一種風(fēng)力發(fā)電機組塔架及其螺旋型筒體結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種風(fēng)力發(fā)電機組塔架及其螺旋型筒體結(jié)構(gòu)，所述塔架包括支撐框架和塔筒，所述塔筒筒體由長條狀鋼板螺旋纏繞焊接而成，所述鋼板的上、下沿相互拼合形成傾斜焊縫。所述筒體結(jié)構(gòu)中將水平和豎直焊縫改為傾斜焊縫，焊縫受拉或受壓的分力減小，焊縫承受豎直作用力的能力增加，有利于保證整個風(fēng)力發(fā)電機組塔架的承載能力和穩(wěn)定性，便于在海上和陸上風(fēng)力發(fā)電機組的支撐結(jié)構(gòu)中推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種風(fēng)力發(fā)電機組塔架及其螺旋型筒體結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于清潔和可再生能源的【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及適用于海上和陸上風(fēng)力發(fā)電機組的支撐結(jié)構(gòu)，具體涉及一種風(fēng)力發(fā)電機組塔架及其螺旋型筒體結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機組塔架通常包括鋼結(jié)構(gòu)的支撐框架和塔筒，而塔筒通常分為多段，目前通常采用鋼板環(huán)繞并連續(xù)拼合焊接而成，在這種結(jié)構(gòu)中，各段塔筒間為橫向焊縫，焊縫為軸心受拉或受壓焊縫，且存在橫向焊縫與縱向焊縫的交叉節(jié)點，焊縫質(zhì)量難以控制，與焊接母材相比，焊縫質(zhì)量對塔筒承載能力影響很大，對焊接質(zhì)量要求高，鋼板焊接及質(zhì)量檢查成本高。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是針對上述問題，提供了一種新型的風(fēng)力發(fā)電機組塔架螺旋型筒體結(jié)構(gòu)。
[0004]本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]一種用于風(fēng)力發(fā)電機組塔架的螺旋型筒體結(jié)構(gòu)，所述筒體由長條狀鋼板螺旋纏繞焊接而成，所述鋼板的上、下沿相互拼合形成傾斜焊縫。該結(jié)構(gòu)的筒體將水平和豎直焊縫改為傾斜焊縫，焊縫受拉或受壓的分力減小，焊縫承受豎直作用力的能力增加，有利于保證整個風(fēng)力發(fā)電機組塔架的承載能力和穩(wěn)定性。
[0006]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述傾斜焊縫與塔筒軸線夾角為α，所述α滿足:0° < α <56.3°。夾角α優(yōu)選為42?48°，選擇該角度可以在制造成本的經(jīng)濟性和承載能力之間取得較好的平衡。
[0007]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體包括圓柱段和圓臺段。通過圓柱段和圓臺段配合設(shè)置有利于提高筒體的穩(wěn)定性。作為可選，所述筒體包括多個圓柱段和多個圓臺段。
[0008]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述圓柱段筒體采用等寬度的長條狀鋼板螺旋纏繞焊接而成，所述圓臺段筒體采用寬度逐漸收窄的長條狀楔形鋼板螺旋纏繞焊接而成。圓柱段筒體采用等寬度鋼板剪裁和纏繞拼接都十分方便，且裁剪邊角料少，節(jié)約鋼板?，F(xiàn)有技術(shù)中的圓臺段通常由扇形鋼板卷壓后焊接完成，扇形鋼板為圓弧邊界，切割后剩余板材很難繼續(xù)使用，板材的利用率低。本實用新型中圓臺段筒體采用寬度逐漸收窄的長條狀楔形鋼板便于螺旋纏繞拼接，相對于現(xiàn)有的圓臺段筒體結(jié)構(gòu)，無需將鋼板裁剪成扇形，鋼板利用率高。
[0009]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體由多個長條狀鋼板連續(xù)螺旋纏繞焊接而成。
[0010]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述長條狀鋼板的厚度從上到下逐漸增加，鋼板厚度從上到下依次增加有利于提高筒體的整體承載能力和穩(wěn)定性。作為可選，所述筒體分為多個螺旋纏繞段，構(gòu)成同一個螺旋纏繞段的鋼板厚度相等；不同螺旋纏繞段之間，鋼板的厚度從上到下逐漸增加，整個筒體的鋼板厚度從上到下呈階梯型增加。
[0011]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，相鄰的兩個所述長條狀鋼板首尾連接處的焊縫與所述傾斜焊縫垂直設(shè)置。此種結(jié)構(gòu)鋼板下料方便，但對垂直處焊縫加工難度相對較大，質(zhì)量要求高。
[0012]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，相鄰的兩個所述長條狀鋼板首尾連接處的焊縫水平設(shè)置。此種焊接方法對鋼板下料尺寸精度要求高，焊接操作相對方便。
[0013]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體包括多段，相鄰兩段之間通過法蘭連接。當(dāng)筒體高度較大使采用法蘭連接各段有利于進一步提高塔架和筒體的承載能力和穩(wěn)定性。
[0014]本實用新型還提供了一種風(fēng)力發(fā)電機組塔架，包括支撐框架和塔筒，所述塔筒具有本實用新型所述的螺旋型筒體結(jié)構(gòu)。
[0015]作為可選方式，所述風(fēng)力發(fā)電機組塔架包括多段，各段間通過法蘭連接。
[0016]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0017]本實用新型的有益效果:
[0018]本實用新型所述筒體結(jié)構(gòu)中將水平和豎直焊縫改為傾斜焊縫，焊縫受拉或受壓的分力減小，焊縫承受豎直作用力的能力增加，有利于保證整個風(fēng)力發(fā)電機組塔架的承載能力和穩(wěn)定性，便于在海上和陸上風(fēng)力發(fā)電機組的支撐結(jié)構(gòu)中推廣應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型所述的一種圓柱狀筒體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實用新型所述的一種圓臺狀筒體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本實用新型所述的一種風(fēng)力發(fā)電機組塔架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本實用新型所述的另一種風(fēng)力發(fā)電機組塔架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]以上各圖中右側(cè)部分為螺旋拼接結(jié)構(gòu)示意圖，左側(cè)部分為對應(yīng)段的拼接用鋼板的切割下料方式的示意圖，其中陰影部分為用于螺旋纏繞的長條狀鋼板。
[0024]附圖標(biāo)記:1為傾斜焊縫，2長條狀鋼板首尾連接處的焊縫。

【具體實施方式】
[0025]以下通過實施例對本實用新型進行具體的描述，有必要在此指出的是本實施例只用于對本實用新型進行進一步說明，但不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本實用新型的內(nèi)容對本實用新型作出一些非本質(zhì)性的改進和調(diào)整。
[0026]實施例1
[0027]如圖1所示，一種用于風(fēng)力發(fā)電機組塔架的螺旋型筒體結(jié)構(gòu)，所述筒體呈圓臺狀，由長條狀鋼板螺旋纏繞焊接而成，所述鋼板的上、下沿相互拼合形成傾斜焊縫I。
[0028]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述傾斜焊縫與塔筒軸線夾角為α，所述α滿足:0° < α <56.3°。夾角α優(yōu)選為42?48°。
[0029]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述圓柱狀筒體采用等寬度的長條狀鋼板螺旋纏繞焊接而成。
[0030]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體由多個長條狀鋼板連續(xù)螺旋纏繞焊接而成。
[0031]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體由多個長條狀鋼板連續(xù)螺旋纏繞焊接而成，相鄰的兩個所述長條狀鋼板首尾連接處的焊縫2與所述傾斜焊縫垂直設(shè)置,如圖3所示。
[0032]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體由多個長條狀鋼板連續(xù)螺旋纏繞焊接而成，相鄰的兩個所述長條狀鋼板首尾連接處的焊縫2水平設(shè)置，如圖4所述。
[0033]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述長條狀鋼板的厚度從上到下逐漸增加。
[0034]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體分為多個螺旋纏繞段，構(gòu)成同一個螺旋纏繞段的鋼板厚度相等；不同螺旋纏繞段之間，鋼板的厚度從上到下逐漸增加，整個筒體的鋼板厚度從上到下呈階梯型增加。焊接時，以塔筒段等壁厚高度為螺旋焊接單元，采用等厚度鋼板螺旋焊接，各壁厚變化處采用橫向焊縫焊接，此方案結(jié)構(gòu)中沒有螺旋形的壁厚過渡區(qū)，如圖4所示。
[0035]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體包括多段，相鄰兩段之間通過法蘭連接。作為可選，整個法蘭間塔筒段均采用螺旋形拼接方式，兩端通過橫向焊縫與接口法蘭連接。焊接時，以塔筒段法蘭高度為鋼板螺旋焊接單元，采用鋼板整體螺旋焊接，對于厚度變化處在板材切割下料時確定兩種鋼板對接處接口尺寸，滾壓彎曲后焊接各等壁厚部分，再焊接過渡區(qū)域斜焊縫，兩端再通過橫向焊縫與接口法蘭連接。
[0036]實施例2
[0037]如圖2所示，一種用于風(fēng)力發(fā)電機組塔架的螺旋型筒體結(jié)構(gòu)，所述筒體呈圓柱狀，由長條狀鋼板螺旋纏繞焊接而成，所述鋼板的上、下沿相互拼合形成傾斜焊縫I。
[0038]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述傾斜焊縫與塔筒軸線夾角為α，所述α滿足:0° < α <56.3°，可以降低板件軸向力在斜焊縫的垂直載荷分量，塔筒載荷主要由鋼板材料本身承受，從而降低焊縫質(zhì)量對塔筒整體強度的影響；采用鋼板螺旋焊接結(jié)構(gòu)后，原有塔筒中橫向焊縫與縱向焊縫轉(zhuǎn)化為螺旋斜焊縫，有效減少縱向焊縫的起終點，減少焊接過程中起弧和收弧產(chǎn)生的應(yīng)力集中，從而提高塔筒整體強度。夾角α優(yōu)選為42?48。。
[0039]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述圓臺狀筒體采用寬度逐漸收窄的長條狀楔形鋼板螺旋纏繞焊接而成。
[0040]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體由多個長條狀鋼板連續(xù)螺旋纏繞焊接而成。
[0041]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體由多個長條狀鋼板連續(xù)螺旋纏繞焊接而成，相鄰的兩個所述長條狀鋼板首尾連接處的焊縫與所述傾斜焊縫垂直設(shè)置，如圖3所示。
[0042]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體由多個長條狀鋼板連續(xù)螺旋纏繞焊接而成，相鄰的兩個所述長條狀鋼板首尾連接處的焊縫水平設(shè)置，如圖4所述。
[0043]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述長條狀鋼板的厚度從上到下逐漸增加。
[0044]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體分為多個螺旋纏繞段，構(gòu)成同一個螺旋纏繞段的鋼板厚度相等；不同螺旋纏繞段之間，鋼板的厚度從上到下逐漸增加，整個筒體的鋼板厚度從上到下呈階梯型增加。焊接時，以塔筒段等壁厚高度為螺旋焊接單元，采用等厚度鋼板螺旋焊接，各壁厚變化處采用橫向焊縫焊接，此方案結(jié)構(gòu)中沒有螺旋形的壁厚過渡區(qū)，如圖4所示。
[0045]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體包括多段，相鄰兩段之間通過法蘭連接。作為可選，整個法蘭間塔筒段均采用螺旋形拼接方式，兩端通過橫向焊縫與接口法蘭連接。焊接時，以塔筒段法蘭高度為鋼板螺旋焊接單元，采用鋼板整體螺旋焊接，對于厚度變化處在板材切割下料時確定兩種鋼板對接處接口尺寸，滾壓彎曲后焊接各等壁厚部分，再焊接過渡區(qū)域斜焊縫，兩端再通過橫向焊縫與接口法蘭連接。
[0046]實施例3
[0047]一種風(fēng)力發(fā)電機組塔架，包括支撐框架和塔筒，所述塔筒的筒體由長條狀鋼板螺旋纏繞焊接而成，所述鋼板的上、下沿相互拼合形成傾斜焊縫。
[0048]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述傾斜焊縫與塔筒軸線夾角為α，所述α滿足:0° < α <56.3°。夾角α優(yōu)選為42?48°。
[0049]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體包括圓柱段和圓臺段。
[0050]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述圓柱段筒體采用等寬度的長條狀鋼板螺旋纏繞焊接而成，所述圓臺段筒體采用寬度逐漸收窄的長條狀楔形鋼板螺旋纏繞焊接而成。
[0051]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體由多個長條狀鋼板連續(xù)螺旋纏繞焊接而成。
[0052]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述長條狀鋼板的厚度從上到下逐漸增加。
[0053]作為可選，所述筒體分為多個螺旋纏繞段，構(gòu)成同一個螺旋纏繞段的鋼板厚度相等；不同螺旋纏繞段之間，鋼板的厚度從上到下逐漸增加，整個筒體的鋼板厚度從上到下呈階梯型增加。
[0054]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，相鄰的兩個所述長條狀鋼板首尾連接處的焊縫與所述傾斜焊縫垂直設(shè)置。
[0055]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，相鄰的兩個所述長條狀鋼板首尾連接處的焊縫水平設(shè)置。
[0056]作為可選方式，在上述螺旋型筒體結(jié)構(gòu)中，所述筒體包括多段，相鄰兩段之間通過法蘭連接。
[0057]作為可選方式，所述風(fēng)力發(fā)電機組塔架包括多段，各段間通過法蘭連接。
[0058]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0059]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，對本實用新型而言僅是說明性的，而非限制性的；本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在本實用新型所限定的精神和范圍內(nèi)可對其進行許多改變，修改，甚至等效變更，但都將落入本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于風(fēng)力發(fā)電機組塔架的螺旋型筒體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述筒體由長條狀鋼板螺旋纏繞焊接而成，所述鋼板的上、下沿相互拼合形成傾斜焊縫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型筒體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述傾斜焊縫與塔筒軸線夾角為α，所述α滿足:0° < a ^ 56.3°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型筒體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述筒體包括圓柱段和圓臺段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺旋型筒體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圓柱段筒體采用等寬度的長條狀鋼板螺旋纏繞焊接而成，所述圓臺段筒體采用寬度逐漸收窄的長條狀楔形鋼板螺旋纏繞焊接而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型筒體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述筒體由多個長條狀鋼板連續(xù)螺旋纏繞焊接而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的螺旋型筒體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述長條狀鋼板的厚度從上到下逐漸增加。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的螺旋型筒體結(jié)構(gòu)，其特征在于，相鄰的兩個所述長條狀鋼板首尾連接處的焊縫與所述傾斜焊縫垂直設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的螺旋型筒體結(jié)構(gòu)，其特征在于，相鄰的兩個所述長條狀鋼板首尾連接處的焊縫水平設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型筒體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述筒體包括多段，相鄰兩段之間通過法蘭連接。
10.一種風(fēng)力發(fā)電機組塔架，其特征在于，包括支撐框架和塔筒，所述塔筒具有如權(quán)利要求1-9中任意一個所述的螺旋型筒體結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F03D11/04GK204152736SQ201420608427
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】沈雨虹, 于雙江, 王建敏 申請人:東方電氣集團東方汽輪機有限公司