[發明專利]阻尼系統以及具有該阻尼系統的承載圍護結構

有效

• 申請號: 201810846009.2
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108894571B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 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: E04H12/00
• 分類號: E04H12/00;E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 11286 北京銘碩知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉奕晴;王兆賡

本發明提供了一種阻尼系統以及具有該阻尼系統的承載圍護結構。所述阻尼系統包括第一阻尼器、第二阻尼器、連接在所述第一阻尼器和第二阻尼器之間的流體輸送單元以及阻尼系統控制器，所述第一阻尼器和第二阻尼器中均容納有阻尼液，所述流體輸送單元根據所述阻尼系統控制器的控制將第一阻尼器中的阻尼液輸送給第二阻尼器，或者將第二阻尼器中的阻尼液輸送給第一阻尼器(10)。根據本發明的阻尼器能夠有效抑制承載維護結構的振動。

技術領域

本發明涉及承載圍護結構的振動抑制技術領域，更具體地講，涉及一種用于抑制承載圍護結構振動的阻尼器、阻尼系統以及具有該阻尼器或阻尼系統的承載圍護結構。

背景技術

風力發電機組是用于將風能轉換成電能的能量轉化裝置。通常，風力發電設備包括承載維護結構(例如，塔筒)、設置聯結在塔筒頂端的機艙、安裝在機艙中或機艙外的發電機、安裝在機艙頭部上風向的風輪機等。為了加工和運輸方便，塔筒通常是分段制造后運輸到安裝現場，在安裝現場將多段塔筒依次吊裝和固定連接，形成對機艙以及發電機組部件的支撐基礎之后，在塔筒頂端使塔筒與偏航系統連接，機艙與發電機對接，發電機或齒輪箱再與風輪機對接、連接。

這些安裝工序都是在對風電場的范圍較小的地域環境并對局部風不易精確預測的情況下展開施工的。在這個吊裝安裝過程會遇到大小變化不定的陣風或持續的小風。風繞流塔筒時，在塔筒表面形成的氣流邊界層距離前駐點100-125角度的尾流左右兩側容易產生成對的、交替排列的及旋轉方向相反的反對稱漩渦，即卡門渦街現象。漩渦以一定頻率脫離塔筒外表面，使塔筒受到橫風向的周期性脈動力作用，激發產生垂直于上風向的橫向振動。當漩渦的脫離頻率接近塔筒固有頻率時，持續作用后塔筒容易發生共振而被破壞。

圖1A示出了塔筒在上風向來流的作用下發生晃動的示例。如圖1A所示，當風速在預定范圍內時，會引起塔筒30的渦激振動，使得塔筒30產生順風向(F1)振動和橫風向(F3、F2)振動。

在風力發電機組的安裝過程中，現場吊裝進度、安裝工期明顯受到局部區域風況的限制。尤其是在塔筒安裝到上端的幾節塔筒段的情況下，塔筒振動幅度增大，塔筒與偏航裝置，塔筒與機艙、機艙與發電機、葉輪的對接時螺栓聯結困難，無法實現安全、準確的聯接。

在風力發電機組的運行過程中，塔筒晃動也會對塔筒本身以及塔筒基礎連接件帶來破壞和隱患。在風力發電機組的運行過程中，塔筒受到的載荷除了頂部大部件產生的重力和風輪旋轉產生的動載荷外，同時還要受到自然風氣動荷載的作用。風繞流塔筒表面時產生的渦街現象會引起使塔筒發生導致共振破壞的橫風向振動。風吹動葉輪旋轉時會對塔筒產生交變彎矩和交變作用力，這種由順風向產生的彎矩和力會成為塔筒發生破壞的主要原因，嚴重時會造成塔筒斷裂而發生傾覆。

如圖1B所示，現有技術借助圍繞塔筒設置螺旋絆線、螺旋肋片用來抑制塔筒30的表面發生旋渦的周期性脫落。螺旋絆線、或螺旋肋片40在不同的螺距布置時，有不同的橫風向振蕩抑制效果。螺旋線40的高度增加利于破壞渦街形成、破壞渦街發放的周期性，使渦街現象無法生成或使渦街發放更不規則，打破渦街發放的相關性、一致性，利于抑制渦激振動。

然而，在塔筒上纏繞或固定螺旋線的方式僅僅用在吊裝階段，并且螺旋線的特征參數(螺距、高度)、螺旋結構還沒有做到最佳，難以適應更寬風速范圍的變化。為做到適應空氣流的風速變化而變化，并且適用于長期運行，會帶來螺旋線制造成本、維護成本的大幅增加。

此外，螺旋絆線、螺旋肋片在塔筒表面的覆蓋率也會影響橫向振蕩抑制效果，覆蓋率達到(或超過)50％時，抑制橫向振動的效果達到最佳，同時螺旋線與空氣流的風致噪聲增加，對自然環境生物造成嚴重影響，尤其是對動物、鳥類生態環境物種造成聲波干擾、對生態環境造成破壞。

因此，需要提供一種不影響塔筒外觀、不增加塔筒的風阻、不對塔筒外部環境產生噪音，吊裝完畢可拆除從而回收反復使用，也可以固定在塔筒內部，在運行過程中使用的抑制振動的裝置。

發明內容