專利名稱：一種鋼管混凝土風(fēng)機塔筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機塔筒，特別是涉及一種鋼管混凝土風(fēng)機塔筒。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人類對能源的需求量與日俱增。而風(fēng)能資源作為綠色能源，越來越受到關(guān)注，這是因為風(fēng)能具有巨大的優(yōu)越性:1、風(fēng)能蘊藏量大；2、風(fēng)能是可再生能源，取之不盡、用之不竭；3、風(fēng)能是沒有任何污染的清潔能源；4、風(fēng)電場建設(shè)周期短；
5、風(fēng)電場建成以后，運行費用低、維護工作量小。所以風(fēng)能資源豐富的國家都在加大風(fēng)力發(fā)電開發(fā)的力度。風(fēng)機塔筒作為風(fēng)電機組的重要組成部分，常用的有鋼質(zhì)塔筒、預(yù)應(yīng)力混凝土塔筒、鋼-混凝土混合式塔筒(其下部為混凝土結(jié)構(gòu)，上部為鋼質(zhì)塔筒)、格構(gòu)式塔筒或木質(zhì)塔筒結(jié)構(gòu)等，目前各國風(fēng)電開發(fā)中最常見的塔筒為鋼質(zhì)塔筒。風(fēng)機塔筒主要承受風(fēng)機輪轂處傳來的壓力和彎矩，在設(shè)計塔筒的過程中，要考慮塔筒的強度、剛度和穩(wěn)定性等，伴隨著風(fēng)機機組功率的增加，目前的方案主要是通過增大塔筒的直徑來提高塔筒的強度和剛度。伴隨著大功率風(fēng)機的開發(fā)，以及為了適應(yīng)不同的風(fēng)場條件，對塔筒輪轂高度的要求越來越高，塔筒的直徑也越來越大，如3MW風(fēng)機塔筒的底法蘭直徑達到4.5米，6MW風(fēng)機塔筒的底法蘭直徑達到了 6米。現(xiàn)有的鋼質(zhì)風(fēng)機塔筒，雖可提供足夠的強度和剛度，但是在實際使用時卻發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)中還存在有若干不足，未能達到最佳的使用效果，而其缺點可歸納如下:1、隨著更大功率的風(fēng)電機組對塔筒的要求，為了提高塔筒的強度和剛度，需要增大塔筒的直徑，而鋼結(jié)構(gòu)塔筒的直徑不可能無限制增大。2、大直徑塔筒的設(shè)計、建造、運輸及安裝技術(shù)難度較大，對連接法蘭的要求高，成本聞。由此可見，上述現(xiàn)有的風(fēng)機塔筒在結(jié)構(gòu)與使用上，仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創(chuàng)設(shè)一種既減小了塔筒的設(shè)計直徑，又能滿足強度和剛度的新型風(fēng)機塔筒，實屬當(dāng)前業(yè)界重要的研發(fā)內(nèi)容之一。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種鋼管混凝土風(fēng)機塔筒，使其在保證足夠的強度和剛度條件下可減小塔筒直徑，從而克服現(xiàn)有用于大功率風(fēng)電機組的鋼結(jié)構(gòu)塔筒直徑過大的問題。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種鋼管混凝土風(fēng)機塔筒，包括固定于風(fēng)機基礎(chǔ)環(huán)上的內(nèi)、外兩層鋼質(zhì)塔筒，所述兩層鋼質(zhì)塔筒之間為灌注的混凝土層。進一步地，所述內(nèi)、外兩層鋼質(zhì)塔筒為同心結(jié)構(gòu)。
進一步地，所述內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒分別與基礎(chǔ)環(huán)通過法蘭固定連接。[0014]進一步地，所述外層鋼質(zhì)塔筒為錐形筒體。進一步地，所述內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒為兩段以上，且相鄰兩段之間通過法蘭固定連接。進一步地，所述外層鋼質(zhì)塔筒的最底段為錐形筒體。進一步地，所述內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒均帶剪力鍵。進一步地，所述剪力鍵的形式為焊珠、貼腳焊扁鋼或貼腳焊圓鋼的結(jié)構(gòu)形式。進一步地，所述內(nèi)層鋼質(zhì)塔筒的內(nèi)壁上還安裝有梯子和/或休息平臺。由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型至少具有以下優(yōu)點:(1)由于采用了雙層鋼質(zhì)塔筒以及混凝土層結(jié)構(gòu)，內(nèi)外塔筒通過混凝土和鋼之間的化學(xué)吸附力粘結(jié)在一起，增強了塔筒的強度和剛度，很好的承擔(dān)了結(jié)構(gòu)的受力。由于雙層鋼質(zhì)塔筒以及混凝土層結(jié)構(gòu)共同承擔(dān)載荷，大大減小了塔筒的直徑，可以減少塔筒直徑20%-30%左右，同時也減少了塔筒底部連接法蘭的直徑以及塔筒的壁厚，利于運輸、安裝等，且節(jié)約成本。(2)由于內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒均帶剪力鍵，內(nèi)外塔筒可以通過剪力鍵跟混凝土之間的握裹力和摩阻力粘結(jié)在一起，進一步增強了塔筒的強度和剛度。(3)由于采用了雙層鋼質(zhì)塔筒以及混凝土層結(jié)構(gòu)，既減小了塔筒的設(shè)計直徑，又能滿足結(jié)構(gòu)的強度和剛度，可適用于大功率3MW-12MW陸上型、海上型風(fēng)力發(fā)電機組。(4)由于塔筒結(jié) 構(gòu)中采用了混凝土材料，取材方便、成本低廉，大大減少了建造塔筒的投資成本。

上述僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚地了解本實用新型的技術(shù)手段，
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。圖1是本實用新型的一種鋼管混凝土風(fēng)機塔筒的垂直向剖視結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1的A-A向剖視結(jié)構(gòu)圖。圖3是不同形式的剪力鍵的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參見圖1、圖2所示，本實用新型的一種鋼管混凝土風(fēng)機塔筒，包括固定于風(fēng)機基礎(chǔ)環(huán)I上的兩層鋼質(zhì)塔筒，即內(nèi)層鋼質(zhì)塔筒2和外層鋼質(zhì)塔筒3，兩層鋼質(zhì)塔筒之間為灌注的混凝土層4。兩層鋼質(zhì)塔筒可以為同心結(jié)構(gòu)，它們與基礎(chǔ)環(huán)I可以通過法蘭固定連接，也可通過焊接等其他方式固定連接。如圖1所示，所述內(nèi)層鋼質(zhì)塔筒2的下端固定有法蘭21，外層鋼質(zhì)塔筒3的下端固定有法蘭31，通過螺栓5分別固定連接在基礎(chǔ)環(huán)I上。內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒2、3可以為錐形筒體或者直筒結(jié)構(gòu)，為增加塔筒結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，外層鋼質(zhì)塔筒3優(yōu)選為錐形筒體。此外，內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒2、3還可以設(shè)置為兩段以上，且相鄰兩段之間通過法蘭固定連接。具體而言，當(dāng)為兩段以上塔筒時，可以通過上段塔筒的下端法蘭與相鄰下段塔筒的上端法蘭用螺栓或焊接的方式連接在一起，并在每段的內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒間均灌注混凝土。對應(yīng)地，為更好地受力，外層鋼質(zhì)塔筒的最底段優(yōu)選為錐形筒體，其他段的內(nèi)、外層鋼制塔筒可根據(jù)需要選擇錐形筒體或者直筒結(jié)構(gòu)。其中，兩層鋼質(zhì)塔筒的直徑及其每一段的長度都可以根據(jù)實際情況有所變化。參見圖1、3所示，內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒2、3還可以設(shè)置為帶剪力鍵6的鋼質(zhì)塔筒。所述的剪力鍵6可以選擇如圖3中(a) (b) (c)依次對應(yīng)所示的焊珠、貼腳焊扁鋼或貼腳焊圓鋼等不同形式。此外，在內(nèi)層鋼質(zhì)塔筒2的內(nèi)壁上還可增設(shè)梯子和/或休息平臺等附件。本實用新型的一種鋼管混凝土風(fēng)機塔筒，其內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒2、3和混凝土層4按照常規(guī)方式設(shè)計、建造即可。實施時，可以選擇如下方式:將基礎(chǔ)環(huán)I預(yù)埋在地面之下，材料運輸?shù)浆F(xiàn)場后，首先把內(nèi)層鋼質(zhì)塔筒2通過螺栓5和法蘭21連接到基礎(chǔ)環(huán)I上，然后把外層鋼質(zhì)塔筒3通過法蘭31和螺栓5連接到基礎(chǔ)環(huán)I上，再在內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒2、3之間的空隙灌注混凝土層4即可。通過這種組合結(jié)構(gòu)，利用混凝土和鋼之間的化學(xué)吸附力、握裹力和摩阻力粘結(jié)在一起，使混凝土層與內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒形成一個整體，共同承擔(dān)自結(jié)構(gòu)上部傳來的壓力和彎矩，從而在保證塔筒結(jié)構(gòu)的剛度和強度條件下減小塔筒的建造直徑。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本實用新型的保護范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種鋼管混凝土風(fēng)機塔筒，其特征在于:包括固定于風(fēng)機基礎(chǔ)環(huán)上的內(nèi)、外兩層鋼質(zhì)塔筒，所述兩層鋼質(zhì)塔筒之間為灌注的混凝土層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管混凝土風(fēng)機塔筒，其特征在于:所述內(nèi)、外兩層鋼質(zhì)塔筒為同心結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管混凝土風(fēng)機塔筒，其特征在于:所述內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒分別與基礎(chǔ)環(huán)通過法蘭固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管混凝土風(fēng)機塔筒，其特征在于:所述外層鋼質(zhì)塔筒為錐形筒體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管混凝土風(fēng)機塔筒，其特征在于:所述內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒為兩段以上，且相鄰兩段之間通過法蘭固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼管混凝土風(fēng)機塔筒，其特征在于:所述外層鋼質(zhì)塔筒的最底段為錐形筒體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的鋼管混凝土風(fēng)機塔筒，其特征在于:所述內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒均帶剪力鍵。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋼管混凝土風(fēng)機塔筒，其特征在于:所述剪力鍵的形式為焊珠、貼腳焊扁鋼或貼腳焊圓鋼的結(jié)構(gòu)形式。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋼管混凝土風(fēng)機塔筒，其特征在于:所述內(nèi)層鋼質(zhì)塔筒的內(nèi)壁上還安裝有梯子和/或·休息平臺。
專利摘要本實用新型公開了一種鋼管混凝土風(fēng)機塔筒，包括固定于風(fēng)機基礎(chǔ)環(huán)上的內(nèi)、外兩層鋼質(zhì)塔筒，所述兩層鋼質(zhì)塔筒之間為灌注的混凝土層。內(nèi)、外層鋼質(zhì)塔筒也可以設(shè)置為兩段以上，且相鄰兩段之間通過法蘭固定連接。本實用新型的一種鋼管混凝土風(fēng)機塔筒，通過采用雙層鋼質(zhì)塔筒和混凝土層的組合結(jié)構(gòu)，在保證塔筒的剛度和強度的同時，大大減小了塔筒的直徑，利于運輸和安裝，且采用的混凝土材料取材方便、成本低廉，大大減少了建造塔筒的投資成本。
文檔編號F03D11/00GK203098165SQ20132008611
公開日2013年7月31日 申請日期2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月26日
發(fā)明者吳永祥, 賈法勇, 李明輝, 王小虎, 蘇國卿 申請人:國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司