专利名称：一种风电机组圆筒型塔架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种支撑塔架，特别是关于一种用于风力发电机组中的风电机组圆筒型塔架。
背景技术：
风力发电机组的高度一般在100米左右，并且风场一般选在广阔的平原或者丘陵、山地，常年风速较大，另外塔架支撑的发电组总重量约一百吨，因此风力发电机组的支撑是非常重要的结构部件。现有的风力发电机组的支撑方式主要是桁架结构和筒型结构， 个别风机采用混凝土浇筑圆柱支撑，将风力发电机组架高在一定的高度上，尽最大限度的利用该高度范围内的风能。传统的桁架结构受力多采用二力杆组合，受风力面积小，但人员攀爬和电缆的布置都暴露在外界环境下，受环境影响很大，特别是恶劣天气将直接影响对风机的维护；混凝土圆柱结构受混凝土强度所限，塔架高度只能在较低范围内，一般不超过三四十米，不能做到比较高的高度，而且对风机的交变载荷比较敏感，在寿命上明显输于钢结构支撑。而圆筒型支撑塔架克服了以上两种支撑的缺点，采用钢板卷制、焊接而成，能使操作人员和电缆等设备处于受保护的圆筒之内，方便了人员的攀爬，保证了设备的保护，通常各个风力发电机组厂家的圆筒型塔架都有结构上的不同，如有直筒型和上下阔口型。其中，直筒型塔架上下直径一样，整个塔架较重，对基础要求高，另外增加了整个塔架的受风面积，整个风机受力增大，更重要的是增加了风机尾流效应，直接影响周边风机的发电量， 为减少直筒型塔架尾流效应影响，必须增加风机之间的距离，这样又会浪费土地和风资源； 上下阔口型塔架在中间段会有一段收缩，虽然克服了直筒型受风面积大的缺点，但其最小直径比上下顶点都小很多，在风机载荷变化很大时，极容易产生屈曲破坏，产生风机倒塌事故。
发明内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种安全性较高，能延长筒内设备使用寿命，并适用于轮毂中心高度为80米、3A类及以下风场的风电机组圆筒型塔架。为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案一种风电机组圆筒型塔架，其特征在于它包括若干段钢板，各段所述钢板按照预先设定的锥角卷制成一锥形环筒并焊接， 各段所述锥形环筒之间再逐段焊接，并按锥形斜度布置吊装成所述风电机组圆筒型塔架， 所述锥形斜度范围为0 1. 549角度值；各段所述锥形环筒的卷制焊接焊缝采用交错、对称布置；位于最底部的两所述锥形环筒上设置有一椭圆形门洞；各段所述钢板采用板材的厚度、宽度根据各段所述钢板所处高度的风电机组载荷进行设置。相邻两所述锥形环筒的连接处焊接有用于加固的法兰，所述风电机组圆筒型塔架通过所述法兰与风电机组和基础之间进行螺栓连接。各段所述钢板均采用整体钢板。各段所述锥形环筒内外均能焊接同等级钢结构件。[0008]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本实用新型根据风力发电机组的整体受力情况，采用由若干段钢板卷制焊接成锥形环筒，各环筒再经过焊接、按锥形布置吊装成风电机组圆筒型塔架，因此，实现了最大限度的传递风力发电机组运行时的载荷并支撑风力发电机组重量，安全性较高。2、本实用新型由于采用最经济的不同厚度钢板布置方案，以及根据风力发电机组载荷制定布置锥角，可以调整连续厚度的钢板的布置方案，也尽可能的降低风力发电机组整体重量，减少对基础的额外作用力。同时考虑到运输问题，做到了公路运输时不超高超长超重等要求。3、本实用新型由于采用的风电机组圆筒型塔架能保证基础的连接牢固，而风电机组圆筒型塔架顶部可以根据机舱接口变化直径， 做到尽可能的小直径，这样既保证了基础的牢固，又做到了受风面积较小。4、本发明采用范围为0 1. 549角度值的锥形斜度布置的风电机组圆筒型塔架，还能保证能支撑一定风况下的发电机组重量，同时能做到用料最省。本实用新型可以广泛应用于风力发电行业中。
图1是本实用新型的整体结构示意图；图2是本实用新型的椭圆形门洞安装位置示意图；图3是本实用新型的锥形环筒和法兰连接结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。如图1、图2所示，本实用新型用于轮毂中心高度为80米、3A类及以下风场，其包括若干段钢板，各段钢板按照预先设定的锥角卷制成一锥形环筒1并焊接，焊接强度不低于各段钢板本身的强度。各段锥形环筒1之间再进行逐段焊接，并按锥形斜度布置吊装成风电机组圆筒型塔架，该锥形斜度范围为O 1. 549角度值。并且各段锥形环筒1的卷制焊接焊缝采用交错、对称布置；各段锥形环筒1之间的焊缝强度高于钢板母材的强度。在位于最底部的两锥形环筒1上设置有一椭圆形的门洞2，门洞2作为进出风电机组圆筒型塔架的通道，其不仅要满足人机工程学的要求，方便人员进出。由于门洞2开口的高度位置直接影响风电机组圆筒型塔架的强度，因此，门洞2的高度位置由风机运行时的载荷情况和操作人员搬运货物、人员上下等影响因素决定，这样可以做到既不影响风电机组圆筒型塔架强度，又能尽量降低操作人员爬升高度。其中，各段钢板采用板材的厚度、宽度根据各段钢板所处高度的风力发电机组载荷进行设置。上述实施例中，各段锥形环筒1之间布置的锥形斜度由风力发电机组具体运行载荷决定，即由机舱重量和叶片扫略面积所产生的受力决定。机舱重量和叶片扫略面积在运行时的最大载荷决定了风机的偏航轴承的大小，在保证塔架顶部直径最小的前提下，进而决定了风电机组圆筒型塔架顶部直径尺寸。同时，由于风电机组圆筒型塔架底部和塔架基础连接尺寸由塔架基础连接接口决定，塔架基础要满足整机的重量和运行时最大载荷的要求，同时连接接口尺寸原则上一般不能超过陆路运输的限制要求。上述实施例中，如图3所示，相邻两锥形环筒1的连接处焊接有用于加固的法兰3， 并通过法兰3实现风电机组圆筒型塔架与风力发电机组和基础之间的螺栓连接。上述各实施例中，各段钢板均采用整体钢板，然后按照预先设定的锥角进行卷制焊接。上述各实施例中，在本实用新型的风电机组圆筒型塔架高度方向上连续厚度、不改变布置锥角的情况下，各段钢板可以调整其高度，进而节省材料和焊接费用。但是，不同厚度的钢板之间不能进行调整。上述各实施例中，各段锥形环筒1内外均可焊接其它同等级钢结构件，用于连接风力发电机组的其它设备。上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
权利要求1.一种风电机组圆筒型塔架，其特征在于它包括若干段钢板，各段所述钢板按照预先设定的锥角卷制成一锥形环筒并焊接，各段所述锥形环筒之间再逐段焊接，并按锥形斜度布置吊装成所述风电机组圆筒型塔架，所述锥形斜度范围为0 1.549角度值；各段所述锥形环筒的卷制焊接焊缝采用交错、对称布置；位于最底部的两所述锥形环筒上设置有一椭圆形门洞。
2.如权利要求1所述的一种风电机组圆筒型塔架，其特征在于相邻两所述锥形环筒的连接处焊接有用于加固的法兰，所述风电机组圆筒型塔架与风电机组和基础之间通过所述法兰进行螺栓连接。
3.如权利要求1所述的一种风电机组圆筒型塔架，其特征在于各段所述钢板均采用整体钢板。
4.如权利要求2所述的一种风电机组圆筒型塔架，其特征在于各段所述钢板均采用整体钢板。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种风电机组圆筒型塔架，其特征在于各段所述锥形环筒内外均能焊接同等级钢结构件。
专利摘要本实用新型涉及一种风电机组圆筒型塔架，其特征在于它包括若干段钢板，各段所述钢板按照预先设定的锥角卷制成一锥形环筒并焊接，各段所述锥形环筒之间再逐段焊接，并按锥形斜度布置吊装成所述风电机组圆筒型塔架，所述锥形斜度范围为0～1.549角度值；各段所述锥形环筒的卷制焊接焊缝采用交错、对称布置；位于最底部的两所述锥形环筒上设置有一椭圆形门洞；各段所述钢板采用板材的厚度、宽度根据各段所述钢板所处高度的风电机组载荷进行设置。本实用新型能实现最大限度的传递风电机组运行时的载荷并支撑风电机组重量，安全性较高。本实用新型可以广泛应用于风力发电行业中。
文档编号F03D11/04GK202001224SQ20112005275
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者孙黎翔, 李英昌, 王海龙 申请人:国电联合动力技术有限公司