【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风力发电，具体涉及一种风电机组塔架转接段及风电机组。
技术介绍
1、风电是可再生能源领域中最具大规模开发价值和商业化发展前景的发电方式，可利用的风能在全球范围内分布广泛、储量巨大。
2、风力发电机组利用叶片将空气分子的动能转化为机械能，并最终形成电能。一般的，给定时间内平均风速越高，风力发电机组发出的电能越多。通常风力发电
会使用轮毂中心高度年平均风速计算得出风力发电机组的年发电量，以评估收益等。由于垂直风切变的原因，一般情况下高度越高，风速越大，年平均风速也越大。因此，现代的风力发电机组不断的增加其轮毂中心高度，并不仅是为了在叶片不断加长后保证叶片尖端与地面之间的安全距离，更重要的是更高的轮毂中心高度可以获得更大的风速，进而获得更高的发电收益。轮毂中心高度增加需要提高塔架的高度。风电行业使用最广泛的塔架形式是钢制圆筒塔，单纯从技术可行性方面考虑，继续采用钢制圆筒塔方案提升塔架的高度是没有问题的。但是，风力发电行业仅考虑技术可行性是不够的。
3、随着风电机组容量增加，叶片加长。机组的载荷（即作用在塔架顶部的载荷）越来越大，塔架的高度提升需要塔架的承载能力适应机组载荷的增加，特别是塔架底部的载荷（例如越靠近塔架根部，弯矩越大）。首先需要增加钢制圆筒塔的壁厚，其次，还需要增加钢制圆筒塔的截面直径以获得更大的抗弯能力。这样造成的结果是塔架的重量陡然上升（与塔架高度呈非线性关系增加），塔架成本大幅增加。同时钢制圆筒塔的塔节外径过大，国内道路运输条件无法满足，运输成本大幅增加，甚至还有无法运输的
4、为了解决常规钢制圆筒塔在制造、运输、安装和成本等方面面临的问题，风电行业提出了很多的解决方案。其中之一就是目前很流行的钢混塔架技术。钢混塔架是指与风力发电机组靠近机舱的部分采用常规的钢制圆筒塔，钢制圆筒塔以下尽可能多的采用混凝土塔架。由于混凝土塔架低成本的特点，使得整个钢混塔架的经济性优势明显。但是风力发电机组长期连续不规律的运行导致塔架需要考虑疲劳寿命问题，而混凝土的抗疲劳特性远不及金属，因此，钢混塔架运行一段时间后就会出现不可逆的疲劳损伤，造成可靠性及安全性隐患。
5、还有一种解决方案是组合式塔架，靠近风力发电机组机舱的部分采用常规的钢制圆筒塔，钢制圆筒塔以下采用格构塔，以求通过格构塔的低成本优势提高整个组合式塔架的经济性。与上述的钢混塔架不同的是，钢制圆筒塔到格构塔架之间需要添加转接段（或者过渡段），这是由于钢制圆筒塔的材料为连续分布，而格构塔的材料是离散分布；并且钢制圆筒塔的截面为圆形，而格构塔截面为三角形或者多边形。如何处理好转接段是组合式塔架技术能否成功的关键。现有的转接段技术采用的是上部设置法兰与圆筒塔底部连接，转接段的底部或侧部直接与格构塔的弦杆连接，类似于海上风电固定基础采用的结构。这类方案无论是圆筒塔到格构塔的连接，还是过渡和转接都仅满足了连接的要求，对圆筒塔到格构塔传递载荷形式的变化等问题没有考虑，这种简单直接地连接容易造成整个组合式塔架在转接段处出现结构刚度突变，并且转接段本身的抗弯和抗扭能力不足，再加上格构塔自身的抗扭能力差，进一步引起塔架受载位移过大或者是结构应力集中或应力超限等问题，最终导致结构失效。
技术实现思路
1、为了至少解决上述其中一个技术问题，第一方面提供一种风电机组塔架转接段，其特征在于包含至少三个主弦杆和至少三个钢制圆锥面瓦片；
2、所述钢制圆锥面瓦片连接相邻的两个所述主弦杆，所述钢制圆锥面瓦片两个侧边用于与所述主弦杆连接，每个所述主弦杆两侧分别与两个所述钢制圆锥面瓦片连接；
3、所述钢制圆锥面瓦片的顶部设置有法兰段，所有所述法兰段共同构成第一连接法兰，能够与所述风电机组塔架转接段上部结构的圆形法兰连接；
4、所述主弦杆的底部设置有第二连接法兰；
5、所述钢制圆锥面瓦片设置有多个斜向筋，每个所述斜向筋的第一部分设置在所述钢制圆锥面瓦片的凹面，所述斜向筋的第二部分设置在所述钢制圆锥面瓦片的凸面；
6、所述钢制圆锥面瓦片纵向平分位置位于所述钢制圆锥面瓦片的两个侧边之间，所述纵向平分位置两侧的所述钢制圆锥面瓦片关于所述纵向平分位置对称；
7、所述斜向筋的第一部分从所述钢制圆锥面瓦片的第一个侧边开始在所述钢制圆锥面瓦片的凹面沿伸至所述纵向平分位置，所述斜向筋的第二部分从所述纵向平分位置开始在所述钢制圆锥面瓦片的凸面延伸至所述钢制圆锥面瓦片的第二个侧边。
8、在进一步技术方案中，全部所述主弦杆顶部的端面和全部所述法兰段的顶部端面共平面。
9、在进一步技术方案中，所述法兰段与风电机组的圆筒塔底部法兰或者底座圆形法兰或者偏航回转支承法兰连接。
10、在进一步技术方案中，在所述钢制圆锥面瓦片的所述法兰段下方还设置有辅助法兰段，所述辅助法兰段同时与两个相邻的所述法兰段连接。
11、所述钢制圆锥面瓦片两个侧边与所述主弦杆之间采用可拆卸连接或者不可拆卸连接。
12、每个所述钢制圆锥面瓦片的凸面都向所述风电机组塔架转接段的外部设置。
13、设置在所述钢制圆锥面瓦片的凹面上的所述斜向筋关于所述纵向平分位置对称。
14、设置在所述钢制圆锥面瓦片的凸面上的所述斜向筋关于所述纵向平分位置对称。
15、所述第二连接法兰与风电机组的格构塔的弦杆法兰连接。
16、第二方面，提供一种风电机组，所述风电机组包括所述的一种风电机组塔架转接段。
17、本专利技术的有益效果是：相比于目前已有的组合式塔架的转接段段，其承载与传载结构更合理。本方案提出的风电机组塔架转接段通过弦杆和钢制圆锥面瓦片相互连接，实现了圆筒塔连续受载到格构塔的离散受载的过渡。同时新部件钢制圆锥面瓦片便于制造。钢制圆锥面瓦片两面添加的斜向筋解决了现有技术方案中转接段抗扭不足的问题。并且本方案提出的转接段在最大化抗弯和抗扭能力地同时，又能很好的控制成本，保证了塔架的经济性。
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1.一种风电机组塔架转接段，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种风电机组塔架转接段，其特征在于，全部所述主弦杆顶部的端面（1.11）和全部所述法兰段（1.25）的顶部端面共平面。
3.根据权利要求2所述的一种风电机组塔架转接段，其特征在于，所述法兰段（1.25）与风电机组的圆筒塔（2）底部法兰或者底座圆形法兰或者偏航回转支承法兰连接。
4.根据权利要求3所述的一种风电机组塔架转接段，其特征在于，在所述钢制圆锥面瓦片（1.2）的所述法兰段（1.25）下方还设置有辅助法兰段（1.5），所述辅助法兰段（1.5）同时与两个相邻的所述法兰段（1.25）连接。
5.根据权利要求1所述的一种风电机组塔架转接段，其特征在于，所述钢制圆锥面瓦片（1.2）两个侧边（1.21）与所述主弦杆（1.1）之间采用可拆卸连接或者不可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的一种风电机组塔架转接段，其特征在于，每个所述钢制圆锥面瓦片（1.2）的凸面（1.22）都向所述风电机组塔架转接段的外部设置。
7.根据权利要求1所述的一种风电机组塔架转
8.根据权利要求1所述的一种风电机组塔架转接段，其特征在于，设置在所述钢制圆锥面瓦片（1.2）的凸面（1.22）上的所述斜向筋（1.24）关于所述纵向平分位置（1.26）对称。
9.根据权利要求1所述的一种风电机组塔架转接段，其特征在于，所述第二连接法兰（1.4）与风电机组的格构塔（3）的弦杆法兰连接。
10.一种风电机组，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的一种风电机组塔架转接段。
...【技术特征摘要】
1.一种风电机组塔架转接段，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种风电机组塔架转接段，其特征在于，全部所述主弦杆顶部的端面（1.11）和全部所述法兰段（1.25）的顶部端面共平面。
3.根据权利要求2所述的一种风电机组塔架转接段，其特征在于，所述法兰段（1.25）与风电机组的圆筒塔（2）底部法兰或者底座圆形法兰或者偏航回转支承法兰连接。
4.根据权利要求3所述的一种风电机组塔架转接段，其特征在于，在所述钢制圆锥面瓦片（1.2）的所述法兰段（1.25）下方还设置有辅助法兰段（1.5），所述辅助法兰段（1.5）同时与两个相邻的所述法兰段（1.25）连接。
5.根据权利要求1所述的一种风电机组塔架转接段，其特征在于，所述钢制圆锥面瓦片（1.2）两个侧边（1.21）与所述主弦杆（1.1）之间采用可拆卸连接或者不可拆卸连接。
【专利技术属性】
技术研发人员：崔逸南，崔新维，刘杰文，
申请(专利权)人：苏州新三力风电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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