全文摘要
本实用新型公开了一种具备加劲‑承载双重机制的风电纯钢结构塔筒，涉及风力发电技术领域。该体系上部为普通钢塔筒，下部为高强钢塔筒。所述的高强钢塔筒由筒壁和加劲肋构成。筒壁和加劲肋采用屈服强度不小于420MPa的高强度钢材制成。加劲肋焊接在筒壁内侧，沿环向均匀布置，加劲肋的上、下端分别与各塔筒段的上法兰板、下法兰板焊接。加劲肋的截面形式可采用带卷边钢板、U形钢或T形钢。当底部截面尺寸较大时，高强钢塔筒可由2～4片高强钢壳体拼装而成。各高强钢壳体的端部焊接带卷边钢板并通过螺栓连接。该体系可同时提高塔筒的强度和稳定性，充分发挥高强度钢材的作用，可减小筒壁厚度、节约造价，施工和运输方便，具有广阔的工程应用前景。
主设计要求
1.一种具备加劲-承载双重机制的风电纯钢结构塔筒，其特征是：组成部件包括普通钢塔筒(1)、高强钢塔筒(2)、筒壁(3)、加劲肋(4)、上法兰板(5)、下法兰板(6)、带卷边钢板(7)、U形钢(8)、T形钢(9)、高强钢壳体(10)、螺栓(11)；该体系上部为普通钢塔筒(1)，下部为高强钢塔筒(2)；高强钢塔筒(2)由筒壁(3)和加劲肋(4)构成。
设计方案
1.一种具备加劲-承载双重机制的风电纯钢结构塔筒，其特征是：组成部件包括普通钢塔筒(1)、高强钢塔筒(2)、筒壁(3)、加劲肋(4)、上法兰板(5)、下法兰板(6)、带卷边钢板(7)、U形钢(8)、T形钢(9)、高强钢壳体(10)、螺栓(11)；该体系上部为普通钢塔筒(1)，下部为高强钢塔筒(2)；高强钢塔筒(2)由筒壁(3)和加劲肋(4)构成。
2.根据权利要求1所述的具备加劲-承载双重机制的风电纯钢结构塔筒，其特征在于：筒壁(3)和加劲肋(4)采用屈服强度不小于420MPa的高强度钢材制成；加劲肋(4)焊接在筒壁(3)内侧，沿环向均匀布置；加劲肋(4)的上、下端分别与各塔筒段的上法兰板(5)、下法兰板(6)焊接；加劲肋(4)的截面形式可采用带卷边钢板(7)、U形钢(8)或T形钢(9)。
3.根据权利要求1所述的具备加劲-承载双重机制的风电纯钢结构塔筒，其特征在于：为满足施工和运输要求，高强钢塔筒(2)可由2～4片高强钢壳体(10)拼装而成；高强钢壳体(10)的端部焊接带卷边钢板(7)并预留螺栓孔，相邻高强钢壳体(10)通过螺栓(11)连接；高强钢壳体(10)的内壁均匀布置加劲肋(4)，加劲肋(4)的上、下端分别与各塔筒段的上法兰板(5)、下法兰板(6)焊接。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及风力发电技术领域。
背景技术
风电能源是一种无污染、可再生的清洁能源。风电场发电量高、风机运行稳定、制造技术成熟，近年来被广泛投入使用。
纯钢结构由于其制作、施工和安装方便等优点，在风电塔筒中得到了普遍应用。近年来风电能源需求量日益增加，大功率、高塔筒的风电机组越来越成为主流。随着机舱重量和轮毂高度的增加，对塔筒强度和稳定性的要求进一步提高。普通纯钢结构塔筒往往难以满足稳定性要求，在材料强度达到限值之前常由于失稳而过早发生破坏，或为了达到要求所需壁厚较大，造成建造成本的增加。
另一方面，随着我国钢材制造技术的提高、钢材产量的增加，Q420以及更高强度的钢材已经面市。但此类高强度钢材仅大幅度提高了材料强度，而弹性模量增加较小，因此构件刚度提高不大，故直接用于风电塔筒中无法显著改善结构的稳定性。综上所述，开发和研究新型的风电纯钢结构塔筒，使塔筒的稳定性和强度同时得到提高，以满足大功率和高塔筒风电机组的使用要求，是很有必要的。
实用新型内容
本实用新型提出一种具备加劲-承载双重机制的风电纯钢结构塔筒：该体系上部为普通钢塔筒，下部为高强钢塔筒。高强钢塔筒由筒壁和加劲肋构成。筒壁和加劲肋采用屈服强度不小于420MPa的高强度钢材制成。加劲肋焊接在筒壁内侧，沿环向均匀布置，加劲肋的上、下端分别与各塔筒段的上法兰板、下法兰板焊接。加劲肋的截面形式可采用带卷边钢板、U形钢或T形钢。当底部截面尺寸较大时，高强钢塔筒可由2～4片高强钢壳体拼装而成。该体系可同时提高塔筒的强度和稳定性，充分发挥了高强度钢材的作用，可减小筒壁厚度、节约造价，施工和运输方便，具有广阔的工程应用前景。
本实用新型的技术方案如下：
一种具备加劲-承载双重机制的风电纯钢结构塔筒，该体系包括普通钢塔筒、高强钢塔筒、筒壁、加劲肋、上法兰板、下法兰板、带卷边钢板、U形钢、T形钢、高强钢壳体、螺栓。该体系上部为普通钢塔筒，下部为高强钢塔筒；高强钢塔筒由筒壁和加劲肋构成。
高强钢塔筒的筒壁和加劲肋采用屈服强度不小于420MPa的高强度钢材制成。加劲肋焊接在筒壁内侧，沿环向均匀布置。加劲肋的上、下端分别与各塔筒段的上法兰板、下法兰板焊接。加劲肋的截面形式可采用带卷边钢板、U形钢或T形钢。
当底部截面尺寸较大时，为满足施工和运输要求，高强钢塔筒可由2～4片高强钢壳体拼装而成。高强钢壳体的端部焊接带卷边钢板并预留螺栓孔，相邻高强钢壳体通过螺栓连接。高强钢壳体的内壁均匀布置加劲肋，加劲肋的上、下端分别与各塔筒段的上法兰板、下法兰板焊接。
本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)塔筒筒壁采用高强度钢材制作，并设置高强度钢加劲肋与筒壁和上、下法兰板紧密连接，共同受力，使塔筒的强度和稳定性都得到较大程度的提高。
(2)塔筒可分解成2～4片高强钢壳体，分片进行制作和拼装，解决了塔筒截面尺寸较大时运输和施工困难的问题。
附图说明
图1为本实用新型的整体示意图；
图2为本实用新型的高强钢塔筒竖向剖面示意图；
图3为本实用新型的高强钢塔筒横截面及加劲肋形式示意图，(a)图为带卷边钢板加劲肋形式，(b)图为U形钢加劲肋形式，(c)图为T形钢加劲肋形式；
图4为本实用新型的高强钢壳体构造和拼装示意图，(a)图为两段式拼装， (b)图为三段式拼装，(c)图为四段式拼装；
图中：1-普通钢塔筒、2-高强钢塔筒、3-筒壁、4-加劲肋、5-上法兰板、6- 下法兰板、7-带卷边钢板、8-U形钢、9-T形钢、10-高强钢壳体、11-螺栓。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作进一步描述。
如图1所示，一种具备加劲-承载双重机制的风电纯钢结构塔筒，该体系上部为普通钢塔筒(1)，下部为高强钢塔筒(2)。
如图2所示，高强钢塔筒(2)由筒壁(3)和加劲肋(4)构成；筒壁(3) 和加劲肋(4)采用屈服强度不小于420MPa的高强度钢材制成；加劲肋(4)焊接在筒壁(3)内侧，并且加劲肋(4)的上、下端分别与各塔筒段的上法兰板 (5)、下法兰板(6)焊接。
如图3所示，加劲肋(4)在筒壁(3)内侧沿环向均匀布置；加劲肋(4) 的截面形式可采用带卷边钢板(7)、U形钢(8)或T形钢(9)。
如图4所示，当底部截面尺寸较大时，为满足施工和运输要求，高强钢塔筒 (2)可由2～4片高强钢壳体(10)拼装而成；高强钢壳体(10)的端部焊接带卷边钢板(7)并预留螺栓孔，相邻高强钢壳体(10)通过螺栓(11)连接；高强钢壳体(10)的内壁均匀布置加劲肋(4)。
本实用新型提出了一种具备加劲-承载双重机制的风电纯钢结构塔筒。该体系可同时提高塔筒的强度和稳定性，充分发挥了高强度钢材的作用，可减小筒壁厚度、节约造价，施工和运输方便，具有广阔的工程应用前景。
以上所述仅仅是本实用新型的优选实施方案，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方案。在本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干修改、补充或改用类似方式替代，这些也应视作本实用新型的保护范围。
尽管本文较多地使用了：1-普通钢塔筒、2-高强钢塔筒、3-筒壁、4-加劲肋、 5-上法兰板、6-下法兰板、7-带卷边钢板、8-U形钢、9-T形钢、10-高强钢壳体、 11-螺栓等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型的精神相违背的。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920057817.0
申请日:2019-01-14
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:85(重庆)
授权编号:CN209671142U
授权时间:20191122
主分类号:F03D 13/20
专利分类号:F03D13/20
范畴分类:28C;
申请人:重庆大学
第一申请人:重庆大学
申请人地址:400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
发明人:周绪红;王宇航;邓然;曹昀琦
第一发明人:周绪红
当前权利人:重庆大学
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计