一种组合式塔筒的制作方法

本实用新型涉及风力发电机的塔筒，具体是一种组合式塔筒。

背景技术：

塔筒是风力发电机的支撑核心，其决定着风力发电机在空中的支撑高度，并保障着风力发电机在空中运行的稳定性和安全性。

近年来，随着大型风力发电机的持续发展，对风力发电机空中的布置高度提出了越来越高的技术要求，从而对塔筒轴向高度亦就提出了更高的技术要求。目前大型风力发电机所要求的塔筒轴向高度通常需要达到百米以上。

然而，随着塔筒轴向高度的增加及支撑载荷的增加，使得塔筒的一阶弯振固有频率随之降低，导致刚性的塔筒慢慢地变为柔性化，即轴向高度越高、支撑载荷越大的塔筒呈现出刚性不足，这会直接影响到支撑于空中的风力发电机的稳定性和安全性。解决此技术问题的常规手段是，直接增大塔筒的结构尺寸、增强塔筒的结构刚性，如此带来的新的技术问题不仅仅体现在制造成本的增加，而且还会导致运输难度和安装难度大幅增加，进而导致风力发电机的建设成本大幅增加，经济性差。

目前，行业内为了解决上述技术问题，普遍采取的技术措施是将塔筒分体组合化，即将塔筒先分段制造、运输，后安装组合成整体的方式成型，例如中国专利文献公开的“钢混组合式塔筒”（公开号：CN 205841102，公开日：2016年12月28日）、“一种混合式风机塔筒”（公开号：CN 103573562，公开日：2014年2月12日）等。这些技术虽然将塔筒分成钢混塔筒段和钢塔筒段，以钢混塔筒段作为基础支撑钢塔筒段实现轴向组合，但其导致钢混塔筒段的结构体积和重量显著增大，运输、安装难度依然存在，且为了保证钢混塔筒段和钢塔筒段组合连接的可靠性、其连接结构过于复杂化，经济性和可靠性依然不佳，有待改进。

技术实现要素：

本实用新型的技术目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、结构刚度高、径向尺寸体积较小、便于运输和安装、经济性好的组合式塔筒。

本实用新型实现其技术目的所采用的技术方案是：一种组合式塔筒，包括塔筒上段和塔筒下段，所述塔筒下段主要由筒体和多根钢混柱组成，所述筒体通过法兰盘与塔筒上段以多根高强度螺栓轴向锁合在一起，所述多根钢混柱均布连接在筒体的外周，这些钢混柱分别轴向延伸出筒体的下端，冒出筒体下端的钢混柱底端用于与安装基础对应配合。

作为优选方案之一，所述塔筒下段的筒体与每根钢混柱之间分别设有上、下两组斜拉支撑，两组斜拉支撑在上、下方向上将筒体与对应的钢混柱连接在一起，多根钢混柱通过各自对应的斜拉支撑均布连接在筒体的外周。

作为优选方案之一，所述筒体主要由轴向连接在一起的上加强头、筒体中部和下加强头组成，所述上加强头和下加强头分别与钢混柱对应连接。进一步的，所述上加强头上连接有下法兰盘，所述下法兰盘上的法兰结构与所述塔筒上段上的法兰盘的结构对应匹配。再进一步的，所述下法兰盘为锻件结构。

作为优选方案之一，所述塔筒上段的底端连接有上法兰盘。进一步的，所述上法兰盘为锻件结构。

作为优选方案之一，所述筒体的下部设有门洞。

作为优选方案之一，所述安装基础对应塔筒下段上的钢混柱为相互独立的多座。

本实用新型的有益技术效果是：

1. 本实用新型将塔筒轴向分段化，形成能够轴向可靠连接在一起的塔筒上段和塔筒下段，且塔筒下段具有多根连接在筒体外周、形成大圆周分散、起基础支撑的钢混柱，即将塔筒下段的钢混柱以数量多而体积小的方式成型，如此使塔筒下段亦实现能够可靠连接组合的分体化，从而在确保塔筒整体结构刚度良好的前提下，使塔筒的成型结构简单化，塔筒的径向尺寸体积较小，便于运输作业和安装作业，有利用轴向超高长度（例如轴向长度≥100m）的实现，其经济性好；

2. 本实用新型塔筒下段的每根钢混柱通过上、下两组斜拉支撑与筒体连接，其不仅能够起到稳定、可靠地支撑作用，而且能够使筒体下段的分体组合装配简单化、轻松化，还能够使各钢混柱在筒体外周形成良好地大圆周分散，确保作为整体塔筒“支撑底盘”的稳固性、受力强度高，实用性强；

3. 本实用新型塔筒下段的筒体结构，能够使筒体与塔筒上段、钢混柱之间分别形成稳定、可靠地组合连接，确保整体成型刚度，结构强度高。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1的立体图。

图3是图2的A向视图。

图中代号含义：1—塔筒上段；11—上法兰盘；2—塔筒下段；21—下法兰盘；22—上加强头；23—上斜拉支撑；24—门洞；25—下加强头；26—下斜拉支撑；27—钢混柱；28—筒体；3—安装基础。

具体实施方式

本实用新型涉及风力发电机的塔筒，具体是一种组合式塔筒，下面以多个实施例对本实用新型的技术内容进行详细说明。其中，实施例1结合说明书附图-即图1、图2和图3进行详细、具体的说明，其它实施例虽未单独绘图、但其主体结构仍可参照实施例1的附图。

实施例1

参见图1、图2和图3所示，本实用新型包括塔筒上段1和塔筒下段2。

其中，塔筒上段1与传统塔筒结构基本无异。在塔筒上段1的底端连接有上法兰盘11，该上法兰盘11为锻件结构，其圆周上具有多个法兰孔。

塔筒下段2主要由筒体28和四根钢混柱27组成。

筒体28主要由从上而下轴向依序焊接连接在一起的上加强头22、筒体中部和下加强头25组成。上加强头22上焊接连接有下法兰盘21，该下法兰盘21为锻件结构，其圆周上具有多个法兰孔，下法兰盘21上的法兰结构（即法兰面和法兰孔）与上述塔筒上段1上的上法兰盘11的法兰结构（即法兰面和法兰孔）对应匹配，在轴向组合连接时，上法兰盘11和下法兰盘21上的法兰孔轴向一一对应。筒体中部的下部部位开设有门洞24-即人孔。上加强头22和下加强头25分别用于连接对应的钢混柱27。在组合连接时，筒体28通过其上的下法兰盘21与塔筒上段1底端的上法兰盘11，以多根高强度螺栓轴向锁合在一起，实现轴向的组合连接。

每根钢混柱27主要由薄壁的圆型钢筒和浇筑其内的混凝土组成。四根钢混柱27周向均布在筒体28的外周，每根钢混柱27通过上、下两组斜拉支撑-即上斜拉支撑23和下斜拉支撑26与筒体28的上加强头22和下加强头25的外周连接，具体的，上斜拉支撑23的下端通过多根高强度螺栓连接在对应钢混柱27的上部，上斜拉支撑23的上端通过多根高强度螺栓连接在筒体28的上加强头22外周的对应部位，下斜拉支撑26的下端通过多根高强度螺栓连接在对应钢混柱27的中部，下斜拉支撑26的上端通过多根高强度螺栓连接在筒体28的下加强头25外周的对应部位；每根斜拉支撑的倾斜角度通常应≥45°；两组斜拉支撑在上、下方向上将筒体28与对应的钢混柱27连接在一起。每根斜拉支撑为钢构件成型。如此，四根钢混柱27通过各自对应的斜拉支撑均布连接在筒体28的外周，在筒体28的外周形成大圆周分散；这些钢混柱27分别轴向延伸出筒体28的下端，冒出筒体28下端的钢混柱27底端用于与风电场的安装基础3对应配合，在四根钢混柱27的支撑下，筒体28呈悬空状。

风电场安装本实用新型的安装基础3应与本实用新型的塔筒下段2对应，如此使风电场的安装基础3对应大圆周分散的四根钢混柱27为周向分布的四座，各座安装基础3之间相互独立，这样能够有效的节约安装基础3的建设成本。

实施例2

本实用新型包括塔筒上段和塔筒下段。

其中，塔筒上段与传统塔筒结构基本无异。在塔筒上段的底端连接有上法兰盘，该上法兰盘为锻件结构，其圆周上具有多个法兰孔。

塔筒下段主要由筒体和四根钢混柱组成。

筒体主要由从上而下轴向依序焊接连接在一起的上加强头、筒体中部和下加强头组成。上加强头上焊接连接有下法兰盘，该下法兰盘为锻件结构，其圆周上具有多个法兰孔，下法兰盘上的法兰结构（即法兰面和法兰孔）与上述塔筒上段上的上法兰盘的法兰结构（即法兰面和法兰孔）对应匹配，在轴向组合连接时，上法兰盘和下法兰盘上的法兰孔轴向一一对应。筒体中部的下部部位开设有门洞-即人孔。上加强头和下加强头分别用于连接对应的钢混柱。在组合连接时，筒体通过其上的下法兰盘与塔筒上段底端的上法兰盘，以多根高强度螺栓轴向锁合在一起，实现轴向的组合连接。

每根钢混柱主要由薄壁的圆型钢筒和浇筑其内的混凝土组成。四根钢混柱周向均布在筒体的外周，每根钢混柱通过上、下两组斜拉支撑-即上组斜拉支撑和下组斜拉支撑与筒体的上加强头和下加强头的外周连接，具体的，上组斜拉支撑为四根，上组斜拉支撑的每根支撑的下端通过多根高强度螺栓连接在对应钢混柱的上部、上端通过多根高强度螺栓连接在筒体的上加强头外周的对应部位，下组斜拉支撑的每根支撑的下端通过多根高强度螺栓连接在对应钢混柱的中部、上端通过多根高强度螺栓连接在筒体的下加强头外周的对应部位；每根斜拉支撑的倾斜角度通常应≥45°；上、下两组斜拉支撑在上、下方向上将筒体与对应的钢混柱连接在一起。每根斜拉支撑为钢构件成型。如此，四根钢混柱通过各自对应的斜拉支撑均布连接在筒体的外周，在筒体的外周形成大圆周分散；这些钢混柱分别轴向延伸出筒体的下端，冒出筒体下端的钢混柱底端用于与风电场的安装基础对应配合，在四根钢混柱的支撑下，筒体呈悬空状。

风电场安装本实用新型的安装基础应与本实用新型的塔筒下段对应，如此使风电场的安装基础对应大圆周分散的四根钢混柱为周向分布的四座，各座安装基础之间相互独立，这样能够有效的节约安装基础的建设成本。

实施例3

本实用新型包括塔筒上段和塔筒下段。

其中，塔筒上段与传统塔筒结构基本无异。在塔筒上段的底端连接有上法兰盘，该上法兰盘为锻件结构，其圆周上具有多个法兰孔。

塔筒下段主要由筒体和六根钢混柱组成。

筒体主要由从上而下轴向依序焊接连接在一起的上加强头、筒体中部和下加强头组成。上加强头上焊接连接有下法兰盘，该下法兰盘为锻件结构，其圆周上具有多个法兰孔，下法兰盘上的法兰结构（即法兰面和法兰孔）与上述塔筒上段上的上法兰盘的法兰结构（即法兰面和法兰孔）对应匹配，在轴向组合连接时，上法兰盘和下法兰盘上的法兰孔轴向一一对应。筒体中部的下部部位开设有门洞-即人孔。上加强头和下加强头分别用于连接对应的钢混柱。在组合连接时，筒体通过其上的下法兰盘与塔筒上段底端的上法兰盘，以多根高强度螺栓轴向锁合在一起，实现轴向的组合连接。

每根钢混柱主要由薄壁的圆型钢筒和浇筑其内的混凝土组成。六根钢混柱周向均布在筒体的外周，每根钢混柱通过上、下两组斜拉支撑-即上斜拉支撑和下斜拉支撑与筒体的上加强头和下加强头的外周连接，具体的，上斜拉支撑的下端通过多根高强度螺栓连接在对应钢混柱的上部，上斜拉支撑的上端通过多根高强度螺栓连接在筒体的上加强头外周的对应部位，下斜拉支撑的下端通过多根高强度螺栓连接在对应钢混柱的中部，下斜拉支撑的上端通过多根高强度螺栓连接在筒体的下加强头外周的对应部位；每根斜拉支撑的倾斜角度通常应≥45°；两组斜拉支撑在上、下方向上将筒体与对应的钢混柱连接在一起。每根斜拉支撑为钢构件成型。如此，六根钢混柱通过各自对应的斜拉支撑均布连接在筒体的外周，在筒体的外周形成大圆周分散；这些钢混柱分别轴向延伸出筒体的下端，冒出筒体下端的钢混柱底端用于与风电场的安装基础对应配合，在四根钢混柱的支撑下，筒体呈悬空状。

风电场安装本实用新型的安装基础应与本实用新型的塔筒下段对应，如此使风电场的安装基础对应大圆周分散的四根钢混柱为周向分布的四座，各座安装基础之间相互独立，这样能够有效的节约安装基础的建设成本。

实施例4

本实用新型包括塔筒上段和塔筒下段。

其中，塔筒上段与传统塔筒结构基本无异。在塔筒上段的底端连接有上法兰盘，该上法兰盘为锻件结构，其圆周上具有多个法兰孔。

塔筒下段主要由筒体和四根钢混柱组成。

筒体主要由从上而下轴向依序焊接连接在一起的上加强头、筒体中部和下加强头组成。上加强头上焊接连接有下法兰盘，该下法兰盘为锻件结构，其圆周上具有多个法兰孔，下法兰盘上的法兰结构（即法兰面和法兰孔）与上述塔筒上段上的上法兰盘的法兰结构（即法兰面和法兰孔）对应匹配，在轴向组合连接时，上法兰盘和下法兰盘上的法兰孔轴向一一对应。筒体中部的下部部位开设有门洞-即人孔。上加强头和下加强头分别用于连接对应的钢混柱，在上加强头和下加强头的外周分别均匀设有多个略微凸起的、尺寸较厚重的连接耳。在组合连接时，筒体通过其上的下法兰盘与塔筒上段底端的上法兰盘，以多根高强度螺栓轴向锁合在一起，实现轴向的组合连接。

每根钢混柱主要由圆型钢筒和浇筑其内的混凝土组成，在每根钢混柱的中部和上部分别设有略微凸起的、尺寸较厚重的连接耳，每根钢混柱上的上、下连接耳的间隔距离对应匹配筒体上的上、下加强头之间的连接耳。四根钢混柱周向均布在筒体的外周，每根钢混柱通过上、下两组连接耳对应焊接在筒体上、下加强头的连接耳上，具体的，钢混柱上部的连接耳对应焊接在上加强头的连接耳上、下部的连接耳对应焊接在下加强头的连接耳上，上、下两组连接耳在上、下方向上将筒体与对应的钢混柱连接在一起。如此，四根钢混柱通过各自对应的连接耳均布连接在筒体的外周，在筒体的外周形成大圆周分散；这些钢混柱分别轴向延伸出筒体的下端，冒出筒体下端的钢混柱底端用于与风电场的安装基础对应配合，在四根钢混柱的支撑下，筒体呈悬空状。

风电场安装本实用新型的安装基础应与本实用新型的塔筒下段对应，如此使风电场的安装基础对应大圆周分散的四根钢混柱为周向分布的四座，各座安装基础之间相互独立，这样能够有效的节约安装基础的建设成本。

以上各实施例仅用以说明本实用新型，而非对其限制；尽管参照上述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本实用新型依然可以对上述各实施例中的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的精神和范围。