申请/专利权人：重庆大学

申请日：2018-12-10

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN109404224B

主分类号：F03D13/20

分类号：F03D13/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2019.03.26#实质审查的生效;2019.03.01#公开

摘要：本发明公开了一种基于边缘加劲组合壳体的风电混合塔筒，涉及风力发电技术领域。该体系上部为纯钢塔筒，下部为组合塔筒。所述的组合塔筒沿环向由2～8块边缘加劲组合壳体拼装而成，并沿竖向分段组装。所述的边缘加劲组合壳体由中空夹层钢管混凝土和沿其四周设置的外端板、内端板与加劲板构成。所述的中空夹层钢管混凝土由外层钢管、内层钢管和混凝土组成，钢管一侧预先焊接栓钉、角钢、T形钢或三者的组合，再浇筑混凝土。该体系充分发挥了组合结构的优势，受力形式合理，连接可靠，所有构件均可提前预制、现场装配，施工效率高，材料用量省，运输方便，具有广阔的工程应用前景。

主权项：1.一种基于边缘加劲组合壳体的风电混合塔筒，涉及风力发电技术领域；该体系包括纯钢塔筒1和组合塔筒2，其特征在于，该体系上部为纯钢塔筒1，下部为组合塔筒2，两者通过法兰板12和螺栓11连接；组合塔筒2由多块边缘加劲组合壳体3装配而成；边缘加劲组合壳体3在工厂预制，由中空夹层钢管混凝土4和沿其四周设置的外端板8、内端板9与加劲板10构成；中空夹层钢管混凝土4由外层钢管5、内层钢管6和混凝土7组成，外层钢管5和内层钢管6的截面从下往上均逐渐变小；在外层钢管5内侧和内层钢管6外侧，先按一定间距焊接栓钉13、角钢14、T形钢15或三者的组合，再浇筑混凝土7；中空夹层钢管混凝土4的上下和左右侧面焊接所述内端板9，将外层钢管5的四周向外延伸一定距离并焊接所述外端板8，外端板8上预留螺栓孔；在外端板8和内端板9之间均匀布置一定数量的加劲板10，形成四周的边缘加劲区；相邻边缘加劲组合壳体3之间通过螺栓11连接；组合塔筒2沿环向由2～8块边缘加劲组合壳体3拼装而成，并沿竖向分段组装；混凝土7为普通混凝土或轻骨料混凝土。

全文数据：一种基于边缘加劲组合壳体的风电混合塔筒技术领域本发明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。随着风电能源需求量的日益增加，大功率、高塔筒的风电机越来越成为主流。传统的风电机多采用纯钢塔筒，为满足稳定性、强度和疲劳要求，塔筒直径和壁厚一般较大，造成材料的浪费，且施工困难，运输不便。所以有必要开发和研究安全可靠、便于施工运输、节省造价的新型混合塔筒形式。发明内容本发明提出一种基于边缘加劲组合壳体的风电混合塔筒：该体系上部为纯钢塔筒，下部为组合塔筒。组合塔筒沿环向由2～8块边缘加劲组合壳体拼装而成，并沿竖向分段组装。边缘加劲组合壳体由中空夹层钢管混凝土和沿其四周设置的外端板、内端板与加劲板构成。该体系充分发挥了组合结构的优势，受力形式合理，连接可靠，所有构件均可提前预制、现场装配，施工效率高，材料用量省，运输方便，具有广阔的工程应用前景。本发明的技术方案如下：一种基于边缘加劲组合壳体的风电混合塔筒，该体系包括纯钢塔筒、组合塔筒、边缘加劲组合壳体、中空夹层钢管混凝土、外层钢管、内层钢管、混凝土、外端板、内端板、加劲板、螺栓、法兰板、栓钉、角钢和T形钢。该体系上部为纯钢塔筒，下部为组合塔筒，两者通过法兰板和螺栓连接。组合塔筒由多块边缘加劲组合壳体装配而成。组合塔筒沿环向由2～8块边缘加劲组合壳体拼装而成，并沿竖向分段组装。边缘加劲组合壳体在工厂预制，由中空夹层钢管混凝土和沿其四周设置的外端板、内端板与加劲板构成。相邻边缘加劲组合壳体之间通过螺栓连接。中空夹层钢管混凝土由外层钢管、内层钢管和混凝土组成，外层钢管和内层钢管的截面从下往上均逐渐变小。在外层钢管内侧和内层钢管外侧，先按一定间距焊接栓钉、角钢、T形钢或三者的组合，再浇筑混凝土。混凝土可使用普通混凝土或轻骨料混凝土。中空夹层钢管混凝土的上下和左右侧面焊接内端板，将外层钢管的四周向外延伸一定距离并焊接外端板，外端板上预留螺栓孔。在外端板和内端板之间均匀布置一定数量的加劲板，形成四周的边缘加劲区。本发明相对于现有技术具有以下有益效果：1所有构件均可在工厂提前预制，在现场直接装配完成，施工方便、生产效率高。2塔筒采用分块和分段拼装，便于运输和场地堆放。3塔筒采用中空夹层钢管混凝土，相比传统的纯钢塔筒有明显优势：截面刚度大、稳定性好、所需材料用量更低；可选择使用轻骨料混凝土，具有重量轻的优点，可节省预制构件运输和吊装费用。4塔筒采用创新的连接形式，传力合理，连接可靠，施工简单，便于大规模应用和推广。附图说明图1为本发明的整体示意图；图2为本发明的组合塔筒筒身截面示意图；图3为本发明的边缘加劲组合壳体构造示意图；图4为本发明的中空夹层钢管混凝土防失稳构造示意图；图5为本发明的纯钢塔筒和组合塔筒连接示意图；图中：1-纯钢塔筒、2-组合塔筒、3-边缘加劲组合壳体、4-中空夹层钢管混凝土、5-外层钢管、6-内层钢管、7-混凝土、8-外端板、9-内端板、10-加劲板、11-螺栓、12-法兰板、13-栓钉、14-角钢、15-T形钢。具体实施方式以下结合附图，对本发明作进一步描述。如图1所示，一种基于边缘加劲组合壳体的风电混合塔筒，该体系上部为纯钢塔筒1，下部为组合塔筒2。组合塔筒2由多块边缘加劲组合壳体3装配而成。如图2所示，组合塔筒2沿环向由2～8块图中以4块为例边缘加劲组合壳体3拼装而成，并沿竖向分段组装；边缘加劲组合壳体3在工厂预制，由中空夹层钢管混凝土4和沿其四周设置的外端板8、内端板9与加劲板10构成；相邻边缘加劲组合壳体3之间通过螺栓11连接。如图3所示，中空夹层钢管混凝土4的上下和左右侧面焊接内端板9，将外层钢管5四周向外延伸一定距离并焊接外端板8，外端板8上预留螺栓孔；在外端板8和内端板9之间均匀布置一定数量的加劲板10，形成四周的边缘加劲区。如图4所示，中空夹层钢管混凝土4由外层钢管5、内层钢管6和混凝土7组成，外层钢管5和内层钢管6的截面从下往上均逐渐变小；在外层钢管5内侧和内层钢管6外侧，先按一定间距焊接栓钉13、角钢14、T形钢15或三者的组合，再浇筑混凝土7；混凝土7可使用普通混凝土或轻骨料混凝土。如图5所示，上部纯钢塔筒1和下部组合塔筒2通过法兰板12和螺栓11连接。本发明提出了一种基于边缘加劲组合壳体的风电混合塔筒。该体系充分发挥了组合结构的优势，受力形式合理，连接可靠，所有构件均可提前预制、现场装配，施工效率高，材料用量省，运输方便，具有广阔的工程应用前景。以上所述仅仅是本发明的优选实施方案，但是本发明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发明原理的前提下，还可以做出若干修改、补充或改用类似方式替代，这些也应视作本发明的保护范围。尽管本文较多地使用了：1-纯钢塔筒、2-组合塔筒、3-边缘加劲组合壳体、4-中空夹层钢管混凝土、5-外层钢管、6-内层钢管、7-混凝土、8-外端板、9-内端板、10-加劲板、11-螺栓、12-法兰板、13-栓钉、14-角钢、15-T形钢等术语，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发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明的精神相违背的。

权利要求：1.一种基于边缘加劲组合壳体的风电混合塔筒，涉及风力发电技术领域；该体系包括纯钢塔筒1、组合塔筒2、边缘加劲组合壳体3、中空夹层钢管混凝土4、外层钢管5、内层钢管6、混凝土7、外端板8、内端板9、加劲板10、螺栓11、法兰板12、栓钉13、角钢14和T形钢15；该体系上部为纯钢塔筒1，下部为组合塔筒2，两者通过法兰板12和螺栓11连接；组合塔筒2由多块边缘加劲组合壳体3装配而成。2.根据权利要求1所述的基于边缘加劲组合壳体的风电混合塔筒，其特征在于：组合塔筒2沿环向由2～8块边缘加劲组合壳体3拼装而成，并沿竖向分段组装；边缘加劲组合壳体3在工厂预制，由中空夹层钢管混凝土4和沿其四周设置的外端板8、内端板9与加劲板10构成；相邻边缘加劲组合壳体3之间通过螺栓11连接。3.根据权利要求1所述的基于边缘加劲组合壳体的风电混合塔筒，其特征在于：中空夹层钢管混凝土4由外层钢管5、内层钢管6和混凝土7组成，外层钢管5和内层钢管6的截面从下往上均逐渐变小；在外层钢管5内侧和内层钢管6外侧，先按一定间距焊接栓钉13、角钢14、T形钢15或三者的组合，再浇筑混凝土7；混凝土7可使用普通混凝土或轻骨料混凝土。4.根据权利要求1所述的基于边缘加劲组合壳体的风电混合塔筒，其特征在于：中空夹层钢管混凝土4的上下和左右侧面焊接内端板9，将外层钢管5的四周向外延伸一定距离并焊接外端板8，外端板8上预留螺栓孔；在外端板8和内端板9之间均匀布置一定数量的加劲板10，形成四周的边缘加劲区。

百度查询： 重庆大学 一种基于边缘加劲组合壳体的风电混合塔筒

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