一种风力发电机组塔筒门洞结构的制作方法

本发明涉及风力发电机组领域，具体地讲是一种风力发电机组塔筒门洞结构。

背景技术：

本领域中已知的风力发电机组包括风轮、机舱和支撑结构，常规支撑结构是由钢板卷制后焊接成的筒状结构，底部需要在筒体上预留孔口方便人员和物资的进出。

孔口通常通过切割制成，开孔口后会导致塔筒开孔区域强度降低，焊接会导致疲劳强度的降低，所以通常需要在开口处焊接比较厚的加强环来弥补因开口导致的强度降低。此处加强环通常是锻造或者卷制，厚度比普通筒体板材厚很多。

随着技术发展，机组功率越来越大，塔筒孔口尺寸也越来越大，同时对机组经济性要求也越来越高；因此需要设计经济合理的孔口。只是简单的增加加强环的尺寸不一定能保证孔口处的强度，需要增加筒体自身厚度，但整圈的增加板材厚度会增加很大成本。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种风力发电机组塔筒门洞筒体结构，该结构比传统塔筒在保证安全性的前提下节省材料，降低投资成本。

实现本发明的技术方案是：一种风力发电机组塔筒门洞筒体结构，其特征在于：包括塔筒门洞壁段，所述塔筒门洞壁段由常规壁厚弧形板材和增加壁厚弧形板材拼接，所述增加壁厚弧形板材的厚度大于常规壁厚弧形板材厚度；所述塔筒门洞开在增加壁厚弧形板材上；所述塔筒门洞壁段为一段以上，各段组合形成完整塔筒门洞；所述塔筒门洞壁段在上下两壁段的常规壁厚弧形板材和增加壁厚弧形板材拼接缝相互错开，避免出现十字形。

所述常规壁厚弧形板材和增加壁厚弧形板材拼接为焊接。

所述塔筒门洞壁段为两段时，分别为门洞上部壁段和门洞下部壁段。

所述门洞上部壁段由开有门洞上部孔洞的增加壁厚弧形板材与常规壁厚弧形板材拼接。

所述门洞下部壁段由开有门洞下部孔洞的增加壁厚弧形板材与常规壁厚弧形板材拼接。

所述塔筒门洞壁段为两段以上时，分别为门洞上部壁段、门洞下部壁段和若干门洞中部壁段；所述门洞中部壁段在门洞上部壁段、门洞下部壁段之间。

所述门洞中部壁段由两块形成门洞中部孔洞的增加壁厚弧形板材与常规壁厚弧形板材拼接。

所述增加壁厚弧形板材的厚度为常规壁厚弧形板材厚度的1.5～2倍。

所述塔筒门洞安装有门框加强环。

本发明的有益效果是：

1、风力发电机塔筒门洞区域局部加强结构，门框区域板材增厚弥补了因开门洞导致强度降低；

2、加厚区域板材接缝相互错开，避免在焊接中出现十字焊缝，而避免焊缝缺陷风险；

3、比传统塔筒在保证安全性的前提下节省材料，降低投资成本。

附图说明

图1为大型风力发电机组结构示意图；

图2为本发明实施例1塔筒门洞结构示意图；

图3为本发明实施例1从顶部看到的通过加厚壁段的塔筒部分结构示意图；

图4为本发明实施例2塔筒门洞结构示意图。

图中标号：1—叶片，2—风轮，3—机舱，4—塔筒，5—基础，6—上法兰，7—门洞上部壁段，8—门洞下部壁段，9—增加壁厚弧形板材，10—常规壁厚弧形板材，11—焊缝，12—塔筒门洞，13—门框加强环，14—无门洞壁段，15—下法兰，16—门洞中部壁段，17—门洞上部孔洞，18—门洞中部孔洞，19—门洞下部孔洞。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，大型风力发电机组整机，此风力发电机组包括塔筒4安装在专用基础5上；在塔筒4顶部安装机舱3；在机舱3转轴上安装风轮2；在风轮2上安装叶片1。

图2示出一种风力发电机组塔筒门洞筒体结构，用于人或物质进出塔筒，所述塔筒门洞12在风力发电机组塔筒上法兰6以下部份，包括塔筒门洞壁段，所述塔筒门洞壁段由常规壁厚弧形板材10和增加壁厚弧形板材9拼接，所述增加壁厚弧形板材9的厚度大于常规壁厚弧形板材10厚度；所述增加壁厚弧形板材的9厚度为常规壁厚弧形板材10厚度的1.5～2倍。所述塔筒门洞12开在增加壁厚弧形板材9上；所述塔筒门洞壁段为两段，即分别为门洞上部壁段7和门洞下部壁段8，组合形成完整塔筒门洞12；所述塔筒门洞壁段在上下两壁段的常规壁厚弧形板材10和增加壁厚弧形板材9拼接焊缝11相互错开，避免出现十字形。塔筒门洞12还有加强环来补偿孔洞带来的强度损失。在上法兰6与塔筒门洞壁段之间有若干无门洞壁段14。塔筒门洞壁段下部通过无门洞壁段14连接下法兰15。

本风力发电机组塔筒门洞筒体结构的制作过程是：制作门洞上部壁段7，先卷制增加壁厚弧形板材9和常规壁厚弧形板材10，再把增加壁厚弧形板材9和常规壁厚弧形板材10焊接到一起；或者先把增加壁厚弧形板材9和常规壁厚弧形板材10焊接在一起进行卷制。在增加壁厚弧形板材9上开圆弧在上的门洞上部孔洞17。同样的，制作门洞下部壁段8，先卷制常规壁厚弧形板材10和增加壁厚弧形板材9，再把常规壁厚弧形板材10和增加壁厚弧形板材9焊接到一起，或者先把常规壁厚弧形板材10和增加壁厚弧形板材9焊接再一起进行卷制，在增加壁厚弧形板材9上开圆弧在下的门洞下部孔洞19。再把门洞上部壁段7和门洞下部壁段8按照形成完整门洞的方式焊接在一起，最后把门框加强环13焊接到形成门洞的筒体上。

图3示出的是图2门洞中部的剖视图，该部分增加壁厚弧形板材9厚度比常规壁厚弧形板材10厚。

实施例2

如图4所示，所述塔筒门洞壁段为三段，即分别为门洞上部壁段7、门洞下部壁段8和门洞中部壁段16；所述门洞中部壁段16由两块形成门洞中部孔洞18的增加壁厚弧形板材9与常规壁厚弧形板材10拼接。门洞中部壁段16在门洞上部壁段7、门洞下部壁段8之间，组合形成完整塔筒门洞12。其余与实施例1相同。

技术特征：

1.一种风力发电机组塔筒门洞筒体结构，其特征在于：包括塔筒门洞壁段，所述塔筒门洞壁段由常规壁厚弧形板材和增加壁厚弧形板材拼接，所述增加壁厚弧形板材的厚度大于常规壁厚弧形板材厚度；所述塔筒门洞开在增加壁厚弧形板材上；所述塔筒门洞壁段为一段以上，各段组合形成完整塔筒门洞；所述塔筒门洞壁段在上下两壁段的常规壁厚弧形板材和增加壁厚弧形板材拼接缝相互错开，避免出现十字形。

2.根据权利要求1所述风力发电机组塔筒门洞筒体结构，其特征在于：所述常规壁厚弧形板材和增加壁厚弧形板材拼接为焊接。

3.根据权利要求1所述风力发电机组塔筒门洞筒体结构，其特征在于：所述塔筒门洞壁段为两段，分别为门洞上部壁段和门洞下部壁段。

4.根据权利要求3所述风力发电机组塔筒门洞筒体结构，其特征在于：所述门洞上部壁段由开有门洞上部孔洞的增加壁厚弧形板材与常规壁厚弧形板材拼接。

5.根据权利要求3所述风力发电机组塔筒门洞筒体结构，其特征在于：所述门洞下部壁段由开有门洞下部孔洞的增加壁厚弧形板材与常规壁厚弧形板材拼接。

6.根据权利要求1所述风力发电机组塔筒门洞筒体结构，其特征在于：所述塔筒门洞壁段为两段以上，分别为门洞上部壁段、门洞下部壁段和若干门洞中部壁段；所述门洞中部壁段在门洞上部壁段、门洞下部壁段之间。

7.根据权利要求6所述风力发电机组塔筒门洞筒体结构，其特征在于：所述门洞中部壁段由两块形成门洞中部孔洞的增加壁厚弧形板材与常规壁厚弧形板材拼接。

8.根据权利要求1、2、4、5或7之一所述风力发电机组塔筒门洞筒体结构，其特征在于：所述增加壁厚弧形板材的厚度为常规壁厚弧形板材厚度的1.5～2倍。

9.根据权利要求1所述风力发电机组塔筒门洞筒体结构，其特征在于：所述塔筒门洞安装有门框加强环。

技术总结
本发明公开了一种风力发电机组塔筒门洞筒体结构，其特征在于：包括塔筒门洞壁段，所述塔筒门洞壁段由常规壁厚弧形板材和增加壁厚弧形板材拼接，所述增加壁厚弧形板材的厚度大于常规壁厚弧形板材厚度；所述塔筒门洞开在增加壁厚弧形板材上；所述塔筒门洞壁段为一段以上，各段组合形成完整塔筒门洞；所述塔筒门洞壁段在上下两壁段的常规壁厚弧形板材和增加壁厚弧形板材拼接缝相互错开，避免出现十字形。该发明使塔筒门洞区域板材增厚来弥补因开门洞导致强度降低，比传统塔筒在保证安全性的前提下节省材料，降低投资成本。

技术研发人员：阳小林;孙仲泽;曾宇;龚学迸
受保护的技术使用者：东方电气风电有限公司
技术研发日：2020.04.20
技术公布日：2020.08.04