塔式风力发电站制造技术

本发明专利技术塔式风力发电站，是一种将不受风速风向限制、不产生倾覆力矩无倒塔之患的大型“塔式涡轮风电装置”设置在巨型钢筋混凝土圆筒柱与钢结构组成的塔形构筑物内，实现大功率集中开发高层空域的风能资源，在说明书实施例中，是13条巨型圆筒柱于边长＝80米的正六边形基础上建设四层发电单元，容纳34台D

【技术实现步骤摘要】
塔式风力发电站所属
：本专利技术涉及一种将多台“塔式涡轮风电装置”设置在塔式构筑物内实现大功率集中廉价开发高层空域风能资源的塔式风力发电站。技术背景：暨“巴黎气候协定”之后，各国对开发清洁能源中的风能资源越来越重视，浩瀚的风能，经美国利弗莫尔劳伦斯国家实验所研究小组利用模型测算出地表和大气层可获取的风能总量分别为400太瓦和1800太瓦(1太瓦＝10亿千瓦)同时也证明了风能是随地表高度而递增的，因此，只需开发地表风能得5％(20太瓦＝200亿千瓦)就可使世界能源结构发生本质性的优质转变，但而今通用的也是唯一的旋桨风电机组不但功率小＜1万千瓦/台，只能单机在＜200米高度运行，根本不可能实现大功率集中开发＞300米空域丰沛的风能资源，还占用大面积的地表空间，使风能资源优良的地区难以承担，噪音污染破坏了人们的宜居环境，例证：资料指出到2035年全球温升控制在1.5℃以下，需投入27万亿美元，约189万亿人民币发展清洁能源，其中风能约占20％，即37.8万亿人民币，而今(2019年)我国旋桨风电机组装机容量近3亿千瓦，但有效份额尚不足总能源份额的2％，按此推算2035年机组的装机容量应＞15亿千瓦，须投入＞10万亿元人民币，以5000KW/台计算，应装机＞30万台，占地面积按现在型号Fc127-5000计，风能直径D＝127米，塔高H＝90米，构建筑物安全半径D安＝1.5H＝137米，则占地面积S＝57255M2，总占地面积∑S＝171.7亿M2＝2601万亩，偌大的面积国内有风源资源的地区能够承受吗？加之噪音污染等因素，使旋桨机组必然成为淘汰之势，唯有独立创新，提高设计理念，摒弃采用旋桨风电机组的“惯性”思维，谋求“新的技术方案”才是真正可行的解决方案。
技术实现思路
：本专利技术提供的塔式风力发电站(后称塔式风电站)，是一种将不受风速、风向限制，不产生倾覆力矩(陀螺原理)永无倒塔之患的多台大型“塔式涡轮风电装置”ZL201610234587.1(申请人即该专利权人)设置在由巨型钢筋混凝土圆筒柱群与钢结构组成的塔形构筑物内，实现大功率(＞30万KW)高空域廉价集中开发风能资源的“塔式风电站”。其中钢筋混凝土圆筒柱是一种在柱内空间与钢结构整合的多层复合结构，节层间距与涡轮旋转体的风动涡轮标准段段高相同，竖向隔间为平面钢行架与阻燃板的组合，形成“工作室”，可作蓄电系统的蓄电单元及电站的其它用途，设有电梯可达顶层，柱内的柱心柱，内径≥5.0米，为人行梯子间安全通道，人工采光、压入式通风、外开式风门，每节节层的柱外有≥1.5米的承重凸缘平台，是柱群间横向纵向支撑的联结支点，整条柱的结构是仿生“竹结构”模式，塔式风电站涉及的柱群是塔结构的主体，承担全塔荷载，由一条中心柱及多条边沿柱、中间柱组成，与许多横向隔层及其附属联缀构件整合成符合力学原理及规范限定的稳定的整体；圆筒柱的顶端平台是承接“塔式涡轮风电装置”机房的发电层，并使荷载“落地”，依次由外层向里层设置，形成≥二层在高层空域的发电层，圆筒柱柱体的壁厚≥1.5米，含钢量≥8％，混凝土标号≥C35，基础是深入基岩的钢筋混凝土锚杆柱与承台组合的整体，承台含钢量≥5％，混凝土标号＞C30，是抗盐、SO2、CO2、抗侯的特制品；发电层，是柱端支撑“塔式涡轮风电装置”机房在高层空域发电运转的大平台，机房由钢筋混凝土与柱身浇铸形成封闭的整体，承接涡轮旋转体、刚性承台及轴心体变径延伸的万向轴(十字头)联结齿轮包，其分向轴与4台独立的变速箱、离合器、直流发电机发电运行，变频配电输出，发电层的剩余空间是空间行架与相应的梁、板、柱组成的横向空间，可用作工作室、蓄电单元、景观等；中间联结层，是承接“塔式涡轮风动装置”旋转体下端刚性承台、轴心体变径延伸经插入专用的联结装置与下层涡轮旋转体顶端中心柱在此实现串联对接，为钢结构。本专利技术的目的是这样实现的，一种搭载34台大型“塔式涡轮风电装置”的超高层塔状构筑物是以正六边形轴线为基准设置13条巨型圆筒形钢筋混凝土复合柱组成的，大型塔式涡轮风电装置的风动涡轮标准段的顶段和底段D2＝36米，段高h＝10米，中间段D1＝40米段高h＝10米，共八段，组成整体涡轮旋转体高H1＝101.6米(含顶段联结处的工作空间1.6米)，第一层设置在地面正六边形每边中点的轴线上，由三台涡轮旋转体串联组成，共6组，每台组装配4台3万千瓦的直流发电机，形成4×3万KW/台＝12万KW/台组的发电能力，第一层的总装机容量∑W1＝6×12万KW＝72万千瓦，第二层，设置在正六边形轴线交角处的外层圆筒柱顶端平台上，柱外径＝30米，由2台涡轮旋转体串联组成发电单元，同上每台涡轮旋转体均为10段标准段组成，高101.6米，共6台组，每台组装配4×2.5万KW/台直流发电机＝10万KW/台组，形成∑W2＝6×10万KW＝60万KW的发电能力；第三层设置在边长＝45米的正六边形轴线交角处的六条外径＝28米的中间层圆筒柱顶端，成等边三角形布置三台塔式涡轮风电装置，同前，涡轮旋转体由10段组成，高h＝101.6米，每台装配4×2.5万KW/台直流发电机，形成∑W3＝3×10万KW/台＝30万千瓦的发电能力；第四层，设置在外径＝40米的中心柱顶端，涡轮旋转体高度h＝101.6米，配置4×3万KW/台直流发电机，W4＝12万KW，为此，塔式涡轮风电站共装配34台大型D140/D236的塔式涡轮风电装置，形成总装机容量∑W＝∑W1+∑W2+∑W3+W4＝174万KW的发电能力，置于柱体顶端的塔式涡轮风电装置的机房所处的工作层，为发电层，层高H2＝10米，其首层在地表的工作层有风电站的总控制中心及输配电设施等，层高＝H2+0.8米＝10.8米，风电站顶端的封顶层，层高仍为H2＝10米，顶层上面设置高空风能研究室及适当的观景建筑物仍以高10米计，顶层合计高＝H2+10米+10米＝20米，共7层涡轮旋转体的总高＝7×H1＝7×101.6米＝711.2米，中间层是联结涡轮旋转体串联的工作层H3＝6米，共3层高＝3×H3＝18米，塔式风电站的总高等于上述各高度之和，即780米；基于此，塔式风电站是一种以现代科技(云数据、软件、智能)与传统科技融合设计的“新的技术方案”，完全能够实现大功率，高空域，集中开发风能资源的目的。附图说明：下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明图1是本专利技术塔式风电站的正面视图图2是图1的I--I断面的下视图图3是图1的II--II断面的下视图图4是图1的III--III断面的下视图图5是图1的IV--IV断面的下视图图6是图1中的A大样图7是图1中的B大样图1至图7中，涡轮旋转体1、圆筒柱2、联结层3、地面发电综合层4、圆筒柱5、中心圆筒柱6、柱顶发电层7、护栏8、电梯9、梯子间10、塔顶建筑物11、梯子间12、止动闸13、弹性滚轮装置14、弹性滚柱轴承装置15、轴心体16、刚性承台17、机房18、直流发电机19、联结盘20、键槽十字联结器21、联结头22、轴承23、基础24。在图1塔式风电站的正面视图(比例1∶1000本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塔式风力发电站，其特征是：在地面多边形或圆形基础上，设轴线安装第一层串联的塔式涡轮风电装置发电层及巨型圆筒柱群的外沿层、中间层、中心柱，柱体结构是仿竹节的，在柱群中设节隔层、涡轮旋转体的串联联结层、发电机房的发电层，各层柱体节节的外缘设置有凸缘为支座与钢结构联缀层牢固的塔的整体，每发电层设有多台塔式涡轮风电装置的发电机机房，形成合规的发电单元，将电力配送至总输配电室形成风力发电站，达到集中将高层空域获得的风电资源大功率廉价输入电网的目的。/n

【技术特征摘要】
1.一种塔式风力发电站，其特征是：在地面多边形或圆形基础上，设轴线安装第一层串联的塔式涡轮风电装置发电层及巨型圆筒柱群的外沿层、中间层、中心柱，柱体结构是仿竹节的，在柱群中设节隔层、涡轮旋转体的串联联结层、发电机房的发电层，各层柱体节节的外缘设置有凸缘为支座与钢结构联缀层牢固的塔的整体，每发电层设有多台塔式涡轮风电装置的发电机机房，形成合规的发电单元，将电力配送至总输配电室形成风力发电站，达到集中将高层空域获得的风电资源大功率廉价输入电网的目的。


2.根据权利要求1所述的塔式风力发电站，其特征是：圆筒柱是仿生竹结构的，每节间距与风动涡轮旋转体标准段...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦寿生，
申请(专利权)人：秦寿生，
类型：发明
国别省市：甘肃;62