专利名称：风力发电机组塔架的构建方法及风力发电机组塔架的制作方法
技术领域：
本发明涉及风力发电，尤其涉及风力发电机组塔架的构建方法及风力发电机组塔架。
背景技术：
目前用于风力发电机组的塔架，大部分采用钢制塔筒构建。具体构建方法是在高度方向上将具有较小高度的多节钢塔筒段通过法兰连接形成具有较大高度的钢制塔架。随着风力发电机组的功率越来越大，叶轮直径也越来越大，相应地塔架高度也越来越高，塔架承受的载荷也越来越大，因而对塔架的刚度也提出了越来越高的要求。现有技术中用来提高钢制塔架刚度的方法主要有两种第一种是增加钢塔筒段壁厚，第二种是增加钢塔筒段外径。增加钢塔筒段壁厚的方法会加大塔架的重量，从而增加材料、运输、吊装成本。而且增加钢塔筒段壁厚对塔架刚度的贡献远远小于增加钢塔筒段外径对塔架刚度的贡献。增加钢塔筒段外径的方式可以有效提高塔架刚度，也可以相应节省材料成本。但由于运输条件限制，钢塔筒段的外径一般不宜超过4. 5米。因此，增加钢塔筒段外径的方法对大功率机组便不再适用。因此，提供一种风力发电机组塔架的构建方法，以达到在不增加钢制塔架成本的基础上提高其刚度的目的变得越来越重要。
发明内容
本发明提供一种风力发电机组塔架的构建方法及风力发电机组塔架，以达到在不增加钢制塔架成本的基础上提高其刚度的目的。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案一种风力发电机组塔架的构建方法，包括步骤11、在钢塔筒段的外壁焊接抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列。步骤12、在钢塔筒段的外壁喷涂混凝土层。步骤13、在高度方向上将钢塔筒段连接起来形成塔架。进一步地，所述混凝土层的厚度大于所述抗剪键和/或抗剪栓钉突出于所述钢塔筒段外壁的长度。优选地，所述抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列为三角形或矩形。优选地，所述抗剪栓钉突出所述钢塔筒段外壁的长度大于等于30mm且大于等于所述抗剪栓钉的栓钉杆直径的4倍。优选地，相邻抗剪栓钉的间距在竖直方向上大于等于所述栓钉杆直径的6倍，在水平或圆周方向上大于等于栓钉杆直径的4倍。本发明还提供了一种风力发电机组塔架，包括钢塔筒和喷涂在所述钢塔筒外壁的混凝土层，所述钢塔筒的外壁焊接有抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列，所述混凝土层覆盖所述抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列。
优选地，所述抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列为三角形或矩形。优选地，所述抗剪栓钉突出所述钢塔筒外壁的长度大于等于30mm且大于等于所述抗剪栓钉的栓钉杆直径的4倍。优选地，相邻抗剪栓钉的间距在竖直方向上大于等于所述栓钉杆直径的6倍，在水平或圆周方向上大于等于栓钉杆直径的4倍。优选地，所述钢塔筒的横截面为圆形或多边形。本发明提供的风力发电机组塔架的构建方法及风力发电机组塔架，由于在钢塔筒段的外壁焊接了抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列，并在钢塔筒段的外壁喷涂了混凝土层，抗剪键和/或抗剪栓钉使混凝土层和钢塔筒协同受力，而且混凝土层起到增加塔架壁厚和外径的双重作用，有效提高了钢制塔架的刚度。而且喷涂混凝土的工艺可以在现场施工，避免由于尺寸太大不便长途运输的问题，同时混凝土材料比钢材要便宜得多，因此也降低了钢制塔架的成本。故本发明实现了在不增加钢制塔架成本的基础上提高其刚度的目的。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的风力发电机组塔架的构建方法的流程图；图2为本发明实施例提供的风力发电机组塔架的截面图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1所示，为本发明提供的风力发电机组塔架的构建方法的具体实施例，包括步骤11、在钢塔筒段的外壁焊接抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列。由于风力发电机组的大型化，塔架的高度越来越高，其承受的剪应力越来越大，因此在钢塔筒段制作的同时在其外壁焊接抗剪键、抗剪栓钉或二者的组合，并在钢塔筒段的外周面上形成一个阵列。而钢塔筒段一般是由钢板卷成，因此，在钢板上焊接抗剪键或抗剪栓钉方便易行。抗剪键采用较厚的槽钢垂直焊接在用来制作钢塔筒段的钢板上，抗剪栓钉采用现有规格的螺栓垂直焊接在用来制作钢塔筒段的钢板上。其中，抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列为三角形或矩形，也就是各个抗剪键和抗剪栓钉在用来制作钢塔筒段的钢板上布置后构成的形状为三角形或矩形。具体根据抗剪键和抗剪栓钉的尺寸和钢塔筒段的壁厚而定。优选地，抗剪栓钉突出钢塔筒段外壁的长度大于等于30mm且大于等于抗剪栓钉的栓钉杆直径的4倍。其次，相邻抗剪栓钉的间距在竖直方向上大于等于所述栓钉杆直径的6倍，在水平或圆周方向上大于等于栓钉杆直径的4倍。步骤12、在钢塔筒段的外壁喷涂混凝土层。通过在钢塔筒段的外壁喷涂混凝土层以增加塔架壁厚和外径，从而提高塔架的刚度。其中混凝土层的厚度要大于抗剪键和/或抗剪栓钉突出于钢塔筒段外壁的长度，以使混凝土层覆盖全部抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列，避免由于抗剪键和/或抗剪栓钉外露生锈。其中混凝土层的最外端到抗剪键和/或抗剪栓钉突出于钢塔筒段外壁的端部的距离为保护层，该保护层的厚度应满足国标要求。由于混凝土层和钢塔筒段为两种不同的材料，抗剪键和抗剪栓钉的作用是使二者协同受力而不至于因剪应力产生滑移，引起混凝土层从钢塔筒段上剥离。而且混凝土材料相对于钢材的成本要低得多，并且喷涂混凝土的工艺可以在现场施工，避免由于尺寸太大不便长途运输的问题。步骤13、在高度方向上将钢塔筒段连接起来形成塔架。在完成喷涂步骤后将各个钢塔筒段用法兰连接起来形成塔架。综上所述，本发明实施例提供的风力发电机组塔架的构建方法，由于在钢塔筒段的外壁焊接了抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列，并在钢塔筒段的外壁喷了涂混凝土层，抗剪键和/或抗剪栓钉使混凝土层和钢塔筒协同受力，而且混凝土层起到增加塔架壁厚和外径的双重作用，有效提高了钢制塔架的刚度。而且喷涂混凝土的工艺可以在现场施工，避免由于尺寸太大不便长途运输的问题，同时混凝土材料比钢材要便宜得多，因此也降低了钢制塔架的成本。故本发明实现了在不增加钢制塔架成本的基础上提高其刚度的目的。如图2所示，本发明实施例还提供了一种风力发电机组塔架，包括钢塔筒10和喷涂在钢塔筒10外壁的混凝土层30，钢塔筒10的外壁焊接有抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列20，混凝土层30覆盖抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列20。本发明实施例提供的风力发电机组塔架，由于在钢塔筒段的外壁焊接了抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列20，并在钢塔筒段10的外壁喷了涂混凝土层30，抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列20使混凝土层30和钢塔筒10协同受力，而且混凝土层30起到增加塔架壁厚和外径的双重作用，有效提高了钢制塔架的刚度。而且喷涂混凝土的工艺可以在现场施工，避免由于尺寸太大不便长途运输的问题，同时混凝土材料比钢材要便宜得多，因此也降低了钢制塔架的成本。故本发明实现了在不增加钢制塔架成本的基础上提高其刚度的目的。优选地，所述抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列为三角形或矩形，也就是各个抗剪键和抗剪栓钉在用来制作钢塔筒段的钢板上布置后构成的形状为三角形或矩形。具体根据抗剪键和抗剪栓钉的尺寸和钢塔筒段的壁厚而定。优选地，所述抗剪栓钉突出所述钢塔筒外壁的长度大于等于30mm且大于等于所述抗剪栓钉的栓钉杆直径的4倍。优选地，相邻抗剪栓钉的间距在竖直方向上大于等于所述栓钉杆直径的6倍，在水平或圆周方向上大于等于所述栓钉杆直径的4倍。其中，所述钢塔筒的横截面可以为圆形或多边形，可以是等截面或变截面的，而且钢塔筒的壁厚可以是均匀的，也可以是变化的，一般钢塔筒段直径不小于3m，高度不大于5m ο以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种风力发电机组塔架的构建方法，其特征在于，包括 步骤11、在钢塔筒段的外壁焊接抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列； 步骤12、在钢塔筒段的外壁喷涂混凝土层； 步骤13、在高度方向上将钢塔筒段连接起来形成塔架。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组塔架的构建方法，其特征在于，所述混凝土层的厚度大于所述抗剪键和/或抗剪栓钉突出于所述钢塔筒段外壁的长度。
3.根据权利要求1所述的风力发电机组塔架的构建方法，其特征在于，所述抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列为三角形或矩形。
4.根据权利要求2所述的风力发电机组塔架的构建方法，其特征在于，所述抗剪栓钉突出于所述钢塔筒段外壁的长度大于等于30_且大于等于所述抗剪栓钉的栓钉杆直径的4倍。
5.根据权利要求4所述的风力发电机组塔架的构建方法，其特征在于，相邻抗剪栓钉的间距在竖直方向上大于等于所述栓钉杆直径的6倍，在水平或圆周方向上大于等于栓钉杆直径的4倍。
6.一种风力发电机组塔架，其特征在于，包括钢塔筒和喷涂在所述钢塔筒外壁的混凝土层，所述钢塔筒的外壁焊接有抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列，所述混凝土层覆盖所述抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列。
7.根据权利要求6所述的风力发电机组塔架，其特征在于，所述抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列为三角形或矩形。
8.根据权利要求6所述的风力发电机组塔架，其特征在于，所述抗剪栓钉突出所述钢塔筒外壁的长度大于等于30mm且大于等于所述抗剪栓钉的栓钉杆直径的4倍。
9.根据权利要求8所述的风力发电机组塔架，其特征在于，相邻抗剪栓钉的间距在竖直方向上大于等于所述栓钉杆直径的6倍,在水平或圆周方向上大于等于栓钉杆直径的4倍。
10.根据权利要求6所述的风力发电机组塔架，其特征在于，所述钢塔筒的横截面为圆形或多边形。
全文摘要
本发明公开了一种风力发电机组塔架的构建方法及风力发电机组塔架，涉及风力发电技术，为达到在不增加钢制塔架成本的基础上提高其刚度的目的而发明。所述风力发电机组塔架的构建方法，包括在钢塔筒段的外壁焊接抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列；在钢塔筒段的外壁喷涂混凝土层；在高度方向上将钢塔筒段连接起来形成塔架。所述风力发电机组塔架，包括钢塔筒和喷涂在所述钢塔筒外壁的混凝土层，所述钢塔筒的外壁焊接有抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列，所述混凝土层覆盖所述抗剪键和/或抗剪栓钉的阵列。本发明用于风力发电。
文档编号E04H12/12GK103015787SQ20121056356
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者丛欧, 郝华庚, 张紫平 申请人:北京金风科创风电设备有限公司