[發(fā)明專利]一種風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)電機(jī)組圓形塔架門洞結(jié)構(gòu)及制造方法

在審

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• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112648148A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周昳鳴;郭小江;閆姝;張波;管春雨;吳凱;陶偉;徐琪;劉溟江;索中舉;彭泳江;王銘澤
• 申請（專利權(quán)）人: 華能國際電力股份有限公司江蘇清潔能源分公司;中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司;華能鹽城大豐新能源發(fā)電有限責(zé)任公司;華能海上風(fēng)電科學(xué)技術(shù)研究有限公司
• 主分類號: F03D13/20
• 分類號: F03D13/20;F03D80/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發(fā)明公開一種風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)電機(jī)組圓形塔架門洞結(jié)構(gòu)及制造方法，風(fēng)電機(jī)組圓形塔架門洞結(jié)構(gòu)底段塔架包括部分圓弧段鋼板：一段第一圓弧段鋼板、兩段第二圓弧段鋼板、兩段第三圓弧段鋼板以及一段第四圓弧段鋼板；門洞開設(shè)在第一圓弧段鋼板上，兩段第二圓弧段鋼板關(guān)于門洞豎直中心線對稱，兩段第三圓弧段鋼板關(guān)于門洞豎直中心線對稱，相鄰兩段圓弧段鋼板焊接，第一圓弧段鋼板的厚度大于第二圓弧段鋼板的厚度、第二圓弧段鋼板的厚度大于第三圓弧段鋼板厚度，第三圓弧段鋼板厚度大于第四圓弧段鋼板；在沒有顯著增加工藝復(fù)雜程度的同時，在現(xiàn)有技術(shù)水平下能實(shí)現(xiàn)加工，滿足門洞附近疲勞強(qiáng)度，減小塔架壁厚并降低塔架質(zhì)量；節(jié)省風(fēng)電機(jī)組塔架制造成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電鋼制塔架設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)電機(jī)組圓形塔架門洞結(jié)構(gòu)及制造方法。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架底部的門洞是運(yùn)維人員和塔架內(nèi)電氣設(shè)備出入風(fēng)機(jī)的主要通道(參考圖1)。如圖2所示，在塔架門洞附近會出現(xiàn)局部應(yīng)力增大的現(xiàn)象。應(yīng)力集中現(xiàn)象容易導(dǎo)致鋼材出現(xiàn)疲勞裂紋，從而使得整個塔架結(jié)構(gòu)失效。

因此，風(fēng)電行業(yè)中的通常做法是對門洞所在的塔架底段的主體壁厚進(jìn)行加厚，以達(dá)到疲勞強(qiáng)度的要求。但是，由于風(fēng)電塔架門洞的高度較高，底段直徑較大，因此增加壁厚使得底段的塔架質(zhì)量急劇提高，增加了成本。舉例來說：以6MW機(jī)組為例，底段門洞高度5m左右，底段的塔架高度為10m，直徑為7m。如表1所示，若底段塔架不開設(shè)門洞，則塔架壁厚為20mm，底段塔架質(zhì)量為24.10t；若底段開設(shè)門洞，則塔架壁厚需加厚到50mm，此時底段塔架質(zhì)量為59.99t，相比底段不設(shè)開門洞增加了35.89t。

表1

在設(shè)計風(fēng)電機(jī)組門洞所在的底段塔架時，一種方法是盡量優(yōu)化門洞的形狀，減小應(yīng)力集中系數(shù)，以達(dá)到減輕塔架質(zhì)量的目的。由于門洞的形狀一般都為標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，若采用新型設(shè)計可能會增加工藝成本，導(dǎo)致單位重量的塔架造價升高，最后并不能真正起到降低成本的目的。因此，另一種方法是僅對門洞附近和應(yīng)力集中現(xiàn)象較明顯的地方采用開設(shè)門洞的壁厚值；對遠(yuǎn)離門洞和應(yīng)力集中現(xiàn)象不明顯的部分仍然采用不開門洞的壁厚值。

考慮到開設(shè)門洞和不開設(shè)門洞的塔架主體壁厚值相差較大，因此需要設(shè)計一種能夠在現(xiàn)有工藝水平下既滿足門洞附近疲勞強(qiáng)度，又能夠減小塔架壁厚并減輕塔架質(zhì)量門洞及制造方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)電機(jī)組圓形塔架門洞結(jié)構(gòu)及制造方法，既滿足門洞附近疲勞強(qiáng)度，又能夠減小塔架壁厚并減輕塔架質(zhì)量。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種風(fēng)電機(jī)組圓形塔架門洞結(jié)構(gòu)，底段塔架包括部分圓弧段鋼板：一段第一圓弧段鋼板、兩段第二圓弧段鋼板、兩段第三圓弧段鋼板以及一段第四圓弧段鋼板；門洞開設(shè)在第一圓弧段鋼板上，兩段第二圓弧段鋼板關(guān)于門洞豎直中心線對稱，兩段第三圓弧段鋼板關(guān)于門洞豎直中心線對稱，相鄰兩段圓弧段鋼板焊接，第一圓弧段鋼板的厚度大于第二圓弧段鋼板的厚度、第二圓弧段鋼板的厚度大于第三圓弧段鋼板厚度，第三圓弧段鋼板厚度大于第四圓弧段鋼板。

相鄰兩塊鋼板焊縫處，較厚的一塊鋼板沿焊縫設(shè)置不大于1:4的斜度削邊。

第一圓弧段鋼板、第二圓弧段鋼板以及第三圓弧段鋼板的厚度沿其各自橫向逐漸變化。

第一圓弧段鋼板、第二圓弧段鋼板和第三圓弧段鋼板的寬度依次減小。