多个钢绞线的顶端分别与所述第一法兰连接，所述塔筒还包括第二法兰，所述多个钢绞线的底端分别与所述第二法兰连接，所述多个钢绞线沿周向方向等间隔分布。本实用新型的塔筒在全钢塔筒本体的内部设置均匀分布的钢绞线，能够有效降低塔筒的振动。与现有大功率机组塔筒相比，重量轻，成本低，占地面积小并且现场组装方便。

Description

风电机组的塔筒和风电机组

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体而言涉及一种风电机组的塔筒和风电机组。

背景技术

随着风力发电机组容量及叶轮直径的增大，对于轮毂高度的需求也越来越高。在成本控制及运输条件的限制下，柔性钢塔(柔塔)、混凝土塔筒(混塔)、桁架结构塔架、斜拉索结构塔架、分片式塔架等各种高塔筒技术解决方案层出不穷。由于大兆瓦机组塔筒高度需要达到120米以上，传统刚性塔筒重量过重，不经济；柔性塔筒振动频率低，其稳定运行依赖于可靠的控制策略；混塔的开发对于厂家来说投资成本过大；桁架结构塔架及分片式塔架需要现场组装，影响吊装进度；斜拉索式结构塔架增加用地及基础建设成本。因此，需要设计一款既能达到较高的轮毂高度，又能更加轻量化、更加安全可靠的塔筒。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，根据本实用新型的第一方面，提供了一种风电机组的混合塔筒，包括全钢塔筒本体、位于所述全钢塔筒本体下方的塔筒基础和位于所述全钢塔筒本体内部的多个钢绞线，所述全钢塔筒本体设置有第一法兰，所述多个钢绞线的顶端分别与所述第一法兰连接，所述塔筒还包括第二法兰，所述多个钢绞线的底端分别与所述第二法兰连接，所述多个钢绞线沿周向方向等间隔分布。

进一步地，所述第二法兰设置在所述塔筒基础的顶部，所述第二法兰包括塔筒结构连接部和沿径向方向位于所述塔筒结构连接部内侧的钢绞线连接部，所述塔筒基础通过所述塔筒结构连接部与所述全钢塔筒本体连接，所述第二法兰通过所述钢绞线连接部与所述多个钢绞线的底端连接。

进一步地，所述第二法兰设置在所述全钢塔筒本体的底部，所述第二法兰包括塔筒结构连接部和沿径向方向位于所述塔筒结构连接部内侧的钢绞线连接部，所述全钢塔筒本体通过所述塔筒结构连接部与所述塔筒基础连接，所述第二法兰通过所述钢绞线连接部与所述多个钢绞线的底端连接。

进一步地，所述全钢塔筒本体沿高度方向包括多个塔筒部段，所述第一法兰为自上而下第一塔筒部段的底部法兰，所述第一法兰包括塔筒部段连接部和沿径向方向位于所述塔筒部段连接部内侧的钢绞线连接部，所述第一塔筒部段通过所述塔筒部段连接部与下方的第二塔筒部段连接，所述第一法兰通过所述钢绞线连接部与所述多个钢绞线的顶端连接。

进一步地，所述全钢塔筒本体沿高度方向包括多个塔筒部段，所述第一法兰为自上而下第二塔筒部段的顶部法兰，所述第一法兰包括塔筒部段连接部和沿径向方向位于所述塔筒部段连接部内侧的钢绞线连接部，所述第二塔筒部段通过所述塔筒部段连接部与上方的第一塔筒部段连接，所述第一法兰通过所述钢绞线连接部与所述多个钢绞线的顶端连接。

进一步地，所述多个钢绞线自所述全钢塔筒本体的底部向上延伸至所述全钢塔筒本体高度的五分之三至五分之四。

进一步地，所述多个钢绞线的数量为10至30。

进一步地，所述塔筒的高度为140米以上，所述多个钢绞线自所述全钢塔筒本体的底部向上延伸至所述全钢塔筒本体高度的三分之二至五分之四，所述多个钢绞线的数量为18至30。

进一步地，所述塔筒的高度为120米至140米，所述多个钢绞线自所述全钢塔筒本体的底部向上延伸至所述全钢塔筒本体高度的五分之三至四分之三，所述多个钢绞线的数量为10至20。

本实用新型还提供一种风电机组，所述风电机组包括上述塔筒。

本实用新型的风电机组的塔筒在全钢塔筒本体的内部设置均匀分布的钢绞线，并且在现场安装塔筒时对钢绞线施加预紧力，能够有效降低塔筒的振动。重量轻，成本低，占地面积小并且现场组装方便。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中，

图1为本实用新型实施例的风电机组的塔筒的结构示意图；

图2为图1所示的塔筒的A-A剖视图；

图3为图1所示的塔筒的B-B剖视图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本实用新型。显然，本实用新型的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。

应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本实用新型的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本实用新型中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

以下，将参照附图对本实用新型的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本实用新型的代表实施方式，并不是限定本实用新型。

随着轮毂高度的增加，塔筒的疲劳载荷往往起决定作用，也就是为了满足疲劳强度，塔筒的极限强度已经出现了很大的富余，如果能够降低塔筒的振动幅度，就能使塔筒更轻，更经济，更可靠。基于此，本实用新型提供一种风电机组的塔筒以及包括该塔筒的风电机组。如图1-3所示，本实用新型的塔筒包括全钢塔筒本体1、位于全钢塔筒本体1下方的塔筒基础(未示出)和位于全钢塔筒本体1内部的多个钢绞线2，全钢塔筒本体1设置有第一法兰3，多个钢绞线2的顶端分别与第一法兰3连接，本实用新型的塔筒还包括第二法兰4，多个钢绞线2的底端分别与第二法兰4连接，多个钢绞线2沿周向方向等间隔分布。

本实用新型的塔筒在全钢塔筒本体的内部设置均匀分布的钢绞线，并且在现场安装塔筒时对钢绞线施加预紧力，能够有效降低塔筒的振动。与斜拉索式塔筒相比，占地面积小；与混合塔筒相比，具有成本优势；与传统刚性塔筒相比，能够节省材料、降低重量；与衍架结构塔筒及分片式塔筒相比，现场组装方便。

根据本实用新型的实施方式，第二法兰4可以设置在塔筒基础的顶部，例如，第二法兰4可以是塔筒基础上锚板法兰。第二法兰4包括塔筒结构连接部41和沿径向方向位于塔筒结构连接部41内侧的钢绞线连接部42。塔筒基础通过塔筒结构连接部41与全钢塔筒本体1连接，塔筒结构连接部41可以包括沿周向方向均匀分布的螺栓孔，以实现全钢塔筒本体1与塔筒基础之间的螺栓连接。第二法兰4通过钢绞线连接部42与多个钢绞线2的底端连接，钢绞线连接部42可以包括沿周向方向均匀分布的安装孔，钢绞线2穿过安装孔并通过设置在第二法兰4下端面的锚头与第二法兰4固定连接。通过将塔筒基础原有的上锚板法兰进行改造，实现上锚板法兰与全钢塔筒本体连接并且与多个钢绞线连接的双重功能。

根据本实用新型的另一实施方式，第二法兰4可以设置在全钢塔筒本体1的顶部，例如，第二法兰4可以是全钢塔筒本体的底部法兰。第二法兰4包括塔筒结构连接部41和沿径向方向位于塔筒结构连接部41内侧的钢绞线连接部42。全钢塔筒本体1通过塔筒结构连接部41与塔筒基础连接，塔筒结构连接部41可以包括沿周向方向均匀分布的螺栓孔，以实现全钢塔筒本体1与塔筒基础之间的螺栓连接。第二法兰4通过钢绞线连接部42与多个钢绞线2的底端连接，钢绞线连接部42可以包括沿周向方向均匀分布的安装孔，钢绞线2穿过安装孔并通过设置在第二法兰4下端面的锚头与第二法兰4固定连接。通过将全钢塔筒本体原有的底部法兰进行改造，实现全钢塔筒本体底部法兰与塔筒基础连接并且与多个钢绞线连接的双重功能。

根据本实用新型的实施方式，全钢塔筒本体1沿高度方向包括多个塔筒部段，第一法兰3可以是自上而下第一塔筒部段11的底部法兰。第一法兰3包括塔筒部段连接部31和沿径向方向位于塔筒部段连接部31内侧的钢绞线连接部32，第一塔筒部段11通过塔筒部段连接部31与下方的第二塔筒部段12连接，塔筒部段连接部31可以包括沿周向方向均匀分布的螺栓孔，以实现第一塔筒部段11与第二塔筒部段12之间的螺栓连接。第一法兰3通过钢绞线连接部32与多个钢绞线2的顶端连接，钢绞线连接部32可以包括沿周向方向均匀分布的安装孔，钢绞线2穿过安装孔并通过设置在第一法兰3上端面的锚头与第一法兰3固定连接。通过将第一塔筒部段原有的底部法兰进行改造，实现第一塔筒部段底部法兰与第二塔筒部段连接并且与多个钢绞线连接的双重功能。

根据本实用新型的另一实施方式，全钢塔筒本体1沿高度方向包括多个塔筒部段，第一法兰3可以是自上而下第二塔筒部段12的顶部法兰。第一法兰3包括塔筒部段连接部31和沿径向方向位于塔筒部段连接部31内侧的钢绞线连接部32，第二塔筒部段12通过塔筒部段连接部31与上方的第一塔筒部段11连接，塔筒部段连接部31可以包括沿周向方向均匀分布的螺栓孔，以实现第一塔筒部段11与第二塔筒部段12之间的螺栓连接。第一法兰3通过钢绞线连接部32与多个钢绞线2的顶端连接，钢绞线连接部32可以包括沿周向方向均匀分布的安装孔，钢绞线2穿过安装孔并通过设置在第一法兰3上端面的锚头与第一法兰3固定连接。通过将第二塔筒部段原有的顶部法兰进行改造，实现第二塔筒部段顶部法兰与第一塔筒部段连接并且与多个钢绞线连接的双重功能。

根据本实用新型的实施方式，多个钢绞线2自全钢塔筒本体1的底部向上延伸至全钢塔筒本体高度的五分之三至五分之四。进一步地，多个钢绞线2的数量为10至30。基于对塔筒的载荷计算以及屈曲、疲劳、振动频率等方面的计算分析，钢绞线自全钢塔筒本体的底部向上延伸至全钢塔筒本体高度的五分之三以上，即能有效降低塔筒的振动幅度，在节省材料的同时保证风机机舱下方塔筒部段的维护操作空间。

塔筒的高度越高，对钢绞线的预应力要求越高。根据本实用新型的实施方式，对于高度为140米以上的塔筒，多个钢绞线2自全钢塔筒本体1的底部向上延伸至全钢塔筒本体高度的三分之二至五分之四，多个钢绞线2的数量为18至30。对于高度为120米至140米的塔筒，多个钢绞线2自全钢塔筒本体1的底部向上延伸至全钢塔筒本体高度的五分之三至四分之三，多个钢绞线2的数量为10至20。

在机组安装现成对塔筒主体安装完成后，安装钢绞线并对各钢绞线施加预紧力，从而起到类似于塔筒顶部质量增大的效果，有利于减弱塔筒的涡激振动，降低塔筒的振动幅度。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种风电机组的塔筒，其特征在于，包括全钢塔筒本体、位于所述全钢塔筒本体下方的塔筒基础和位于所述全钢塔筒本体内部的多个钢绞线，所述全钢塔筒本体设置有第一法兰，所述多个钢绞线的顶端分别与所述第一法兰连接，所述塔筒还包括第二法兰，所述多个钢绞线的底端分别与所述第二法兰连接，所述多个钢绞线沿周向方向等间隔分布。

2.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述第二法兰设置在所述塔筒基础的顶部，所述第二法兰包括塔筒结构连接部和沿径向方向位于所述塔筒结构连接部内侧的钢绞线连接部，所述塔筒基础通过所述塔筒结构连接部与所述全钢塔筒本体连接，所述第二法兰通过所述钢绞线连接部与所述多个钢绞线的底端连接。

3.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述第二法兰设置在所述全钢塔筒本体的底部，所述第二法兰包括塔筒结构连接部和沿径向方向位于所述塔筒结构连接部内侧的钢绞线连接部，所述全钢塔筒本体通过所述塔筒结构连接部与所述塔筒基础连接，所述第二法兰通过所述钢绞线连接部与所述多个钢绞线的底端连接。

4.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述全钢塔筒本体沿高度方向包括多个塔筒部段，所述第一法兰为自上而下第一塔筒部段的底部法兰，所述第一法兰包括塔筒部段连接部和沿径向方向位于所述塔筒部段连接部内侧的钢绞线连接部，所述第一塔筒部段通过所述塔筒部段连接部与下方的第二塔筒部段连接，所述第一法兰通过所述钢绞线连接部与所述多个钢绞线的顶端连接。

5.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述全钢塔筒本体沿高度方向包括多个塔筒部段，所述第一法兰为自上而下第二塔筒部段的顶部法兰，所述第一法兰包括塔筒部段连接部和沿径向方向位于所述塔筒部段连接部内侧的钢绞线连接部，所述第二塔筒部段通过所述塔筒部段连接部与上方的第一塔筒部段连接，所述第一法兰通过所述钢绞线连接部与所述多个钢绞线的顶端连接。

6.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述多个钢绞线自所述全钢塔筒本体的底部向上延伸至所述全钢塔筒本体高度的五分之三至五分之四。

7.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述多个钢绞线的数量为10至30。

8.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述塔筒的高度为140米以上，所述多个钢绞线自所述全钢塔筒本体的底部向上延伸至所述全钢塔筒本体高度的三分之二至五分之四，所述多个钢绞线的数量为18至30。

9.根据权利要求1所述的塔筒，其特征在于，所述塔筒的高度为120米至140米，所述多个钢绞线自所述全钢塔筒本体的底部向上延伸至所述全钢塔筒本体高度的五分之三至四分之三，所述多个钢绞线的数量为10至20。

10.一种风电机组，其特征在于，所述风电机组包括根据权利要求1-9中的任一项所述的塔筒。