风电机组的分片塔筒及制造方法与流程

本发明涉及风力发电，具体而言涉及一种风电机组的分片塔筒及制造方法。

背景技术：

1、随着风力发电机组单机容量的不断增长，长叶片、大兆瓦机组应运而生，为此需要不断提高塔筒的高度，在成本控制及运输条件的限制下，柔性钢塔(柔塔)、混凝土塔筒(混塔)、桁架结构塔架、斜拉索结构塔架、分片式塔架等各种高塔筒技术解决方案层出不穷。其中，桁架结构塔架安装效率低下，且内部电器元件暴露于外部空气，易受天气等因素影响，塔架防腐和螺栓安装均有很大的困难；混塔需要在现场搭建厂房，且质量控制方面要求较高；拉索塔则整个风机行业应用较少，在抵抗大荷载能力方面还有待验证。设计一款既能满足较高的轮毂高度，又能更加轻量化、更加安全可靠的塔筒迫在眉睫。另外亟需解决的是运输问题，陆上风电机组受限于载荷的要求，塔筒高度越高，要求直径越大，但是运输的要求严格限制塔筒直径尺寸，直径超过4.5m就需要做严格的路勘，否则会出现生产的塔筒运输不到现场的问题，因此塔筒分片势在必行。目前已有的塔筒分片方案采用竖向法兰横向螺栓连接，包括法兰面直接接触和法兰面留有空隙并填充其他材料两种方案。由于塔筒分片会造成塔筒整体刚度下降，因此在避免成本过高的前提下提高塔筒片的单片刚度和塔筒片之间的连接可靠性是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、在
技术实现要素：
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、为了至少部分地解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供了一种风电机组的分片塔筒，包括沿塔筒轴线方向彼此层叠设置且相互连接的多个塔筒段，每个塔筒段包括沿塔筒轴线方向分割的多个塔筒片，每个塔筒片的内壁两侧分别设置竖向法兰和多个横向连接板，所述竖向法兰沿塔筒轴线方向焊接至塔筒片内壁，所述多个横向连接板沿塔筒轴线方向等间隔地焊接至所述竖向法兰和塔筒片内壁并且延伸至塔筒片的分割面以外，每个横向连接板均设置中心线与塔筒轴线平行的多个螺栓孔，焊接至塔筒片的其中一个竖向法兰的各横向连接板的上端面分别与焊接至该塔筒片的另一个竖向法兰的各横向连接板的下端面齐平，使得相邻的塔筒片的相连一侧的各横向连接板一一对应地彼此端面接合并且所述多个螺栓孔彼此对齐，以通过竖向螺栓将相邻的塔筒片的相互接合的各对横向连接板相连接。

3、进一步地，所述横向连接板的焊接至塔筒片内壁的侧边呈与所述塔筒片内壁的轮廓相匹配的弧形。

4、进一步地，所述横向连接板的焊接至所述竖向法兰的侧边与焊接至塔筒片内壁的侧边之间设置圆角。

5、进一步地，所述横向连接板包括位于其所在的塔筒片的分割面以内的第一部段和位于其所在的塔筒片的分割面以外的第二部段，所述多个螺栓孔分别位于所述第一部段和所述第二部段。

6、进一步地，所述第一部段的焊接至塔筒片内壁的侧边与所述第二部段的面向塔筒片内壁的侧边之间设置圆角，使得所述第二部段的面向塔筒片内壁的侧边与塔筒片内壁之间间隔开一定距离。

7、进一步地，所述第一部段的焊接至塔筒片内壁的侧边在延伸至距离塔筒片的分割面一定距离处终止并且与所述第二部段的面向塔筒片内壁的侧边之间通过所述圆角过渡。

8、进一步地，所述横向连接板的径向尺寸大于所述竖向法兰的径向尺寸。

9、进一步地，每个塔筒片的横向连接板延伸至与相邻塔筒片的竖向法兰邻近但不接触的位置。

10、进一步地，相邻的两对相互接合的横向连接板之间的间隔距离小于其各自所在的两个竖向法兰之间的间隔距离。

11、本发明还提供一种上述分片塔筒的制造方法，所述方法包括：

12、焊接竖向法兰，在塔筒段内壁沿塔筒段的轴线方向焊接多个竖向法兰，各竖向法兰自塔筒段的上端部延伸至下端部，每个竖向法兰与相邻的较近竖向法兰之间相距第一距离d，且每个竖向法兰与相邻的较远竖向法兰之间相距第二距离d，所述第一距离d小于所述第二距离d；

13、将塔筒段分片，在各竖向法兰与相邻的较近竖向法兰之间沿塔筒段的轴线方向分割塔筒段，使得分割面与两侧相邻的竖向法兰之间的距离均为d/2，以形成形状、尺寸均相同的多个塔筒片；

14、焊接横向连接板，将多个横向连接板相等间隔且彼此平行地焊接至各竖向法兰的靠近分割面的端面和塔筒片内壁，使得焊接至塔筒片的其中一个竖向法兰的各横向连接板的上端面分别与焊接至该塔筒片的另一个竖向法兰的各横向连接板的下端面齐平，并且各个横向连接板的端面与竖向法兰的端面垂直；

15、将塔筒片连接成塔筒段，分别使各塔筒片的分割面与相邻塔筒片的对应的分割面相抵接，并且相互抵接的塔筒片的各自的横向连接板一一对应地彼此端面接合且相互接合的横向连接板的螺栓孔彼此对齐，通过竖向螺栓将相互接合的各对横向连接板相连接，以形成塔筒段。

16、本发明的分片塔筒通过设置竖向法兰，能够起到加强筋的作用，提高塔筒的抗屈曲能力，提高风电机组的可靠性。在此基础上，通过将多个横向连接板分别焊接在竖向法兰和塔筒片内壁上，一方面，多个横向连接板与竖向法兰共同起到加强筋的作用，从而提高单个塔筒片的刚度；另一方面，在竖向法兰与塔筒片内壁之间形成竖向焊缝的基础上，增加横向连接板与塔筒片内壁之间的多条横向焊缝，从而加强包括竖向法兰和横向连接板在内的连接组件与塔筒片之间的连接强度。进一步地，结合风电机组塔筒的受力情况，与横向螺栓相比，采用竖向螺栓连接能够提高螺栓连接强度，从而提高塔筒片之间的连接可靠性。

技术特征：

1.一种风电机组的分片塔筒，其特征在于，包括沿塔筒轴线方向彼此层叠设置且相互连接的多个塔筒段，每个塔筒段包括沿塔筒轴线方向分割的多个塔筒片，每个塔筒片的内壁两侧分别设置竖向法兰和多个横向连接板，所述竖向法兰沿塔筒轴线方向焊接至塔筒片内壁，所述多个横向连接板沿塔筒轴线方向等间隔地焊接至所述竖向法兰和塔筒片内壁并且延伸至塔筒片的分割面以外，每个横向连接板均设置中心线与塔筒轴线平行的多个螺栓孔，焊接至塔筒片的其中一个竖向法兰的各横向连接板的上端面分别与焊接至该塔筒片的另一个竖向法兰的各横向连接板的下端面齐平，使得相邻的塔筒片的相连一侧的各横向连接板一一对应地彼此端面接合并且所述多个螺栓孔彼此对齐，以通过竖向螺栓将相邻的塔筒片的相互接合的各对横向连接板相连接。

2.根据权利要求1所述的分片塔筒，其特征在于，所述横向连接板的焊接至塔筒片内壁的侧边呈与所述塔筒片内壁的轮廓相匹配的弧形。

3.根据权利要求1所述的分片塔筒，其特征在于，所述横向连接板的焊接至所述竖向法兰的侧边与焊接至塔筒片内壁的侧边之间设置圆角。

4.根据权利要求1所述的分片塔筒，其特征在于，所述横向连接板包括位于其所在的塔筒片的分割面以内的第一部段和位于其所在的塔筒片的分割面以外的第二部段，所述多个螺栓孔分别位于所述第一部段和所述第二部段。

5.根据权利要求4所述的分片塔筒，其特征在于，所述第一部段的焊接至塔筒片内壁的侧边与所述第二部段的面向塔筒片内壁的侧边之间设置圆角，使得所述第二部段的面向塔筒片内壁的侧边与塔筒片内壁之间间隔开一定距离。

6.根据权利要求5所述的分片塔筒，其特征在于，所述第一部段的焊接至塔筒片内壁的侧边在延伸至距离塔筒片的分割面一定距离处终止并且与所述第二部段的面向塔筒片内壁的侧边之间通过所述圆角过渡。

7.根据权利要求1所述的分片塔筒，其特征在于，所述横向连接板的径向尺寸大于所述竖向法兰的径向尺寸。

8.根据权利要求1所述的分片塔筒，其特征在于，每个塔筒片的横向连接板延伸至与相邻塔筒片的竖向法兰邻近但不接触的位置。

9.根据权利要求1-8任一项所述的分片塔筒，其特征在于，相邻的两对相互接合的横向连接板之间的间隔距离小于其各自所在的两个竖向法兰之间的间隔距离。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的分片塔筒的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

技术总结
本发明公开了一种风电机组的分片塔筒及其制造方法，该分片塔筒包括多个塔筒片，每个塔筒片的内壁两侧分别设置竖向法兰和多个横向连接板，多个横向连接板沿塔筒轴线方向等间隔地焊接至竖向法兰和塔筒片内壁并延伸至塔筒片的分割面以外，每个横向连接板均设置中心线与塔筒轴线平行的多个螺栓孔，相邻的塔筒片的相连一侧的各横向连接板一一对应地彼此端面接合并且多个螺栓孔彼此对齐，以通过竖向螺栓将相邻的塔筒片的相互接合的各对横向连接板相连接。本发明的分片塔筒通过设置竖向法兰和横向连接板，共同起到加强筋的作用，提高塔筒的抗屈曲能力和塔筒片刚度；采用竖向螺栓连接能够提高螺栓连接强度，从而提高塔筒片之间的连接可靠性。

技术研发人员：乔元,李芳芳,孙广,朱宏兵,程维,苗向文,田帅
受保护的技术使用者：华锐风电科技（集团）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15