专利名称：可升降式风力发电机塔架的安装方法
技术领域：
本发明涉及用于风力发动机的安装结构领域，具体为一种可升降式风力发电机塔架的安装方法。
背景技术：
现有风力发电塔架结构重量大，材料费用高。且由于塔架结构重量大，其制作、运输、安装以及风力发电设备安装需要大型运输车辆船舶、大型起重机械，施工装备台班占用费用很高，不利于风力发电这种清洁低碳能源的推广。风力发电设备安装在塔架顶端，如果遇到较大故障，检修人员要登高至塔架顶端或需要大型起重机械卸下；而且遇到极端台风正面作用，风力发电设备和塔架也没有办法调整高度进行抵抗。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种安装方便、结构牢固、方便检修的塔架，本发明公开了一种可升降式风力发电机塔架的安装方法。本发明通过如下技术方案达到发明目的一种可升降式风力发电机塔架的安装方法，其特征是按照安装基础、安装中心管组、安装下层结构、安装起重设施和风力发电机、提升中心钢管柱、安装上层结构和降落中心钢管柱这7个步骤进行，安装基础时，先在地面上设置基础或在水面上方架设基础，基础为设置在地面上或架设在水面上方的条形基础、筏板式基础或箱型基础中的任意一种，标定结构中心位置并在此设置中心节点，在中心节点的周边设置周边节点，周边节点的数量在3 8个之间， 周边节点围绕中心节点均勻分布，周边节点的连线构成一正多边形，而中心节点位于该正多边形的中心，周边节点都向心倾斜，设周边节点的轴线和地面的交角为Θ，则tane在 3 30之间，周边节点都通过联系构件和中心节点连接，相邻的周边节点之间也通过联系构件互相连接；安装中心管组在安装基础完毕后进行，在基础安装完毕后，接着安装中心钢套管和第一节中心钢管柱单元，在第一节中心钢管柱单元的顶部设一组定滑轮，中心钢套管的顶部和底部分别设有套管顶结构结点和套管底结构结点，事先将中心钢套管套在第一节中心钢管柱之外并临时固定，然后将第一节中心钢管柱单元置于中心节点上且和基础的底面
垂直；安装下层结构在安装中心管组完毕后进行，在中心钢套管和第一节中心钢管柱单元安装完毕后安装下层结构，下层结构由3 8根斜柱和2 4根支撑构件组成，斜柱的两端分别连接套管顶结构结点和基础周边节点，支撑构件的一端连接套管顶结构结点，另一端连接基础或斜柱；安装起重设施和风力发电机在安装下层结构完毕后进行，起重设施中，起重机采用轻型起重机，利用中心钢管柱单元顶部的定滑轮将提升装置安装在下层结构顶端的内侧，利用定滑轮将起重机安装在下层结构顶端的外侧，起重机的数量为1台或2台，随后利用起重机在第一节中心钢管柱单元的顶部安装风力发电机，在安装风力发电机之后利用中心钢管柱单元顶部的定滑轮拆除并移走起重机；提升中心钢管柱在安装起重设施和风力发电机完毕后进行，利用提升装置将第一节中心钢管柱单元向上吊起，在第一节中心钢管柱单元和基础的中心节点之间插入第二节中心钢管柱单元，中心钢管柱单元之间的连接采用内侧法兰连接，如此重复进行，将多节的中心钢管柱单元拼接成一整体的垂直于基础底面的中心钢管柱，中心钢管柱安装完毕后利用定滑轮起吊并拆除提升装置；安装上层结构在提升中心钢管柱完毕后进行，上层结构由连接单元组成，连接单元选用钢缆或斜杆，在第一节中心钢管柱单元的顶端下方设一柱顶节点，连接单元的一端连接柱顶节点，连接单元的另一端连接于斜柱的顶部或底部；安装上层结构完毕后，如需降落中心钢管柱，则先拆除上层结构，并解除最下方和其上方这两节中心钢管柱单元之间的连接以将中心钢管柱分成上下两节，用提升装置将中心钢管柱上节提起，随即将最下方的中心钢管柱单元拆除移走，然后用提升装置将剩余的中心钢管柱放下，这样就拆除了中心钢管柱最下方一节单元，重复上述步骤，直至剩下原来安装的第一节中心钢管柱单元。所述的可升降式风力发电机塔架的安装方法，其特征是安装上层结构在提升中心管柱的过程中或提升中心管柱完毕后进行，上层结构由直柱单元逐节拼接组成，直柱单元采用钢管，第一层直柱单元的底部和斜柱的顶部连接，每一层各有3 8根直柱单元，每一层中，相邻的直柱单元之间通过联系构件互相连接，直柱单元和中心钢管柱单元之间也通过联系构件互相连接，上下相邻两层的直柱单元之间通过法兰连接。所述的可升降式风力发电机塔架的安装方法，其特征是安装基础时，在基础的下方固定桩基、沉箱、沉井、锚索或锚杆；安装中心钢管柱时，中心钢管柱单元之间采用焊接连接或内侧法兰连接；安装起重设施和风力发电机时，起重机选用轻型起重机，起重机有1台或2台，固定在下层结构顶端的外侧，在使用起重机起吊并安装风力发电机之后，卸除起重机。本发明具有如下有益效果(1)本发明所提供的风力发电塔架结构形式，能够减少构件材料用量，并保持塔架的功能。(2)本发明所提供的风力发电塔架结构形式，可以利用现有的小型施工装备和固定在塔架上的起重设施进行安装施工，不需要大型施工装备和运输装备。(3)本发明所提供的风力发电塔架结构形式，可以节省材料费用，减少大型专用施工装备台班费用，从而达到降低成本的目的。(4)本发明所提供的风力发电塔架结构形式，可以调整高度以抵抗极端台风正面作用，或方便检修人员要登高作业。(5)本发明可以将风力发电推广应用于不便于大型起重设备接近的山区和海洋水域。
图1是本发明中基础的主视图；图2是本发明中基础的俯视图；图3是本发明中中心钢套管的结构示意图；图4是本发明安装时在基础上安装了下层结构后的结构示意图；图5是本发明中第一节中心钢管柱和风力发电机的结构示意图；图6是本发明安装时在第一节中心钢管柱上安装了风力发电机后的结构示意图；图7是本发明安装时在第一节中心钢管柱提升后且准备安装第二节中心钢管柱的结构示意图；图8是本发明中采用钢缆的上层结构的结构示意图；图9是本发明中采用直柱的上层结构的结构示意图；图10是本发明的结构示意图。
具体实施例方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。实施例1一种可升降式风力发电机塔架的安装方法，按照安装基础、安装中心管组、安装下层结构、安装起重设施和风力发电机、提升中心钢管柱、安装上层结构和降落中心钢管柱这 7个步骤进行，具体步骤如下所述安装基础时，先在地面上设置基础1或在水面上方架设基础1，基础1如图1和图 2所示，可以是设置在地面上或架设在水面上方的条形基础、筏板式基础或箱型基础中的任意一种，在基础1的下方还可以固定桩基、沉箱、沉井、锚索或锚杆，本实施例采用的是在地面上设置的条形基础。在需要安装本实施例的地面位置打入若干基础桩，标定本发明的结构中心位置并在此设置中心节点11，中心节点11同时也是本实施例的塔架结构中心轴和基础1的交点，在中心节点11的周边设置周边节点12，周边节点12的数量在3 8个之间， 本实施例设置4个，周边节点12围绕中心节点11均勻分布，周边节点12的连线构成一正方形，而中心节点11位于该正方形的中心。周边节点12都采用杯口型节点，用外径1500mm、 壁厚20mm、高800mm的钢管固定在基础1上而成，周边节点12都向心倾斜，设周边节点12 的轴线和地面的交角为θ，则tan θ在3 30之间，本实施例取10。周边节点12和中心节点11的中心距为5m，周边节点12都通过联系构件13和中心节点11连接，相邻的周边节点12之间也通过联系构件13互相连接，这样构成本实施例的条形基础。安装中心管组在安装基础完毕后进行，基础安装完毕后，接着安装中心钢套管4 和第一节中心钢管柱单元51，第一节中心钢管柱单元51为长33m、直径1420mm、壁厚20mm 的钢管，中心钢套管4为长15m、直径1500mm、壁厚20mm的钢管，在第一节中心钢管柱单元 51的顶端下部0. 18m处设一组定滑轮61。中心钢套管4如图3所示，中心钢套管4的顶部和底部分别设有套管顶结构结点41和套管底结构结点42，事先将中心钢套管4套在第一节中心钢管柱51之外并临时固定，使中心钢套管4的顶端比第一节中心钢管柱单元51的顶端低lm，且中心钢套管4的底端比中心节点11的的顶端高17m，然后将第一节中心钢管柱单元51置于中心节点11上且和基础1的底面垂直。安装下层结构在安装中心钢管柱完毕后进行，在中心钢套管4和第一节中心钢管柱单元51安装完毕后安装下层结构2，如图4所示，下层结构2由3 8根斜柱21和2 4 根支撑构件22组成，本实施例取4根斜柱和2根支撑构件，斜柱21为长31m、直径1420mm、 壁厚20mm的钢管，支撑构件22为长18m、直径1000mm、壁厚20mm的钢管，斜柱21的两端分别连接套管顶结构结点41和基础周边节点12，支撑构件22的一端连接套管顶结构结点 42，另一端连接基础。安装起重设施和风力发电机在安装下层结构完毕后进行，起重设施中，提升装置 62采用液压提升装置，起重机63采用轻型桅杆式起重机，利用中心钢管柱单元51顶部的定滑轮61将提升装置62安装在下层结构2顶端的内侧，利用定滑轮61将起重机63安装在下层结构2顶端的外侧，起重机63可以有1台或2台，本实施例取2台。随后如图5所示， 利用起重机63在第一节中心钢管柱单元51的顶部安装风力发电机7。在安装风力发电机之后利用中心钢管柱单元51顶部的定滑轮61拆除并移走起重机63，如图6所示。提升中心钢管柱在安装起重设施和风力发电机完毕后进行，如图7所示，利用提升装置62将第一节中心钢管柱单元51向上吊起15. 2m，在第一节中心钢管柱单元51和基础1的中心节点11之间插入15m长的第二节中心钢管柱单元51，中心钢管柱单元51之间的连接采用内侧法兰连接。如此重复进行，将多节的中心钢管柱单元51拼接成一整体的垂直于基础1底面的中心钢管柱5。完成提升中心钢管柱的同时或之后安装上层结构，上层结构3由连接单元33组成，连接单元33选用钢缆或斜杆，本实施例取钢缆，在第一节中心钢管柱单元51的顶端下方15m处设一柱顶节点52，连接单元33的一端连接柱顶节点52，连接单元33的另一端连接于斜柱的顶部或底部。如图8所示，钢缆33的长为3細横截面为88mm2，钢缆33的一端连接柱顶节点52，钢缆33的另一端连接于斜柱21的顶部。上层结构3也可以由直柱单元31逐节拼接组成，如图9所示，直柱单元31采用长 5m、直径1000mm、壁厚20mm的钢管，第一层直柱单元31的底部和斜柱21的顶部连接，每一层各有3 8根直柱单元31，本实施例取4根，共6层，每一层中，相邻的直柱单元31之间通过联系构件32互相连接，直柱单元31和中心钢管柱单元51之间也通过联系构件32互相连接，上下相邻两层的直柱单元31之间通过法兰连接。安装中心钢管柱完毕后利用定滑轮61起吊并拆除提升装置62，最终完成本实施例的提升安装，如图10所示。本实施例降落中心钢管柱作业前，先利用定滑轮61起吊并安装提升装置62于下层结构顶端内侧。本发明降落中心钢管柱作业时，先拆除上层结构3，并解除最下方和其上方这两节中心钢管柱单元51之间的连接以将中心钢管柱5分成上下两节，用提升装置将中心钢管柱5上节提起，随即将最下方15m长的中心钢管柱单元51拆除移走，然后用提升装置将剩余的中心钢管柱5放下15m，这样就拆除了中心钢管柱5最下方一节单元51，重复上述步骤，直至剩下原来安装的第一节中心钢管柱单元51。
权利要求
1. 一种可升降式风力发电机塔架的安装方法，其特征是按照安装基础、安装中心管组、安装下层结构、安装起重设施和风力发电机、提升中心钢管柱、安装上层结构和降落中心钢管柱这7个步骤进行，安装基础时，先在地面上设置基础(1)或在水面上方架设基础(1)，基础(1)为设置在地面上或架设在水面上方的条形基础、筏板式基础或箱型基础中的任意一种，标定结构中心位置并在此设置中心节点(11)，在中心节点(11)的周边设置周边节点(12)，周边节点 (12)的数量在3 8个之间，周边节点(12)围绕中心节点(11)均勻分布，周边节点(12) 的连线构成一正多边形，而中心节点(11)位于该正多边形的中心，周边节点(12)都向心倾斜，设周边节点(12)的轴线和地面的交角为θ，则tan θ在3 30之间，周边节点(12)都通过联系构件(13)和中心节点(11)连接，相邻的周边节点(12)之间也通过联系构件(13) 互相连接；安装中心管组在安装基础完毕后进行，在基础安装完毕后，接着安装中心钢套管(4) 和第一节中心钢管柱单元(51)，在第一节中心钢管柱单元(51)的顶部设一组定滑轮(61)， 中心钢套管(4)的顶部和底部分别设有套管顶结构结点Gl)和套管底结构结点(42)，事先将中心钢套管(4)套在第一节中心钢管柱(51)之外并临时固定，然后将第一节中心钢管柱单元(51)置于中心节点(11)上且和基础(1)的底面垂直；安装下层结构在安装中心管组完毕后进行，在中心钢套管(4)和第一节中心钢管柱单元(51)安装完毕后安装下层结构(2)，下层结构O)由3 8根斜柱和2 4根支撑构件02)组成，斜柱的两端分别连接套管顶结构结点Gl)和基础周边节点(12)，支撑构件02)的一端连接套管顶结构结点(42)，另一端连接基础或斜柱；安装起重设施和风力发电机在安装下层结构完毕后进行，起重设施中，起重机(63)采用轻型起重机，利用中心钢管柱单元(51)顶部的定滑轮(61)将提升装置(62)安装在下层结构(2)顶端的内侧，利用定滑轮(61)将起重机(63)安装在下层结构(2)顶端的外侧，起重机(63)的数量为1台或2台，随后利用起重机(63)在第一节中心钢管柱单元(51)的顶部安装风力发电机(7)，在安装风力发电机之后利用中心钢管柱单元(51)顶部的定滑轮(61)拆除并移走起重机(63)；提升中心钢管柱在安装起重设施和风力发电机完毕后进行，利用提升装置(6 将第一节中心钢管柱单元(51)向上吊起，在第一节中心钢管柱单元(51)和基础(1)的中心节点(11)之间插入第二节中心钢管柱单元(51)，中心钢管柱单元(51)之间的连接采用内侧法兰连接，如此重复进行，将多节的中心钢管柱单元(51)拼接成一整体的垂直于基础(1) 底面的中心钢管柱(5)，中心钢管柱(5)安装完毕后利用定滑轮(61)起吊并拆除提升装置(62)；安装上层结构在提升中心钢管柱完毕后进行，上层结构(3)由连接单元(33)组成， 连接单元(3 选用钢缆或斜杆，在第一节中心钢管柱单元(51)的顶端下方设一柱顶节点 (52)，连接单元(3 的一端连接柱顶节点(52)，连接单元(3 的另一端连接于斜柱的顶部或底部；降落中心钢管柱在安装上层结构完毕后进行，降落中心钢管柱时，先拆除上层结构 (3)，并解除最下方和其上方这两节中心钢管柱单元(51)之间的连接以将中心钢管柱(5) 分成上下两节，用提升装置(6 将中心钢管柱( 上节提起，随即将最下方的中心钢管柱单元(51)拆除移走，然后用提升装置将剩余的中心钢管柱( 放下，这样就拆除了中心钢管柱(5)最下方一节单元(51)，重复上述步骤，直至剩下原来安装的第一节中心钢管柱单元(51)。
2.如权利要求1所述的可升降式风力发电机塔架的安装方法，其特征是安装上层结构在提升中心钢管柱的过程中或提升中心钢管柱完毕后进行，上层结构(3)由直柱单元 (31)逐节拼接组成，直柱单元(31)采用钢管，第一层直柱单元(31)的底部和斜柱的顶部连接，每一层各有3 8根直柱单元(31)，每一层中，相邻的直柱单元(31)之间通过联系构件(32)互相连接，直柱单元(31)和中心钢管柱单元(51)之间也通过联系构件(32) 互相连接，上下相邻两层的直柱单元(31)之间通过法兰连接。
3.如权利要求1或2所述的可升降式风力发电机塔架的安装方法，其特征是安装基础时，在基础(1)的下方固定桩基、沉箱、沉井、锚索或锚杆；安装中心钢管柱时，中心钢管柱单元(51)之间采用焊接连接或内侧法兰连接；安装起重设施和风力发电机时，起重机 (63)选用轻型起重机，起重机(63)有1台或2台，固定在下层结构(2)顶端的外侧，在使用起重机(63)起吊并安装风力发电机(7)之后，卸除起重机(63)。
全文摘要
本发明涉及用于风力发动机的安装结构领域，具体为一种可升降式风力发电机塔架的安装方法。一种可升降式风力发电机塔架的安装方法，其特征是按照安装基础、安装中心管组、安装下层结构、安装起重设施和风力发电机、提升中心钢管柱、安装上层结构和降落中心钢管柱这7个步骤进行，中心钢管柱(5)为分节结构，在中心钢管柱(5)的顶部固定风力发电机(7)，中心管组将中心钢套管(4)套在第一节中心钢管柱单元(51)之外。本发明可以提升和降落风力发电机塔架，充分利用安装在塔架上的起重设施，不需要大型运输和安装机械，并能减少构件材料用量，降低成本，方便安装和检修，适用范围广。
文档编号F03D11/04GK102278289SQ20101019538
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者王开元, 王怀忠, 王素坡, 盛健 申请人:王开元, 王怀忠, 王素坡, 盛健