专利名称：一种风力发电机组混合塔架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电技术与设备技术领域，尤其是涉及一种风力发电机组混合塔架。
背景技术：
近年来，新能源产业风力发电受到各国政府的广泛重视，从而发展迅猛。在风力发电机组中，塔架起到连接主机和地基，以及支撑主机的作用，因而，塔架的优劣直接影响整机I性能。目前，风力发电机组塔架主要采用钢制锥筒结构形式，它经钢板下料一坡口加工一筒节卷制一筒节纵焊缝焊接、探伤检验一筒节修整一筒节组对、环焊缝焊接、探伤检验一筒节与法兰组对、环焊缝焊接、检验一半成品塔架喷砂一塔架喷漆涂装一成品塔架检验等一系列的工艺过程才制作完成。此类塔架受生产制造以及道路运输等条件的限制，通常将塔架分成几段来制作(每段塔架长20 30米，重量为30 60吨)，之后运至现场将每段塔架竖直对接到一起，每段塔架通过法兰紧固件连接。此类塔架不可避免存在下列问题:一、此类塔架制造工艺复杂、对场地要求高(专业制造车间)、需要专用设备工装，以及对作业人员要求高(特种作业人员)。二、此类塔架采用钢制材料，容易腐蚀生锈，必须进行涂层防腐。在多风沙、防盐雾(沿海、近海、海上)等环境下，防腐要求更高更苛刻，且后期维护成本也特别高。三、此类塔架多属于柔塔，柔塔是指IP < f < 3P (塔架一阶固有频率f，叶轮转动频率1P，叶片通过频率3P)。有时不可避免叶轮在某一转速下，叶片通过频率3P与塔架一阶固有频率f 一致，从而发生共振，仅能通过控制策略来避开此点。四、此类塔架通常被分成几段，在现场将塔架通过法兰连接紧固到一起，这样多了法兰紧固连接就多了连接失效的风险(近年来，发生了好几起倒塔事件就是因为紧固连接失效的原因)。五、随着风力发电机组的大型化发展趋势及海上风力发电的应用，塔架的高度和截面尺寸随之增大，使得此类塔架的运输也越发困难。
实用新型内容本实用新型的目的在于设计一种新型的风力发电机组混合塔架，解决上述问题。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下: 一种风力发电机组混合塔架，包括上部钢制塔节、下部钢筋混凝土塔节和地基，所述上部钢制塔节和所述下部钢筋混凝土塔节之间通过法兰紧固件连接；所述下部钢筋混凝土塔节与所述地基之间为分体式结构，并通过法兰紧固件连接，或者所述下部钢筋混凝土塔节与所述地基一体化制成。当所述下部钢筋混凝土塔节与所述地基之间为分体式结构时，仅在所述下部钢筋混凝土塔节的上端预埋有地基环或者地基锚；所述上部钢制塔节和所述下部钢筋混凝土塔节之间通过所述地基环或者所述地基锚固定连接；当所述下部钢筋混凝土塔节与所述地基之间为一体化制成时，所述下部钢筋混凝土塔节的上端和下端均预埋有地基环或者地基锚；所述上部钢制塔节和所述下部钢筋混凝土塔节之间、所述下部钢筋混凝土塔节与所述地基之间均通过所述地基环或者所述地基锚固定连接。所述地基环包括地基环上法兰、筒壁、地基环下法兰和地基环调平器，所述地基环下法兰和所述地基环调平器预埋在所述下部钢筋混凝土塔节中，所述地基环上法兰通过紧固件与所述上部钢制塔节或所述地基固定连接。所述地基锚包括地基锚上法兰、锚栓、地基锚下法兰和地基锚调平器，所述地基锚下法兰和所述地基锚调平器预埋在所述下部钢筋混凝土塔节中，所述地基锚上法兰通过紧固件与所述上部钢制塔节或所述地基固定连接。所述上部钢制塔节为锥筒结构。所述上部钢制塔节由至少一个筒节与至少上下各一个法兰焊接而成。当所述下部钢筋混凝土塔节与所述地基之间为分体式结构时，所述下部钢筋混凝土塔节为直筒结构，且两端带有钢制法兰。所述风力发电机组混合塔架为应用于双馈风力发电机组的风力发电机组混合塔架。所述风力发电机组混合塔架为应用于高速永磁风力发电机组的风力发电机组混合塔架。所述风力发电机组混合塔架为应用于直驱风力发电机组的风力发电机组混合塔架。本实用新型公开了一种风力发电机组混合塔架，包括上部钢制塔节和下部钢筋混凝土塔节两部分。塔架上、下两部分通过法兰紧固件连接；下部钢筋混凝土塔节可以和地基制成一体，也可以单独制成钢筋混凝土塔节，之后与地基通过法兰紧固件连接。所述的上部钢制塔节为锥筒结构，它是由几个筒节与2个法兰焊接而成。所述的单独制成下部钢筋混凝土塔节为直筒结构，且两端带有钢制法兰。它可以在现场制作，也可以在现场附近的场地批量预制而成。所述的将下部钢筋混凝土塔节和地基制成一体结构，可以理解为将地基抬高。例如原地基高度为0，现将地基抬高到50米，甚至更高。所述将下部钢筋混凝土塔节和地基制成一体结构，其中一体结构中可预埋地基环结构，也可预埋地基锚结构，以此来与上部的钢制塔节连接。本实用新型解决了现有技术中塔架在加工制造、运输、连接失效、防腐及其共振问题。本实用新型的有益效果可以总结如下:1，本实用新型解决了传统钢制锥筒塔架加工工艺复杂的问题，它制作简单，对设备及作业人员要求不高。2，本实用新型比传统钢制锥筒塔架在防腐性能优势明显。原因是钢筋混凝土结构比钢制结构的防腐性能更好，而且后期维护成本也很低，几乎不需要什么维护。3，本实用新型风力发电机组混合塔架的一阶固有频率f大于叶片通过频率3P，运行时塔架不会与叶片发生共振。[0027]4，本实用新型比传统钢制锥筒塔架的连接面少2个以上，大大降低了法兰紧固连接失效的风险。5，本实用新型比传统钢制锥筒塔架在运输方面优势特出，混合塔架仅有钢制塔节需要在制造厂制作，且需要运输至现场，但此钢制塔节长度短，截面尺寸小，重量轻，运输成本相对较低。
图1为本实用新型的一种风力发电机组混合塔架结构示意图。图2为本实用新型的地基环结构示意图。图3为本实用新型的地基锚结构示意图。图中，1-下部钢筋混凝土塔节，2-地基环(或地基锚)，3-上部钢制塔节，4-法兰紧固件，5-地基环上法兰，6-筒壁，7-地基环下法兰，8-地基环调平器，9-地基锚上法兰，10-锚栓，11-地基锚下法兰，12-地基锚调平器。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1至图3所示的一种风力发电机组混合塔架，包括上部钢制塔节3、下部钢筋混凝土塔节I和地基，所述上部钢制塔节3和所述下部钢筋混凝土塔节I之间通过法兰紧固件4连接；所述下部钢筋混凝土塔节I与所述地基之间为分体式结构，并通过法兰紧固件4连接，或者所述下部钢筋混凝土塔节I与所述地基一体化制成。当所述下部钢筋混凝土塔节I与所述地基之间为分体式结构时，仅在所述下部钢筋混凝土塔节I的上端预埋有地基环2或者地基锚2 ;所述上部钢制塔节3和所述下部钢筋混凝土塔节I之间通过所述地基环2或者所述地基锚2固定连接；当所述下部钢筋混凝土塔节I与所述地基之间为一体化制成时，所述下部钢筋混凝土塔节I的上端和下端均预埋有地基环2或者地基锚2 ;所述上部钢制塔节3和所述下部钢筋混凝土塔节I之间、所述下部钢筋混凝土塔节I与所述地基之间均通过所述地基环2或者所述地基锚2固定连接。在更加优选的实施例中，所述地基环2包括地基环上法兰5、筒壁6、地基环下法兰7和地基环调平器8，所述地基环下法兰7和所述地基环调平器8预埋在所述下部钢筋混凝土塔节I中，所述地基环上法兰5通过法兰紧固件4与所述上部钢制塔节3或所述地基固定连接。所述地基锚2包括地基锚上法兰9、锚栓10、地基锚下法兰11和地基锚调平器12，所述地基锚下法兰11和所述地基锚调平器12预埋在所述下部钢筋混凝土塔节I中，所述地基锚上法兰9通过法兰紧固件4与所述上部钢制塔节3或所述地基固定连接。所述上部钢制塔节3为锥筒结构。所述上部钢制塔节3由至少一个筒节与至少上下各一个法兰焊接而成。当所述下部钢筋混凝土塔节I与所述地基之间为分体式结构时，所述下部钢筋混凝土塔节I为直筒结构，且两端带有钢制法兰。所述风力发电机组混合塔架为应用于双馈风力发电机组的风力发电机组混合塔架，或者应用于高速永磁风力发电机组的风力发电机组混合塔架，或者应用于直驱风力发电机组的风力发电机组混合塔架。在其他的实施例中，所述上部钢制塔节3也可以为直筒结构。所述下部钢筋混凝土塔节I可以在现场制作，也可以在现场附近的场地批量预制而成。它上端与上部钢制塔节3法兰紧固连接，下端与地基法兰紧固连接。如图2所示的地基环2，它预埋在所述下部钢筋混凝土塔节中I。在混凝土浇筑前，需要通过地基环调平器8将它调平。如图3所示的地基锚2，它预埋在所述下部钢筋混凝土塔节中I。在混凝土浇筑前，需要通过地基锚调平器12将它调平。以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种风力发电机组混合塔架，其特征在于，包括上部钢制塔节、下部钢筋混凝土塔节和地基，所述上部钢制塔节和所述下部钢筋混凝土塔节之间通过法兰紧固件连接；所述下部钢筋混凝土塔节与所述地基之间为分体式结构，并通过法兰紧固件连接，或者所述下部钢筋混凝土塔节与所述地基一体化制成。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组混合塔架，其特征在于:当所述下部钢筋混凝土塔节与所述地基之间为分体式结构时，仅在所述下部钢筋混凝土塔节的上端预埋有地基环或者地基锚；所述上部钢制塔节和所述下部钢筋混凝土塔节之间通过所述地基环或者所述地基锚固定连接； 当所述下部钢筋混凝土塔节与所述地基之间为一体化制成时，所述下部钢筋混凝土塔节的上端和下端均预埋有地基环或者地基锚；所述上部钢制塔节和所述下部钢筋混凝土塔节之间、所述下部钢筋混凝土塔节与所述地基之间均通过所述地基环或者所述地基锚固定连接。
3.根据权利要求2述的风力发电机组混合塔架，其特征在于:所述地基环包括地基环上法兰、筒壁、地基环下法兰和地基环调平器，所述地基环下法兰和所述地基环调平器预埋在所述下部钢筋混凝土塔节中，所述地基环上法兰通过紧固件与所述上部钢制塔节或所述地基固定连接。
4.根据权利要求2述的风力发电机组混合塔架，其特征在于:所述地基锚包括地基锚上法兰、锚栓、地基锚下法兰和地基锚调平器，所述地基锚下法兰和所述地基锚调平器预埋在所述下部钢筋混凝土塔节中，所述地基锚上法兰通过紧固件与所述上部钢制塔节或所述地基固定连接。
5.根据权利要求1所述的风力发电机组混合塔架，其特征在于:所述上部钢制塔节为锥筒结构。
6.根据权利要求5述的风力发电机组混合塔架，其特征在于:所述上部钢制塔节由至少一个筒节与至少上下各一个法兰焊接而成。
7.根据权利要求1所述的风力发电机组混合塔架，其特征在于:当所述下部钢筋混凝土塔节与所述地基之间为分体式结构时，所述下部钢筋混凝土塔节为直筒结构，且两端带有钢制法兰。
8.根据权利要求1所述的风力发电机组混合塔架，其特征在于:所述风力发电机组混合塔架为应用于双馈风力发电机组的风力发电机组混合塔架。
9.根据权利要求1所述的风力发电机组混合塔架，其特征在于:所述风力发电机组混合塔架为应用于高速永磁风力发电机组的风力发电机组混合塔架。
10.根据权利要求1所述的风力发电机组混合塔架，其特征在于:所述风力发电机组混合塔架为应用于直驱风力发电机组的风力发电机组混合塔架。
专利摘要一种风力发电机组混合塔架，包括上部钢制塔节、下部钢筋混凝土塔节和地基，所述上部钢制塔节和所述下部钢筋混凝土塔节之间通过法兰紧固件连接；所述下部钢筋混凝土塔节与所述地基之间为分体式结构，并通过法兰紧固件连接，或者所述下部钢筋混凝土塔节与所述地基一体化制成。本实用新型解决了传统钢制锥筒塔架加工工艺复杂的问题，它制作简单，对设备及作业人员要求不高。本实用新型比传统钢制锥筒塔架在防腐性能优势明显；风力发电机组混合塔架的一阶固有频率f大于叶片通过频率3P，运行时塔架不会与叶片发生共振；比传统钢制锥筒塔架的连接面少2个以上，大大降低了法兰紧固连接失效的风险。
文档编号F03D11/00GK202991367SQ201220736628
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者杨春中, 严晓林, 谢园奇, 桑鹏飞, 孟醒 申请人:北京万源工业有限公司