[發明專利]抑制圍護結構振動的環繞體、設備、吊裝塔筒的方法

有效

• 申請號: 201710813635.7
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107461304B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 馬盛駿
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: F03D80/00
• 分類號: F03D80/00;F03D13/20;F03D13/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開一種抑制圍護結構振動的環繞體設備、環繞體以及吊裝圍護結構的方法，所述環繞體能夠環繞所述圍護結構，所述環繞體朝向所述圍護結構的內側外表面，設有能夠在上風向來流作用下擠壓所述圍護結構的若干彈性體，擠壓時，所述彈性體之間形成空氣流的縮放流道。縮放流道的氣流對上方圍護結構邊界層具有“吹氣”的功能，從而干擾上方繞流圍護結構壁的氣流，破壞此處的邊界層，抑制并破壞卡門渦街的形成。本方案充分利用自然力，在綠色環保的前提下，達到最佳的擾流破壞效果，抑制卡門渦街現象的發生，阻礙渦激振動的發生或是減小振動。

技術領域

本發明涉及風電技術領域，具體涉及一種抑制圍護結構振動的環繞體、設備、吊裝塔筒的方法。

背景技術

請參考圖1-1，圖1-1為風力發電裝備構成示意圖。

風力發電裝備的基礎為塔筒10，對整機起承載作用，起圍護作用，作為示例，以一個圓形截面塔筒10為例，塔筒10可以是鋼筒，也可以是鋼筒與混凝土塔筒的組合。塔筒10承載著風力發電裝備的機艙30、發電機、風輪機20。由塔筒10、風輪機20、機艙30與發電機組成的風力發電機組完成獲取風能并轉化成電能的任務。轉化成的電能經電力傳輸電纜40或電力輸送母排傳輸，圖中所示的電力傳輸電纜40從機艙30引出后由塔筒10頂部的電纜擋圈限位，電纜擋圈固定于電纜擋圈固定板50，然后經馬鞍面支架60后沿塔筒10的內壁垂下至變流柜70處。塔筒10的下端還設有塔架門80。

轉化獲得的電能經過風力發電機組的開關柜控制，借助電力傳輸電纜40或電力輸送母排導線輸運至完成電力電能變換任務的變流器(在變流柜70內)，再經過變流器處理后可獲得能與電網對接規則要求的電能。因此，風力發電裝備的塔筒10可以說是是風力發電的塔桿，在風力發電機組裝備中主要起支撐作用。

同時，塔筒10承載由機艙30、風輪機20、發電機產生的結構風荷載或由此引發的順風向振動和橫風向振動，即：風致結構振動問題。

請參考圖1-2，圖1-2為塔筒分段吊裝的示意圖。

塔筒10目前一般分段安裝，如圖2所示，從下至上依次為第一塔筒段11、第二塔筒段12、第三塔筒段13、第四塔筒段14、第五塔筒段15。風力發電裝備的安裝過程中，首先將第一塔筒段11安裝于塔筒10的地基基礎90上，然后其他塔筒段被逐段吊裝，在相互連接之后，塔筒10頂部(圖2中的第五塔筒段15)與機艙30的偏航系統連接，機艙30與發電機對接，發電機(或齒輪箱)再與風輪機20對接。

具體吊裝過程如下：

吊裝塔筒10前，先清潔與第一塔筒段11連接的地基基礎90的基礎環，把多根螺栓(如120根)螺紋處抹油后放在基礎環內圈處，同時將風力發電裝備的控制柜吊入到基礎環內；

對第一塔筒段11的上端安裝吊具，此處由主吊承擔對第一塔筒段11上端的吊起，也同時對第一塔筒段11的下端安裝吊具，此處由塔筒輔吊承擔吊起任務，兩吊車同時起吊，當第一塔筒段11的高度大于第一塔筒段11最大直徑后，主吊提升第一塔筒段11上端的高度，輔吊停下，當第一塔筒段11吊到垂直地面位置后把輔吊移開，卸掉第一塔筒段11下端的吊具；

將第一塔筒段11的法蘭面連接好后，把螺栓從下往上穿，帶好螺母后用電動扳手擰緊，至少對螺母實施擰緊3遍工序(等到整臺風力發電裝備吊裝工序完成后，再用力矩扳手對塔筒連接螺母實施擰緊到要求的力矩值)；

其余的塔筒段與第一塔筒段11吊裝過程相同，把最上段的塔筒段吊裝完畢后，準備吊裝機艙。

以上這些對接、連接的安裝工序都在對風電場小地域環境局部風不可預測的情況下開展施工。因此，在吊裝安裝過程中，常會遇到大小變化不定的陣風或持續的小風，而如上所述，這些陣風或持續風有可能對塔筒誘發振動，破壞圍護結構穩定、危及現場人身和設備的安全，推遲安裝工期。例如，吊裝第四塔筒段14后，第四塔筒段14存在振動，導致第五塔筒段15無法對準；甚至，緊固的螺栓可能會在震動作用下斷裂，從而危及安全。