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CN103527424B - 风力发电机组预制混凝土塔架 - Google Patents

风力发电机组预制混凝土塔架 Download PDF

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CN103527424B CN201310511793.9A CN201310511793A CN103527424B CN 103527424 B CN103527424 B CN 103527424B CN 201310511793 A CN201310511793 A CN 201310511793A CN 103527424 B CN103527424 B CN 103527424B
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胥勇
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Abstract

本发明公开了一种风力发电机组塔架，所述塔架为由多节预制混凝土塔筒连接而成的筒状结构，所述塔架的内侧壁上包括支撑结构，所述支撑结构包括：多个支撑梁，一端固定在塔架的内侧壁上，另一端从塔架的内侧壁朝着塔架的中心延伸预定长度；圆弧梁，在水平方向上连接在多个圆弧支撑梁的所述另一端，其中，所述支撑结构布置在塔架的不同高度处。所述风力发电机组塔架能够支撑升降机用爬梯导轨和电缆，降低了生产成本和施工难度，并且保证了预应力锁具的正常工作。所述风力发电机组塔架能够支撑升降机用爬梯导轨和电缆，降低了生产成本和施工难度，并且保证了预应力锁具的正常工作。

Description

风力发电机组预制混凝土塔架
技术领域
本发明涉及风力发电机组塔架，更具体地讲，涉及风力发电机组的预制混凝土塔架的内部支撑结构。
背景技术
目前，风力发电机组越来越大型化，风力发电机组需要足够的高度来获取更多的风能，于是，用于支撑风力发电机组的塔架高度也越来越高。同时，随着叶轮直径的增大，风对叶轮的作用力也增大，因此，塔架筒体的直径也随之需要相应增大。
由于混凝土结构的塔架相对于过去的钢塔筒在制造成本、防腐性能、交通运输方面的优势，使得其在大型风力发电机组安装中的应用越来越多。随着预制混凝土塔架的应用得到了越来越多的推广，相应的，就需要一套系统能满足混凝土塔架风力发电机组功能需求，即，升降机用爬梯导轨以及电缆的支撑结构。
目前，为了适应预制混凝土塔架机组功能性的需要，在每一节混凝土段内像传统钢制塔架一样来设计升降机爬梯支撑结构和电缆支撑结构布局。然而，由于混凝土塔筒筒节浇铸的同时需要大量的预埋构件的铺设，对混凝土预制模具生产、加工工艺、寿命带来一定的负面作用，造价也随之上升。
此外，由于大量升降机爬梯支撑结构、电缆支撑结构需要在工厂车间预制、安装，对相关的精度要求比较高，造成施工难度大，生产效率低下；且内部支撑结构件数量、种类繁多，也会影响塔筒内侧壁的预应力锁具的安装施工。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有经济、施工简便、施工速度快的内部支撑结构的预制混凝土塔架。
将在接下来的描述中部分阐述本发明总体构思方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以通过对本发明总体构思的实施而得知。
本发明一方面提供了一种风力发电机组塔架，所述塔架为由多节预制混凝土塔筒连接而成的锥形结构，其特征在于，所述塔架的内侧壁上包括支撑结构，所述支撑结构包括：多个支撑梁，一端固定在塔架的内侧壁上，另一端从塔架的内侧壁朝着塔架的中心延伸预定长度；圆弧梁，在水平方向上连接在多个圆弧支撑梁的所述另一端，所述支撑结构布置在塔架的不同高度处，且沿着塔筒的内侧圆锥面的同一母线上下对齐。
在塔架的不同高度处沿圆周方向间隔设置有预应力锁具，所述多个支撑梁可沿着塔筒的同一圆周设置在预应力锁具之间，并以相同间隔隔开。
多个圆弧梁可位于同一圆锥面上。
支撑梁可通过螺栓连接或焊接方式固定在塔架的内侧壁上。
圆弧梁可通过螺栓连接或焊接方式固定在支撑梁上。
所述塔架还可包括固定安装在圆弧梁上的爬梯导轨。
所述的风电机组塔架还可包括固定安装在圆弧梁或支撑梁的电缆夹具。
本发明解决了风电机组混凝土塔架升降机爬梯和电缆支撑结构加工成本高、施工难度大、影响预应力锁锁具的正常工作的问题。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：
图1为示出根据本发明实施例的混凝土塔架的内部支撑结构的主视图；
图2为示出根据本发明实施例的预制混凝土塔架的内部支撑结构的俯视图，该内部支撑结构上安装有升降梯和电缆夹具；
图3为示出根据本发明实施例的预制混凝土塔筒内部支撑结构的俯视图的局部放大图；
图4A和图4B为沿着图3的A-A线截取的剖面图，其中，图4A为螺栓连接方式，图4B为焊接方式。
其中，10为风电机组塔架，30为塔筒的预应力锁具，40为风电机组塔架内部支撑结构的支撑梁，50为风电机组塔架内部支撑结构的圆弧梁，60为支撑在风电机组塔架内部支撑结构上的电缆夹具，70为安装在风电机组塔架 内部支撑结构上的爬梯，80为支撑在风电机组塔架内部支撑结构的升降梯。
具体实施方式
现在对本发明的实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同的部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。
图1为示出根据本发明实施例的混凝土塔架的内部支撑结构的主视图；图2为示出根据本发明实施例的预制混凝土塔筒的内部支撑结构的俯视图；图3为示出根据本发明实施例的预制混凝土塔筒的内部支撑结构的俯视图的局部放大图；图4A和图4B为预制混凝土塔筒内部结构沿着A-A剖分的剖面图，其中图4A为螺栓连接方式，图4B为焊接方式。
如图1至图3所示的风电机组塔架10由多节塔筒首尾顺次固定连接而成，各节塔筒具有预制混凝土结构，首尾顺次连接后可形成一个圆锥形塔架10，所述圆锥形塔架10具有内圆锥面和外圆锥面。在塔筒的内侧壁（即，内圆锥面）上设置有预应力锁具30，所述预应力锁具30从塔筒的内侧壁上突出出来，并具有使预应力绳索(或预应力筋)穿过的孔。如图2和图3所示，所述预应力锁具30沿着圆周方向间隔设置。在竖直方向上，当多节塔筒顺次固定连接形成圆锥形塔架10时，位于不同高度的预应力锁具30沿着塔筒的内圆锥面的母线方向对齐，使得在各个预应力绳索沿着内侧圆锥面的母线方向顺次穿过各个预应力锁具时能够确保同一预应力绳索沿着塔筒的同一母线方向，以平衡预应力绳筋在水平方向上的剪切力，避免预应力绳索在水平方向的移动。
为了避免内部支撑结构影响预应力锁具的安装施工，内部支撑结构需要避开预应力锁具。因此，支撑梁40设置在相邻的预应力锁具30之间，并在支撑梁40的端部固定连接圆弧梁50。通过在塔筒的不同高度处设置多层圆弧支撑梁40和圆弧梁50，可利用圆弧梁50作为升降机用爬梯导轨的支撑结构、电缆等的支撑结构，从而避免影响预应力锁具的安装施工。
如图2-图4所示，圆弧支撑梁40可为柱状，从塔筒的内侧壁沿着径向方向延伸，即，其一端固定连接在塔筒的内侧壁上，另一端固定连接在圆弧梁50上，圆弧支撑梁40指向塔筒的圆心方向。圆弧梁50固定安装在同一水平高度的相邻的多个圆弧支撑梁40的端部。作为示例，每个圆弧梁50可由 三个圆弧支撑梁40支撑，三个圆弧支撑梁40可分别连接在圆弧梁50的中部及两端。圆弧梁50可为圆弧形，更具体地说，圆弧梁50可以是圆的一段弧。圆弧梁50的外形直径可以随着高度方向的位置变化而调整，优选地，可通过调整支撑梁40的长度，使不同高度处的圆弧梁50可沿着塔架圆锥面的同一母线方向上下对齐。例如，可使不同高度处的多个圆弧梁50的中心线位于锥状塔架10的同一母线方向上。另外，可使多个圆弧梁位于同一锥面上。这样构造的圆弧梁形成的支撑结构能够使得升降机沿着直线路径升降。
此外，虽然在图2和图3中示出的为一段圆弧梁，但是，本发明不限于此，如图1所示，可以根据需要或安装情况在同一高度处设置多段圆弧梁。
为了保证圆弧梁的支撑强度，可以调整与圆弧梁连接的相邻的两根支撑梁与圆心方向的夹角α、β，例如，不大于40°。每两个相邻的支撑梁之间的夹角可以相同，也可以不同，可以根据预应力锁具的位置进行相应调整，即，多个圆弧支撑梁可以等间隔或不等间隔地设置。
如图4A和图4B所示，所述圆弧支撑梁40与塔筒内侧壁之间可采用螺栓连接或和焊接连接方式。如图4A所示，可在预制混凝土塔筒时，在塔筒内壁预埋连接构件，将圆弧支撑梁的一端制作成带有连接法兰，然后通过螺栓将圆弧支撑梁固定安装到塔筒内壁上。如图4B所示，也可以将圆弧支撑梁焊接在塔筒内壁上的预埋件上。另外，圆弧支撑梁40与圆弧梁50之间的连接，也可采用螺栓连接或焊接等方式。但是，本发明不局限与此。
根据本发明的技术方案，虽然在塔筒的内壁设置有预应力锁具，但是，通过在预应力锁具之间设置支撑梁，并在支撑梁上固定连接圆弧梁，可以避开预应力锁具来设置支撑结构。因此，通过在塔架的不同高度处设置支撑梁和圆弧梁，使不同高度处的圆弧梁上下对齐并位于同一锥面上，可以在塔筒的某一弧段处形成内部支撑结构，该支撑结构可以用来支撑升降机80的爬梯70、电缆夹具60等，从而解决内部支撑结构的问题。
由于支撑梁的长度以及圆弧梁的外形直径可以随着高度方向的位置变化而调整，因此，圆弧梁的结构形式能够很好地解决升降机沿着塔筒壁在高度方向上的上下移动，满足塔筒内部的特殊构造要求。
圆弧梁和支撑梁结构简单可靠，能够使预制混凝土塔筒模具的成本降低、使混凝土结构成本降低。通过利用支撑梁和圆弧梁形成塔筒的内部支撑结构，能够保证预应力锁具的正常工作，且能够降低加工成本，减少了现场安装的 施工难度，对安装工艺有一定优化作用。并且可保证预应力锁具30的正常工作。
虽然已经表示和描述了本发明的一些实施例，但是，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以在这些实施例中作出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种风力发电机组塔架，所述塔架为由多节预制混凝土塔筒连接而成的筒状结构，其特征在于，所述塔架的内侧壁上包括支撑结构，每个支撑结构包括：
多个支撑梁，呈柱状，一端固定在塔架的内侧壁上，另一端从塔架的内侧壁朝着塔架的中心延伸预定长度，其中，所述塔筒内壁中预埋有连接构件，所述一端连接到所述连接构件；
圆弧梁，在水平方向上连接在所述多个支撑梁的所述另一端，
其中，所述支撑结构布置在塔架的不同高度处，
其中，所述塔架为圆锥形，不同高度处的圆弧梁沿着塔筒的内侧圆锥面的同一母线上下对齐，
其中，在塔架的不同高度处沿圆周方向间隔设置有预应力锁具，所述多个支撑梁沿着塔筒的同一圆周设置在预应力锁具之间。
2.如权利要求1所述的风力发电机组塔架，其特征在于，多个圆弧梁位于与塔筒的圆锥面平行的同一圆锥面上。
3.如权利要求1-2中任一项所述的风力发电机组塔架，其特征在于，支撑梁通过螺栓连接或焊接方式固定在塔架的内侧壁上。
4.如权利要求1-2中任一项所述的风力发电机组塔架，其特征在于，圆弧梁通过螺栓连接或焊接方式固定在支撑梁上。
5.如权利要求1-2中任一项所述的风力发电机组塔架，其特征在于，所述塔架还包括固定安装在圆弧梁上的爬梯导轨。
6.如权利要求1-2中任一项所述的风力发电机组塔架，其特征在于，还包括固定安装在圆弧梁或支撑梁的电缆夹具。
7.如权利要求1-2中任一项所述的风力发电机组塔架，其特征在于，处于同一高度处的支撑梁沿着圆周方向以相等间隔设置。
8.如权利要求1-2中任一项所述的风力发电机组塔架，其特征在于，相邻两根支撑梁关于塔筒圆心的夹角≤40°。
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