风力发电机组拉索式钢筒塔架制造技术

本实用新型专利技术公开了一种风力发电机组拉索式钢筒塔架，包括塔筒段，其特征在于，还包括：塔筒过度段、拉索法兰、拉索；塔筒过度段在两端设置有塔筒过度段法兰，塔筒过度段法兰设置有法兰螺栓孔；拉索法兰设置有拉索法兰螺栓孔，在外壁上设置有拉索法兰耳板；拉索法兰位于两个塔筒过度段之间，法兰连接螺栓穿过法兰螺栓孔、拉索法兰螺栓孔将两个塔筒过度段和拉索法兰连接在一起；塔筒段连接在两个塔筒过度段的外侧端部，拉索一端连接在拉索法兰耳板上，另一端连接地面锚固点。本实用新型专利技术能够合理分配钢筒塔架的受力路径，改善塔架及节点受力性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组拉索式钢筒塔架


[0001]本技术涉及风力发电机组塔架，具体涉及一种风力发电机组拉索式钢筒塔架。

技术介绍

[0002]随着风力发电行业的发展，风机大型化和轮毂升高化成为风力发电支承结构的研发方向，立足于成熟的钢塔筒和法兰产业链，同时受制于国内公路运输体系对塔筒直径大型化的限制，目前满足上述研发方向的钢塔筒支承结构主要是柔性塔筒路线，因为直径无法根据外部载荷增大而无限制增大，因此仅能通过增加壁厚来提高塔架自身的抵抗弯矩能力，塔架结构的材料利用效率低。同时塔架整体的自振频率接近于风机正常运行风速中的某些风速区间，为避免塔架共振，通常通过变桨跳过共振区间风速，但是会影响风机正常工作，损失相应响应的发电量。拉索式塔架作为传统的高耸结构形式之一，可以通过合理的传力路径，仅将部分外荷载分配给钢筒主体，另一部分通过拉索传递，可以有效解决传统钢塔筒受运输条件限制底部直径而引发的弊端，并可以通过配合已经相对成熟的钢塔筒和法兰产业链降低塔架综合成本。
[0003]公开号CN202132187U的专利文献公开了一种风力发电机组拉索式塔架结构。该技术中，直接在塔筒外壁焊接连接耳板或设置非常规塔筒壁连接节点、法兰节点，对于塔筒厂和法兰厂均需要研发相应生产加工设备才能保证节点的抗疲劳性能，对于实际的产品初期推广有门槛高、加工难度大、成本测算难的弊端，从而造成无法测算批量化成本，影响拉索式塔架的长周期发展。
[0004]公开号CN210049990 U的专利文献公开了一种拉索式塔架、风力发电机组以及连接件。该技术中，对于拉索处相邻的钢塔筒没有考虑刚度突变对结构的影响，没有合理提升拉索法兰附近相邻的结构承载能力，对于刚度突变处结构的传力不够合理，现有拉索方案不够灵活，容易造成拉索与塔架连接节点处的疲劳应力幅过大，有实际节点寿命降低的风险。
[0005]早期在三北地区开发的1MW级别及以下单机容量的风机运行超过10～15年，由于部件老化及备品备件出现不同程度的停产情况，风场运维成本将大幅削减风场收益，甚至触底风场运营的盈亏平衡点，因此有必要对此类风场进行技术改造实现风场收益的最大化。
[0006]目前针对此情况应对的技术改造措施有两类，第一类是对主机或叶轮进行升级，重新验算支撑结构(塔架及基础)，对于仍然满足承载要求的，继续使用；第二类，对于主机部件调整使得风机支撑结构(塔架及基础)无法再满足承载能力要求的，此类风场项目进行彻底拆除，包括更换塔筒、风机基础及其他必要的设施。为了追求风场收益最大化，第二类技改要求更为市场和政策所需要，但现有的对应的技改手段成本过大，这其中不仅包括拆除原有风机基础、塔筒、建设新基础、重新提供新塔筒，而且还有拆除改造、新建时间产生的发电量机会成本，使得风电技改迟迟无法大规模推广，造成风资源的严重浪费。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于提供一种风力发电机组拉索式钢筒塔架，能够合理分配钢筒塔架的受力路径，改善塔架及节点受力性能。
[0008]技术方案如下：
[0009]一种风力发电机组拉索式钢筒塔架，包括塔筒段，其特征在于，还包括：塔筒过度段、拉索法兰、拉索；塔筒过度段在两端设置有塔筒过度段法兰，塔筒过度段法兰设置有法兰螺栓孔；拉索法兰设置有拉索法兰螺栓孔，在外壁上设置有拉索法兰耳板；拉索法兰位于两个塔筒过度段之间，法兰连接螺栓穿过法兰螺栓孔、拉索法兰螺栓孔将两个塔筒过度段和拉索法兰连接在一起；塔筒段连接在两个塔筒过度段的外侧端部，拉索一端连接在拉索法兰耳板上，另一端连接地面锚固点。
[0010]进一步，下部的塔筒过度段与塔筒段之间连接有拉索法兰。
[0011]进一步，拉索法兰耳板的数量至少为两个，拉索法兰耳板均匀分布在拉索法兰外壁上。
[0012]进一步，拉索法兰形状为环形，拉索法兰螺栓孔排列成圆形。
[0013]进一步，拉索的端部设置有连接端头，连接端头设置有端头通孔，通过拉索连接螺栓将拉索法兰耳板、连接端头相连接。
[0014]进一步，拉索法兰外壁上设置有多组成对布置的拉索法兰耳板，连接端头位于成对布置的两个拉索法兰耳板之间。
[0015]进一步，过度塔筒段两端直径不同，拉索法兰连接在两个过度塔筒段的大直径端部之间。
[0016]进一步，过度塔筒段两端直径不同，一个拉索法兰连接在两个过度塔筒段的大直径端部之间，另一个拉索法兰连接在过度塔筒段的小端部与塔筒段之间。
[0017]进一步，拉索两端分别设置有连接端头，地面锚固点的顶部设置有连接板，连接板设置有连接板通孔，拉索连接螺栓穿过端头通孔、连接板通孔，将连接端头连接在连接板上。
[0018]进一步，拉索两端分别设置有连接端头，地面锚固点的顶部设置有连接板，连接板设置有两个连接板通孔，同一个方向的两根拉索分别连接上下两个拉索法兰的拉索法兰耳板。
[0019]本技术与现有技术相比具有下列优点：
[0020]本技术能够合理分配钢筒塔架的受力路径，改善塔架及节点受力性能，提高综合经济性，可以解决传统钢塔筒受运输条件限制底部直径而导致的结构弊端，并可以为后续技改增加塔架承载能力提供快速解决方案。
[0021]1.塔架受力相对合理。
[0022]离主机更近的顶部拉索法兰附近的刚度突变对相邻过度钢筒段的受力要求提高，通过合理恰当的增加顶部拉索处法兰附近的塔筒直径，尤其是对顶部拉索法兰下部过度钢塔筒直径的反传统设计将更有利于拉索式钢筒塔架的节点受力，通过增设底部拉索法兰可以进一步在垂直高度处分配更多的传力路径，改善顶部拉索法兰耳板附近的受力状态。
[0023]2.适用于各类主机要求。
[0024]可以根据不同主机对自振频率要求、塔筒截面要求、叶尖净空要求进行结构的灵
活调整。
[0025]3.可为后续技改提供快速解决方案。适合于增加主机容量和增大叶轮直径与轮毂高度的技术改造，通过合理分配受力路径，将原有结构和新建结构结合，改善塔架受力性能并提高经济性，相对于重建塔架方案大幅节约了下部普通钢筒段和基础的拆除、重新建设成本，缩短了技改周期，延长了风电场的发电收益时间。
[0026]结构初期使用时可预留部分拉索耳板或底部拉索法兰空置不连接拉索做未来技改备用，待技改机型要求提高塔架承载能力时可通过增设上述连接处的拉索满足提升结构承载力的需求。
[0027]塔架技改实施时，将上部普通钢筒段及老旧风电机组摘除，在下部普通钢筒段上新增拉索法兰和转换钢筒段，再在转换钢筒段上重新安装上部普通钢筒段和新风电机组。利用已有部分风电支撑结构进行老旧风场的风机技改加固，新增部分拉索式塔架，可以通过合理的传力路径，仅将部分外荷载分配给钢筒主体，另一部分通过拉索传递，可以有效保证原有结构受力在设计承载要求范围，并可以配合已经相对成熟的钢塔筒和法兰产业链降低塔架综合成本，通过此方法可以降低技改成本、缩短技改工期的同时，提升风场发电收益。
附图说明
[0028]图1是本技术中风本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组拉索式钢筒塔架，包括塔筒段，其特征在于，还包括：塔筒过度段、拉索法兰、拉索；塔筒过度段在两端设置有塔筒过度段法兰，塔筒过度段法兰设置有法兰螺栓孔；拉索法兰设置有拉索法兰螺栓孔，在外壁上设置有拉索法兰耳板；拉索法兰位于两个塔筒过度段之间，法兰连接螺栓穿过法兰螺栓孔、拉索法兰螺栓孔将两个塔筒过度段和拉索法兰连接在一起；塔筒段连接在两个塔筒过度段的外侧端部，拉索一端连接在拉索法兰耳板上，另一端连接地面锚固点。2.如权利要求1所述的风力发电机组拉索式钢筒塔架，其特征在于，下部的塔筒过度段与塔筒段之间连接有拉索法兰。3.如权利要求1所述的风力发电机组拉索式钢筒塔架，其特征在于，拉索法兰耳板的数量至少为两个，拉索法兰耳板均匀分布在拉索法兰外壁上。4.如权利要求1所述的风力发电机组拉索式钢筒塔架，其特征在于，拉索法兰形状为环形，拉索法兰螺栓孔排列成圆形。5.如权利要求1所述的风力发电机组拉索式钢筒塔架，其特征在于，拉索的端部设置有连接端头，连接端头设置有端头通孔，通过拉索连接螺栓将拉索法兰耳板、连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明熠，杨州，汤丰艺，张冬，黄张裕，张东灿，施辉，沈卫明，
申请(专利权)人：内蒙古金海新能源科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：