[發(fā)明專利]一種風電機組塔架門洞局部加筋結構、塔架及加工方法

在審

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• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112761892A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 周昳鳴;王茂華;郭小江;李衛(wèi)東;劉鑫;閆姝;張波;曾崇濟;鄭楓;李華
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能鹽城大豐新能源發(fā)電有限責任公司;華能國際電力江蘇能源開發(fā)有限公司清潔能源分公司;華能海上風電科學技術研究有限公司
• 主分類號: F03D13/20
• 分類號: F03D13/20;B23P15/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發(fā)明公一種風電機組塔架門洞局部加筋結構、塔架及加工方法，在門洞周圍的塔筒內壁，以門洞為中心，布置n根橫向加強筋和m根縱向加強筋，加緊結構覆蓋的面積為2a₁·2b₁a₀是門洞寬度的一半，b₀是門洞高度的一半，a₁＞a₀，b₁＞b₀；對于本發(fā)明所述風電機組塔架門洞局部加筋結構的加工，首先將所述加筋結構與鋼板焊接，并釋放焊接應力后，再卷制塔筒，卷制之后再次釋放變形應力，或在塔筒卷制完成并開設門洞后，焊接加筋結構，加筋結構焊接完成后釋放焊接應力能夠在現(xiàn)有工藝水平下既滿足門洞附近疲勞強度，又能夠減小塔架壁厚并減輕塔架質量的局部加筋結構，有效降低風電機組的建設成本。

技術領域

本發(fā)明屬于風力發(fā)電鋼制塔架設計技術領域，具體涉及一種風電機組塔架門洞局部加筋結構、塔架及加工方法。

背景技術

風力發(fā)電機組塔架底部的門洞是運維人員和塔架內電氣設備出入風機的主要通道(參考圖1)。由于門洞附近會出現(xiàn)局部應力增大的現(xiàn)象。應力集中現(xiàn)象容易導致鋼材出現(xiàn)疲勞裂紋，從而使得整個塔架結構失效。

因此，風電行業(yè)中的通常做法是對門洞所在的塔架底段的主體壁厚進行加厚，以達到疲勞強度的要求。但是，由于風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量急劇提高，增加了成本。舉例來說：以6MW機組為例，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，若底段塔架不開設門洞，則塔架壁厚為20mm，底段塔架質量為24.10t；若底段開設門洞，則塔架壁厚需加厚到50mm，此時底段塔架質量為59.99t，相比底段不設開門洞增加了35.89t。

表1

在設計風電機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，減小應力集中系數(shù)，以達到減輕塔架質量的目的。由于門洞的形狀一般都為標準化設計，若采用新型設計可能會增加工藝成本，導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。

發(fā)明內容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種風電機組塔架門洞局部加筋結構，能夠在現(xiàn)有工藝水平下既滿足門洞附近疲勞強度，又能夠減小塔架壁厚并減輕塔架質量。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種風電機組塔架門洞局部加筋結構，在門洞周圍的塔筒內壁，以門洞為中心，布置n根橫向加強筋和m根縱向加強筋，加緊結構覆蓋的面積為2a₁·2b₁ a₀是門洞寬度的一半，b₀是門洞高度的一半，a₁＞a₀，b₁＞b₀。

橫向加強筋和縱向加強筋的橫截面為矩形、梯形、半圓形或半橢圓形。

橫向加強筋和縱向加強筋的截面為矩形時，長度為L，橫向加強筋寬度為t₁，縱向加強筋寬度t₂，橫向加強筋和縱向加強筋的寬度為和分布參數(shù)滿足下列要求：

橫向加強筋與風電機組塔架橫向角度α小于90°，縱向加強筋與風電機組塔架縱向角度β小于90°，橫向加強筋與縱向加強筋之間的夾角不大于90°。

橫向加強筋和縱向加強筋與門洞處鋼板一體成型。

橫向加強筋和縱向加強筋與塔筒內壁焊接連接。

門洞邊緣設置一周加強筋，所述加強筋連接橫向加強筋與縱向加強筋，所述加強筋的橫截面與橫向加強筋橫截面相同。

一種風電機組塔架，塔架中內壁上設置本發(fā)明所述塔架門洞局部加筋結構。