[發明專利]一種風力發電機塔架

無效

• 申請號: 201410168553.8
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103899499A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 許斌;牛家興
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及一種風力發電機塔架。

背景技術

風能是一種清潔能源，資源儲備量大，也是目前國內外重點開發的新能源型式之一。我國風力資源分布廣泛，在西北部、中部以及東部沿海地區都有很好的風力資源，故風力發電的發展前景相當廣闊。我國現階段廣泛使用水平軸風力發電機組，一般使用全鋼制塔架，基礎為鋼筋混凝土獨立擴展基礎，鋼制塔架通過預埋基礎環與基礎直接連接。

隨著塔架高度的增加，塔筒鋼板厚度隨著增加，鋼塔架的生產制造變得越發困難，道路運輸尺寸的限制不允許鋼制塔筒直徑進一步增大，目前國內使用的鋼制塔筒的直徑都限制在4.5米一下，這限制了全鋼制塔架結構在更大功率發電機上的應用。其次，鋼制塔架結構力學性能也存在不足，其剛度小，在風作用下塔頂變形大，振幅大，給維護帶來極大困難，直接造價和運行維護費用高。特別是在山區建設風場時，全鋼制塔筒的運輸越發困難、危險性高，而且為了運輸直徑大、長度長而重量大的全鋼塔筒需要建設專門的上山道路，大大提高了建設成本，而且修建道路直接破壞環境。傳統全鋼制塔筒結構的力學性能不足、直接成本和間接成本高，以及建設過程的風險大、維護成本高以及使用年限較短等大大限制了其在山區風場建設中的應用，也難以滿足風力發電機單機裝機容量向著大型化的發展要求。最后，目前廣泛使用的傳統基礎環埋入式獨立擴展基礎受力性能與經濟性不佳。該種基礎與上部鋼制塔筒的連接通過埋入式基礎法蘭來實現，便于標準化，施工較為簡便，當風機功率較小而基礎底板懸挑長度較小時,?此基礎型式較合理。但其傳力機理復雜，塔筒底部截面剛度和強度在基礎頂面出現突變，應力集中明顯，容易導致脆性破壞，耐久性差，其豎向承載力有余但抗傾覆和抗彎性能不佳。而且在大偏心荷載作用下，基礎邊緣與地基的脫開面積常起控制作用，特別是對于大功率風機而言，這種基礎的懸挑長度太大，經濟性變差。必須開發新型的風電塔架結構體系，降低直接造價、降低維護費用、降低道路建設成本、提高結構性能和安全性。

授權實用新型《預應力混凝土鋼結構復合風電塔架》（授權公告號：CN201962693U）提出了一種預應力混凝土鋼結構復合風電塔架，在現澆混凝土基礎上通過預埋基礎鋼制法蘭以及高強螺栓與下部混凝土塔段連接，混凝土塔段之間、混凝土塔段與上部鋼制塔段之間也是通過鋼制法蘭以及高強螺栓連接。該實用新型專利的混凝土塔段采用預制預應力混凝土構件，在塔筒豎直方向沒有施加貫通的預應力，僅是預制混凝土塔段在預制時存在預應力。由于螺栓無法傳遞預應力，這種方式導致預應力沒有在混凝土段連續施加。混凝土塔筒在風機的大彎矩作用下容易開裂，對實用性和混凝土段塔筒的耐久性帶來負面影響。

授權實用新型《一種混凝土-鋼結構復合風電塔架》（授權公告號：CN202031370U）公開一種混凝土-鋼結構復合風電塔架，包括基座和塔體，其特征在于：所述基座為中空圓盤狀結構，其上端預埋有鋼制法蘭；所述塔體為錐筒形結構，塔體分成多個塔段，塔段包括混凝土塔段和鋼制塔段，塔段的兩端預埋有鋼制法蘭，鋼制法蘭埋入混凝土塔段和基座的部分預設加強鋼筋；鋼制法蘭與塔體空腔對應的圓周位置均勻布置有連接孔；基座與塔體及相鄰兩塔段的鋼制法蘭的連接孔對正，高強螺栓貫穿連接孔且兩端利用螺母固定。該實用新型中混凝土塔段為普通鋼筋混凝土結構，沒有在混凝土塔段整體施加預應力，混凝土塔筒在風機的大彎矩作用下容易開裂，對實用性和混凝土段塔筒的耐久性帶來負面影響。?

實用新型《體外預應力鋼-混凝土風電塔架》（授權公告號：CN202493386U）公開一種體外預應力鋼-混凝土風電塔架，包括混凝土段和鋼結構段，以及連接二者的過渡段，所述過渡段包括混凝土過渡段和鋼結構過渡段；塔架按照混凝土段、過渡混凝土段、過渡鋼結構段、鋼結構段依序連接；且所述過渡鋼結構段和所述過渡混凝土段通過雙頭螺栓連接。該風電塔架的過渡段之間雙頭螺栓連接。該實用新型中的混凝土段以及混凝土過渡段均為預制，現場吊裝安裝。

授權實用新型《體內預應力鋼-混凝土風電塔架》（授權公告號：CN202500731U）公開一種體內預應力鋼-混凝土風電塔架，包括混凝土段和鋼結構段，以及連接二者的過渡段，所述過渡段包括過渡混凝土段和鋼結構過渡段；按照混凝土段、過渡混凝土段、過渡鋼結構段、鋼結構段依序連接；所述過渡鋼結構段和所述過渡混凝土段雙頭螺栓連接，同時還通過鋼絞線連接，所述鋼絞線連接所述過渡鋼結構段，并貫穿所述過渡混凝土段和混凝土段內部設置的鋼絞線埋管且張拉固定于塔架基礎內部。該風電塔架的過渡段之間通過鋼絞線連接以及雙頭螺栓連接。該實用新型中的混凝土段以及混凝土過渡段均為預制，現場吊裝安裝。