[實用新型]一種基于斜拉索-鋼梁自平衡體系的風電塔筒

有效

• 申請號: 201821795905.2
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN209398539U
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 王宇航;周緒紅;曹昀琦
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: F03D13/20
• 分類號: F03D13/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種基于斜拉索?鋼梁自平衡體系的風電塔筒，涉及風力發電技術領域。該體系包含風機、塔筒、斜拉索、聯系梁、拉索減振阻尼器、質量阻尼器、基礎。所述的斜拉索兩端分別錨固在塔筒與聯系梁上；所述的聯系梁與塔筒連接，端部與基礎連接；所述的塔筒頂部布置一臺風機，并布置質量阻尼器；所述的斜拉索上安裝拉索減振阻尼器。該塔筒通過布置斜拉索來減小塔身的彎矩，使塔筒主要承受豎向軸壓力，從而能充分利用材料的強度，減小塔筒截面尺寸。該塔筒構造簡單、豎向和整體穩定性好，是一種全新的風電塔筒結構形式。

技術領域

本實用新型涉及風力發電技術領域。

背景技術

隨著現代工業的快速發展，人類對能源的需求急劇增加，與此同時，能源安全和環境保護問題也日益引起人們的關注和憂慮，人們必須尋求和發展可以替代傳統化石燃料的其它新型能源。風能是一種無污染、可再生的清潔能源。與目前可利用的其他能源相比，風力發電具有建設周期短、造價低、可靠性高、運行維護簡單、實際占地面積小等優點。我國風能儲量十分豐富，因此，風電產業具有廣闊的開發利用前景。

風力發電機塔筒是風力發電機組主要的承重結構，它支承頂端的風機，并提供其所需的工作高度；同時底端與基礎連接，將自重及各種荷載傳遞給基礎。風力發電機塔筒的重量占整個風力發電機組總重約50％左右，其成本占整個機組制造成本的15％左右，由此可見降低風機塔筒成本對風力發電技術的推廣和應用具有重要意義。

目前常見的風力發電機塔筒可分為格構式塔架和錐筒型塔筒。格構式塔架主要優點為制造簡單、成本低、運輸方便，但其主要缺點為不美觀，通往塔頂的梯子不好安排，安全性差，并且組裝復雜，需要定時緊固螺栓，工作量大。錐筒型塔筒目前大量應用于大中型風力發電機組中，一般由若干段20～30米的鋼制錐筒用法蘭連接而成，整體呈圓臺狀，也稱圓臺式塔筒。這種結構的優點是剛性好，人員登塔安全，維護工作量少，便于安裝和調整。但缺點是成本較高。

隨著風力發電技術的發展，風力發電機的單機容量越來越大，使得葉片直徑和塔筒的高度體積都相應增加，作用于塔身的風荷載增大，這些因素導致塔底彎矩增大。為了滿足抗彎承載力要求，必須增大塔底直徑和壁厚。這不僅大幅增加了塔筒和基礎的成本，也使得運輸難度急劇增加。因此，為了解決傳統塔筒結構難以克服的問題，充分開發我國廣闊的風能資源，需要對風電塔筒結構在結構體系構成上進行優化。

實用新型內容

本實用新型綜合提出一種基于斜拉索-鋼梁自平衡體系的風電塔筒：通過布置斜拉索來降低塔身的彎矩，使塔筒主要承受豎向壓力，從而能充分利用材料的強度，減小塔筒截面尺寸。本實用新型提出的一種基于斜拉索-鋼梁自平衡體系的風電塔筒將斜拉索一端錨固于聯系梁上，塔筒與聯系梁連接形成自平衡體系，可提高整個體系的穩定性。本實用新型中斜拉索預應力由塔筒和聯系梁組成的自平衡體系承擔，不對地基產生拉力，降低了對地基承載力的要求。本實用新型提出的一種基于斜拉索-鋼梁自平衡體系的風電塔筒在斜拉索上布置拉索減振阻尼器，塔筒上布置質量阻尼器，可有效避免結構體系的振動，加強體系的穩定性。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于斜拉索-鋼梁自平衡體系的風電塔筒，該體系包含風機、塔筒、斜拉索、聯系梁、拉索減振阻尼器、質量阻尼器。所述的斜拉索兩端分別錨固在塔筒與聯系梁上；所述的聯系梁與塔筒底部連接，端部與基礎連接；所述的塔筒頂部布置一臺風機，并布置質量阻尼器；所述的斜拉索上安裝拉索減振阻尼器。

所述的斜拉索可為平行鋼絲索或鋼絞線索，采用抗拉強度大于1500MPa的超高強鋼材制作并在建造現場施加預應力，一端錨固在塔筒上，一端錨固在聯系梁上；所述的塔筒可為空鋼管或中空夾層鋼管混凝土。

所述的聯系梁可為工字鋼或其它截面形式的鋼梁；聯系梁端部通過帶螺紋的錨栓與基礎連接，錨栓下端帶抗拔螺帽。基礎中預留孔洞，用于放置錨栓，錨栓周圍裹覆快干高強微膨脹材料。