一种塔筒结构及风力发电机组的制作方法

本发明涉及风电，更具体地讲，涉及一种塔筒结构及风力发电机组。

背景技术：

1、风力发电机组塔筒作为风轮机舱的支撑结构，高度显著。近年来，塔筒高度越来越高，塔筒钢板壁厚越来越薄，导致风机运行安全风险增加。

2、现有技术中，对于塔筒有采用多组塔筒节同轴拼接方式或采用在塔筒内设置加强件来实现连接，上述虽然能够达到高度要求，然而所形成塔筒整体刚度、抗扭能力有所欠缺，安全性较低，在使用过程中极易出现安全事故。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，提供一种塔筒结构及风力发电机组，通过在相邻的两组筒节之间设置加强环件；本发明能够提高整个塔筒长段的刚度，提高安全性，有效的改善塔筒结构的疲劳性能；相比减少焊接应力集中，提升塔筒结构的周向及扭转刚度。

2、本发明解决技术问题所采用的解决方案是：

3、一方面：

4、一种塔筒结构，包括若干组同轴设置的筒节、用于连接相邻筒节且同轴连通的加强环件；两组相邻的筒节分别与加强环件两端的端面连接；

5、所述加强环件呈柱筒结构，包括一体成型且由上至下依次同轴设置的上筒安装段、加强段、以及与上筒安装段结构相同且对称设置的下筒安装段；所述加强段的内径小于上筒安装段的内径。

6、在一些可能的实施方式中，

7、所述上筒安装段和下筒安装状均呈圆柱状结构，且内部设置有柱状腔；

8、所述加强段呈圆环结构，所述上筒安装段和上筒安装段分别安装在加强段上且与加强段圆滑过渡，所述加强段的内径小于柱状腔的内径。

9、在一些可能的实施方式中，

10、所述上筒安装段、加强段、下筒安装段的外侧面在同一平面上；所述上筒安装段或下筒安装段的壁厚与其连接的筒节壁厚适配。

11、在一些可能的实施方式中，

12、所述上筒安装段或下筒安装段的壁厚由靠近其连接的筒节一端向靠近加强段一侧递增。

13、在一些可能的实施方式中，

14、所述上筒安装段和下筒安装段内分别设置有呈圆台状且与筒节同轴连通的腔室，所述腔室的小端设置在上筒安装段和下筒安装段相互靠近的一侧。

15、在一些可能的实施方式中，

16、所述上筒安装段、加强段、下筒安装段的外侧面在同一平面上；

17、所述加强段呈圆环状，其内径与腔室小端的内径一致。

18、在一些可能的实施方式中，

19、所述上筒安装段和下筒安装段的外侧面呈锥面结构，该锥面结构的小端设置在其远离加强段的一端。

20、在一些可能的实施方式中，

21、所述上筒安装段、加强段、下筒安装段依次连通且形成内径相同的柱状腔室；

22、所述上筒安装段和下筒安装段的外侧面呈锥面结构，该锥面结构的小端设置在其远离加强段的一侧。

23、在一些可能的实施方式中，

24、所述加强段包括两端分别与上筒安装段和下筒安装段连接的柱状连接段、安装在柱状连接端内的圆环状加强筋；

25、所述柱状连接段沿其轴向的长度大于圆环状加强筋的厚度，所述加强筋的厚度等于柱状连接段的壁厚。

26、另一方面：

27、本发明提供了一种风力发电机组，包括以上所述的塔筒结构。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果：

29、本发明通过设置在两组相邻的筒节之间且两端分别与两组相邻的筒节焊接形成一个整个；相比现有技术中采用将加强构件附着在塔筒的内侧的方式实现相邻筒节之间的连接，本发明将有效的提高塔筒结构周向及扭转刚度；减少焊接应力集中，有效的改善筒体疲劳性能。

技术特征：

1.一种塔筒结构，其特征在于，包括若干组同轴设置的筒节、用于连接相邻筒节且同轴连通的加强环件；两组相邻的筒节分别与加强环件两端的端面连接；

2.根据权利要求1所述的一种塔筒结构，其特征在于，所述上筒安装段和下筒安装状均呈圆柱状结构，且内部设置有柱状腔；

3.根据权利要求2所述的一种塔筒结构，其特征在于，所述上筒安装段、加强段、下筒安装段的外侧面在同一平面上；所述上筒安装段或下筒安装段的壁厚与其连接的筒节壁厚适配。

4.根据权利要求1所述的一种塔筒结构，其特征在于，所述上筒安装段或下筒安装段的壁厚由靠近其连接的筒节一端向靠近加强段一侧递增。

5.根据权利要求4所述的一种塔筒结构，其特征在于，所述上筒安装段和下筒安装段内分别设置有呈圆台状且与筒节同轴连通的腔室，所述腔室的小端设置在上筒安装段和下筒安装段相互靠近的一侧。

6.根据权利要求5所述的一种塔筒结构，其特征在于，所述上筒安装段、加强段、下筒安装段的外侧面在同一平面上；

7.根据权利要求6所述的一种塔筒结构，其特征在于，所述上筒安装段和下筒安装段的外侧面呈锥面结构，该锥面结构的小端设置在其远离加强段的一端。

8.根据权利要求4所述的一种塔筒结构，其特征在于，所述上筒安装段、加强段、下筒安装段依次连通且形成内径相同的柱状腔室；

9.根据权利要求6或7或8所述的一种塔筒结构，其特征在于，所述加强段包括两端分别与上筒安装段和下筒安装段连接的柱状连接段、安装在柱状连接端内的圆环状加强筋；

10.一种风力发电机组，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的塔筒结构。

技术总结
本发明涉及风电技术领域，具体公开了一种塔筒结构及风力发电机组，塔筒结构，包括若干组同轴设置的筒节、用于连接相邻筒节且同轴连通的加强环件；两组相邻的筒节分别与加强环件两端的端面连接；所述加强环件呈柱筒结构，包括一体成型且由上至下依次同轴设置的上筒安装段、加强段以及与上筒安装段结构相同且对称设置的下筒安装段；所述加强段的内径小于上筒安装段的内径。以及公开了基于该塔筒结构的风力发电机组；本发明能够提高整个塔筒长段的刚度，提高安全性，有效的改善塔筒结构的疲劳性能；减少焊接应力集中，提升塔筒结构的周向及扭转刚度。

技术研发人员：孙仲泽,李源,刘朝丰,曾志,马武福,罗雷,吉亮,曾宇,尹景勋,龚学进,蔡军喜,张冲,朱黎明,翟乾俊,万雄斌,兰成坤
受保护的技术使用者：东方电气风电股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13