塔筒及其制作方法与流程

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种塔筒及其制作方法。

背景技术：

随着风力发电机组功率的不断增大，用于支撑风力发电机组的塔筒的设计尺寸及承载能力不断增大，塔筒的强度及使用寿命也作为其性能高低的测评指标，因此，现有塔筒的设计不断向高承载、高强度的方向发展。

以最接近的现有技术为例(该最接近现有技术的专利申请号为201320405467.5)，该申请公开一种钢壳混凝土塔筒，单节塔筒包括内筒和位于内筒外围的外筒，整个塔筒包括由上至下依次连接的多个内筒及由上至下依次连接的多个外筒，单节塔筒的内筒与外筒之间的间隙中注浇有混凝土。针对整个塔筒而言，整个塔筒的间隙中，混凝土为间断的不连续分布。

然而，内筒与外筒之间的混凝土在内筒与内筒的接合区域及外筒与外筒的接合区域断开，相邻内筒的接合区域的强度完全由连接相邻内筒的法兰及紧固件承担，相邻外筒的接合区域的强度完全由连接相邻外筒的法兰及紧固件承担，紧固件所受外力过大导致其易松动或断裂，进而无法保证整个塔筒的承载强度。并且，紧固件受力的同时将该所受力传递至其与法兰的连接处，该连接处间接接收紧固件所传递的剪力而容易开裂，相邻内筒或相邻外筒之间的连接强度降低，进一步使得整个塔筒的承载强度无法保证。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种塔筒，以解决现存塔筒的承载强度低的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种塔筒，包括多个由上至下首尾依次连接的筒体单元，各个所述筒体单元包括内筒体、间隔套设在所述内筒体外的外筒体以及位于所述内筒体与所述外筒体之间并沿所述内筒体的高度方向延伸的连接体，所述连接体的顶端高于所述内筒体的顶端和/或所述外筒体的顶端，并且所述连接体的底端低于所述内筒体的底端和/或所述外筒体的底端。

进一步地，多个所述筒体单元中的所述连接体首尾连接形成一体式结构。

进一步地，所述连接体为混凝土。

进一步地，所述混凝土中设置有钢筋，所述钢筋的顶端高于所述内筒体的顶端和/或所述外筒体的顶端，并且所述钢筋的底端低于所述内筒体的底端和/或所述外筒体的底端。

进一步地，多个所述钢筋首尾连接形成一体式结构。

进一步地，所述连接体的顶端和底端分别位于相邻的两个所述内筒体的中部。

本发明提供的塔筒，各个所述筒体单元包括内筒体、间隔套设在内筒体外的外筒体以及位于内筒体与外筒体之间并沿内筒体的高度方向延伸的连接体，并且，连接体的顶端高于内筒体的顶端和/或外筒体的顶端，连接体的底端低于内筒体的底端和/或外筒体的底端。即，当相邻两个内筒体的接合位置高于相邻两个外筒体的接合位置时，连接体的顶端高于相邻两个内筒体的接合位置，连接体的底端低于相邻两个外筒体的接合处；当相邻两个外筒体的接合位置高于相邻两个内筒体的接合位置时，连接体的顶端高于相邻两个外筒体的接合位置，连接体的底端低于相邻两个内筒体的接合位置；当相邻两个内筒体的接合位置与相邻两个外筒体的接合位置平齐时，连接体的顶端高于相邻两个内筒体的接合位置和相邻两个外筒体的接合位置，连接体的底端低于相邻两个内筒体的接合位置和相邻两个外筒体的接合位置。

由于单节筒体所受外力的大小由筒体的中心向两端不断增大，尤其筒体的两端处所受到的剪力最强，因此，位于内筒体与外筒体之间并沿内筒体的高度方向延伸的连接体可承担部分原本由内筒体、外筒体、用于连接相邻两个内筒体的紧固件及用于连接相邻两个外筒体的紧固件应该承担的外力，内筒体、外筒体及紧固件所受外力的强度降低，进而整个塔筒的结构强度提高，塔筒的使用寿命延长；并且，此基础上，可适当减少紧固件的数目，简化整个塔筒的机械机构。

本发明的另一目的在于提供一种塔筒的制作方法，该方法包括：

将多个内筒体由下至上依次连接；

在所述内筒体外由下至上依次安装多个外筒体，并使所述外筒体与所述内筒体保持设定间隔；

在所述内筒体与所述外筒体之间的所述间隔内安装连接体并使所述连接体的顶端高于所述内筒体的顶端和/或所述外筒体的顶端、使所述连接体的顶端低于所述内筒体的低端和/或所述外筒体的低端。

进一步地，上述方法还包括：

将多个所述筒体单元中的所述连接体首尾连接，使多个所述连接体形成一体式结构。

本发明的另一目的还在于一种塔筒的制作方法，该方法包括：

安装内筒体；

在所述内筒体外安装外筒体，并使所述外筒体与所述内筒体保持设定间隔；

在所述内筒体与所述外筒体之间的所述间隔内安装连接体并使所述连接体的顶端高于所述内筒体的顶端和/或所述外筒体的顶端、使所述连接体的顶端低于所述内筒体的低端和/或所述外筒体的低端；

重复以上步骤。

进一步地，上述方法还包括：

将多个所述筒体单元中的所述连接体首尾连接，使多个所述连接体形成一体式结构。

上述塔筒的制作方法相比于现有技术的有益效果，同于上述塔筒相比于现有技术的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例提供的塔筒的示意图；

图2是根据本发明实施例提供的外筒体的示意图；

图3是根据本发明实施例的提供的内筒体的示意图。

图中：

1－内筒体； 2－外筒体；

3－连接体； 31－混凝土；

32－钢筋； 4－内法兰；

5－外法兰。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是根据本发明实施例提供的塔筒的示意图，请参阅图1，本实施例提供的塔筒包括多个由上至下首尾依次连接的筒体单元，各个所述筒体单元包括内筒体1、间隔套设在所述内筒体1外的外筒体2以及位于所述内筒体1与所述外筒体2之间并沿所述内筒体1的高度方向延伸的连接体3，所述连接体3的顶端高于所述内筒体1的顶端和/或所述外筒体2的顶端，并且所述连接体3的底端低于所述内筒体1的底端和/或所述外筒体2的底端。

本发明提供的塔筒，各个所述筒体单元包括内筒体、间隔套设在内筒体外的外筒体以及位于内筒体与外筒体之间并沿内筒体的高度方向延伸的连接体，并且，连接体的顶端高于内筒体的顶端和/或外筒体的顶端，连接体的底端低于内筒体的底端和/或外筒体的底端。即，当相邻两个内筒体的接合位置高于相邻两个外筒体的接合位置时，连接体的顶端高于相邻两个内筒体的接合位置，连接体的底端低于相邻两个外筒体的接合处；当相邻两个外筒体的接合位置高于相邻两个内筒体的接合位置时，连接体的顶端高于相邻两个外筒体的接合位置，连接体的底端低于相邻两个内筒体的接合位置；当相邻两个内筒体的接合位置与相邻两个外筒体的接合位置平齐时，连接体的顶端高于相邻两个内筒体的接合位置和相邻两个外筒体的接合位置，连接体的底端低于相邻两个内筒体的接合位置和相邻两个外筒体的接合位置。

由于单节筒体所受外力的大小由筒体的中心向两端不断增大，尤其筒体的两端处所受到的剪力最强，因此，位于内筒体与外筒体之间并沿内筒体的高度方向延伸的连接体可承担部分原本由内筒体、外筒体、用于连接相邻两个内筒体的紧固件及用于连接相邻两个外筒体的紧固件应该承担的外力，内筒体、外筒体及紧固件所受外力的强度降低，进而整个塔筒的结构强度提高，塔筒的使用寿命延长；并且，此基础上，可适当减少紧固件的数目，简化整个塔筒的机械机构。

进一步地，请继续参阅图1，多个所述筒体单元中的所述连接体3首尾连接形成一体式结构，即，整个塔筒中的连接体为沿内筒体的高度方向延伸且连续不间断的一体式结构，连接体由上至下贯穿整个塔筒，整个塔筒的结构强度进一步提高。

优选地，所述连接体为混凝土31，该混凝土31可进行现场注浇，并且，所述混凝土31中设置有钢筋32，所述钢筋32的顶端高于所述内筒体1的顶端和/或所述外筒体2的顶端，并且所述钢筋32的底端低于所述内筒体1的底端和/或所述外筒体2的底端。

即，当相邻两个内筒体的接合位置高于相邻两个外筒体的接合位置时，钢筋的顶端高于相邻两个内筒体的接合位置，钢筋的底端低于相邻两个外筒体的接合处；当相邻两个外筒体的接合位置高于相邻两个内筒体的接合位置时，钢筋的顶端高于相邻两个外筒体的接合位置，钢筋的底端低于相邻两个内筒体的接合位置；当相邻两个内筒体的接合位置与相邻两个外筒体的接合位置平齐时，钢筋的顶端高于相邻两个内筒体的接合位置和相邻两个外筒体的接合位置，钢筋的底端低于相邻两个内筒体的接合位置和相邻两个外筒体的接合位置。如此设置，在连接体优选为混凝土的基础上，在混凝土中设置钢筋，并使钢筋的设置形式同于混凝土的设置形式，钢筋混凝土可承担部分原本由内筒体、外筒体、用于连接相邻两个内筒体的紧固件及用于连接相邻两个外筒体的紧固件应该承担的外力，内筒体、外筒体及紧固件所受外力的强度进一步降低，进而整个塔筒的结构强度进一步提高，塔筒的使用寿命延长。并且，由于设置有钢筋，该由混凝土和钢筋共同构成的连接体的连接强度较高，可适当减少内筒体之间及外筒体之间的紧固件的数目，简化整个塔筒的机械机构。

请继续参照图1，多个钢筋32首尾连接形成一体式结构，即，整个塔筒中的钢筋为沿内筒体的高度方向延伸且连续不间断的一体式结构，钢筋由上至下贯穿整个塔筒，整个塔筒的结构强度进一步提高。

优选地，为使钢筋均衡承担相邻两个内筒体之间及相邻两个外筒体之间的剪力和其他类型的外力，设置所述钢筋与所述内筒体之间的水平间距同于所述钢筋与所述外筒体之间的水平间距。

由于单节筒体所受外力的大小由筒体的中心向两端不断增大，尤其筒体的两端处所受到的剪力最强，而筒体中部所受到外力的强度最弱，该中部区域最不易被损坏，因此，本实施例中，设置所述连接体的顶端和底端分别位于相邻的两个所述内筒体的中部，具体地，设置所述连接体的顶端和底端分别位于相邻的两个所述内筒体的1/2处，即，使多个连接体可在相邻两个内筒体的1/2处间断不连续，在简化整个塔筒的结构的同时，减少塔筒的制造成本。

图2是根据本发明实施例提供的外筒体的示意图，图3是根据本发明实施例的提供的内筒体的示意图，请参阅图2，所述外筒体2的外壁上装设有两个外法兰5，两个所述外法兰5与所述外筒体2的两个端面分别对应平齐，相邻两个所述外筒体2通过所述外法兰5连接。对应地，请参阅图3，所述内筒体1的内壁上装设有两个内法兰4，两个所述内法兰4与所述内筒体1的两个端面分别对应平齐，相邻两个所述内筒体1通过所述内法兰4连接。具体地，相邻两个外法兰可通过螺栓连接，相邻两个内法兰可通过螺栓连接。内法兰设置在内筒体的内壁上，外法兰设置在外筒体的外壁上，如此，内筒体与外筒体之间形成用于设置连接体的间隙，并且该间隙可由塔筒的顶端延伸至塔筒的底端，便于连接体由塔筒的顶端延伸至塔筒的底端，以达到进一步提高整个塔筒的结构强度的目的。

本发明的另一目的在于提供一种塔筒的制作方法，该方法包括：

将多个内筒体由下至上依次连接；

在所述内筒体外由下至上依次安装多个外筒体，并使所述外筒体与所述内筒体保持设定间隔；

在所述内筒体与所述外筒体之间的所述间隔内安装连接体并使所述连接体的顶端高于所述内筒体的顶端和/或所述外筒体的顶端、使所述连接体的顶端低于所述内筒体的低端和/或所述外筒体的低端。

进一步地，上述方法还包括：将多个所述筒体单元中的所述连接体首尾连接，使多个所述连接体形成一体式结构。

具体地，以连接体为钢筋混凝土为例，上述塔筒的制作方法具体包括：

将多个内筒体由下至上依次吊装并采用螺栓依次连接；

在所述内筒体外布置钢筋；

在所述钢筋外由下至上依次吊装多个外筒体并采用螺栓依次连接，并使外筒体与内筒体保持设定间隔；

在所述内筒体与所述外筒体之间的所述间隔内注浇混凝土并使所述混凝土的顶端高于所述内筒体的顶端和/或所述外筒体的顶端、使所述混凝土的顶端低于所述内筒体的低端和/或所述外筒体的低端；

将多个所述筒体单元中的所述混凝土首尾连接，使多个所述混凝土形成一体式结构。

使用该制作方法制作塔筒时，单独运输及吊装内筒体及外筒体，现场安装连接体，具体地，可现场绑扎或布置钢筋，以及现场注浇混凝土，塔筒得以分体制作，单次吊装的部件的重量小，可降低安装难度。

本发明的另一目的还在于一种塔筒的制作方法，该方法包括：

安装内筒体；

在所述内筒体外安装外筒体，并使所述外筒体与所述内筒体保持设定间隔；

在所述内筒体与所述外筒体之间的所述间隔内安装连接体并使所述连接体的顶端高于所述内筒体的顶端和/或所述外筒体的顶端、使所述连接体的顶端低于所述内筒体的低端和/或所述外筒体的低端；

重复以上步骤。

进一步地，上述方法还包括：将多个所述筒体单元中的所述连接体首尾连接，使多个所述连接体形成一体式结构。

具体地，以连接体为钢筋混凝土为例，上述塔筒的制作方法具体包括：

吊装第一节内筒体；

在第一节内筒体的外围布置第一节钢筋；

在第一节钢筋的外围吊装第一节外筒体，并使第一节外筒体与第一节内筒之间保持设定间隔；

在第一节内筒体与第二节外筒体之间的所述间隔内注浇混凝土并使所述混凝土的顶端高于所述内筒体的顶端和/或所述外筒体的顶端、使所述混凝土的顶端低于所述内筒体的低端和/或所述外筒体的低端；

吊装第二节内筒体；

在第二节内筒体的外围布置第二节钢筋；

在第二节钢筋的外围吊装第二节外筒体，并使第二节外筒体与第二节内筒之间保持设定间隔；

在第二节内筒体与第二节外筒体之间的所述间隔内注浇混凝土并使所述混凝土的顶端高于第二节内筒体的顶端和/或第二节外筒体的顶端、使所述混凝土的顶端低于所述第二节内筒体的低端和/或第二节外筒体的低端；

…

以此类推；

最后，将多个所述筒体单元中的所述混凝土首尾连接，使多个所述混凝土形成一体式结构。

进一步地，在内筒体的外围布置钢筋时，可进行现场绑扎钢筋或吊装整体的环形结构的钢筋结构。并且，注浇混凝土时，当第一节内筒体及第二节外筒体均安装完毕后，开始注浇混凝土，该次混凝土注浇至第一节内筒体的中部，优选为第一节内筒体的1/2处；当第二节内筒体及第二节外筒体安装完毕后，再次进行注浇混凝土，该次混凝土由第一节内筒体的中部注浇至第二节内筒体的中部，同样，第二次混凝土优选注浇至第二节内筒体的1/2处。筒体所受外力的分布由中间至两端逐渐增大，由下层筒体的一半处注浇至上层筒体的一半处，可进一步保证相邻筒体接合位置的强度。并且，完成上一次注浇之后，需在很短的时间内进行下一次注浇，以防止钢筋上的混凝土在下一次注浇之前凝固，使注浇混凝土出现孔洞或间隙。

使用该制作方法制作塔筒时，单独运输及吊装内筒体及外筒体，现场安装连接体，具体地，可现场绑扎或布置钢筋，以及现场注浇混凝土，塔筒得以分体制作，单次吊装的部件的重量小，可降低安装难度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。