[發明專利]塔筒結構、海上風力發電機組及其安裝方法

有效

• 申請號: 201811622688.1
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109356797B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 王培顯;叢歐;郝華庚;馮玉江
• 申請（專利權）人: 北京天杉高科風電科技有限責任公司
• 主分類號: F03D13/25
• 分類號: F03D13/25;F03D13/10
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 張紅;金光軍

本發明提供一種塔筒結構、海上風力發電機組及其安裝方法。用于海上風力發電機組的塔筒結構包括從下到上依次安裝的塔筒基礎、混凝土塔筒段以及鋼制塔筒段，塔筒結構還包括：混凝土過渡段，混凝土過渡段安裝在混凝土塔筒段與塔筒基礎之間并具有截面積從上到下逐漸增大的筒狀，其中，混凝土過渡段具有非恒定曲率的曲線型母線并且混凝土過渡段的底部截面積為頂部截面積的2倍以上。通過采用根據本發明的塔筒結構，可在提供魯棒的支撐的同時顯著降低海上風電建設項目的塔筒結構的成本，并充分利用混凝土防水、防腐特性以提高塔筒結構的耐久性，從而保障海上風力發電機組安全、可靠及穩定地運行。

技術領域

本公開涉及風力發電領域，更具體地，涉及一種塔筒結構、海上風力發電機組以及安裝海上風力發電機組的方法。

背景技術

目前，海上風電發展已經進入了一個全新的時期。在已建成的海上風電場中，多使用單樁基礎、重力式基礎、導管架基礎及其他形式的基礎組合鋼制塔筒、混凝土塔筒或鋼混塔筒(包括鋼制塔筒段和混凝土塔筒段)作為支撐結構。這些塔筒結構安裝慢、海上作業時間長，這導致大型吊裝設備的使用費用升高，推高了單機組造價。此外，為了提高塔筒的使用壽命，還需要對塔筒進行防腐、防水處理，這進一步增加了單機組的造價成本。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種能夠降低塔筒結構的成本并且能夠提供穩定支撐的用于海上風力發電機組的塔筒結構。

根據本發明的一方面，用于海上風力發電機組的塔筒結構包括從下到上依次安裝的塔筒基礎、混凝土塔筒段以及鋼制塔筒段，該塔筒結構還包括：混凝土過渡段，混凝土過渡段安裝在混凝土塔筒段與塔筒基礎之間并具有截面積從上到下逐漸增大的筒狀，其中，混凝土過渡段具有非恒定曲率的曲線型母線并且混凝土過渡段的底部截面積為頂部截面積的2倍以上。

優選地，曲線型母線的曲率可從上到下逐漸增大或者先逐漸增大再逐漸減小。

優選地，混凝土過渡段的底部截面積可以為頂部截面積的6倍以下。

優選地，混凝土過渡段的截面可以為圓形，混凝土過渡段的頂部直徑可在8m到15m的范圍內，混凝土過渡段的底部直徑可在20m到35m的范圍內，混凝土過渡段的高度可在20m到40m的范圍內。

優選地，混凝土過渡段的截面可以為多邊形。

優選地，塔筒基礎的截面可以為圓形，塔筒基礎的直徑可在30m到45m的范圍內。

優選地，混凝土塔筒段的高度可占鋼制塔筒段和混凝土塔筒段的高度之和的30％～70％。

優選地，塔筒結構還可包括分布在混凝土過渡段的筒壁和混凝土塔筒段的筒壁中的預應力部，預應力部的上端可錨固在鋼制塔筒段的與混凝土塔筒段連接的位置處，預應力部的下端可錨固在塔筒基礎上。

優選地，預應力部可以為一體式預應力束，或者預應力部可包括第一預應力束和第二預應力束，第一預應力束的上端可錨固在鋼制塔筒段的與混凝土塔筒段連接的位置處，第二預應力束的下端可錨固在塔筒基礎上，并且第一預應力束的下端和第二預應力束的上端均錨固在混凝土過渡段的內表面上。

優選地，混凝土過渡段的與混凝土塔筒段連接的部分的壁厚可從上到下逐漸變薄，其中，混凝土塔筒段可以為預制式混凝土部件。

優選地，塔筒基礎可以為吸力筒基礎或重力式基礎。

根據本發明的另一方面，還提供一種包括如上所述的塔筒結構的海上風力發電機組。

根據本發明的又一方面，還提供一種安裝如上所述的海上風力發電機組的方法，該方法包括：在塔筒基礎上用混凝土澆筑混凝土過渡段；待混凝土過渡段的混凝土強度達到設計強度后，將塔筒基礎和混凝土過渡段拖入待泊區域；將混凝土塔筒段吊裝至混凝土過渡段上，同時調節塔筒基礎的排水量以達到平衡；將鋼制塔筒段吊裝至混凝土塔筒段上，同時調節塔筒基礎的排水量以達到平衡。