风力发电机基础制造技术

技术编号:18429924 阅读:14 留言:0更新日期:2018-07-12 03:00
本实用新型专利技术公开了一种风力发电机基础,包括混凝土基础和两端开口的钢筒,钢筒的下端预埋在混凝土基础内、上端伸出混凝土基础外,所述钢筒内设有用于加强刚度并实现刚度渐变的内衬,内衬的底面与所述混凝土基础的顶面相连。本实用新型专利技术通过在钢筒内设置用于实现刚度渐变的内衬,一方面提高了钢筒与混凝土基础接触部分的刚度,另一方面使应力集中区域刚度的改变为一个渐变的过程,避免刚度突变区域与应力集中区域重合,能有效的提高其抵抗弹性变形的能力,提高其抗倾覆能力,避免了受压区混凝土的局部压溃和拉裂,减少风机因基础破损而产生的摇摆。

Wind turbine foundation

The utility model discloses a wind turbine foundation, which includes a concrete foundation and a steel tube at both ends. The lower end of the steel tube is buried in the concrete foundation and the upper end of the concrete foundation. The steel tube is equipped with a lining for strengthening stiffness and realizing the stiffness gradient, the bottom of the lining and the top of the concrete foundation. The face is connected. By setting the inner lining of the stiffness gradient in the steel tube, the utility model improves the stiffness of the contact part of the steel tube and the concrete foundation on the one hand, on the other hand, the change of the stiffness of the stress concentration region is a gradual process, avoiding the coincidence of the stiffness mutation area and the stress concentration area, and can effectively improve its resistance. The ability of elastic deformation can improve the anti overturning ability, avoid the local crushing and crack of concrete in the compression zone, and reduce the rocking caused by the damage of the fan base.

【技术实现步骤摘要】
风力发电机基础
本技术涉及一种施工基础,尤其涉及一种风力发电机基础。
技术介绍
随着对清洁能源的需求不断加大,风能作为一种绿色的可再生能源,蕴量巨大,越来越得到各国的重视和开发利用。近十年来,我国的风力发电得到迅猛的发展,建设了大量的风力发电场,累积装机量和新增装机量均在世界前列,而且未来还要继续进行风电建设。但是由于我国风力发电事业起步晚,设计和施工各方面都还不成熟,没有统一的理论和规范进行指导,风机基础破坏事故常有发生。如图2所示,目前常见的风力发电机基础包括混凝土基础和钢筒,其中混凝土基础包括包覆钢筒的筒外座和冒入钢筒内的筒内柱,常见的筒外做为T型座,受压力与压强的作用,筒内柱的顶端面贴近于筒外座的顶端面。这种基础形成存在的缺陷在于:由于混凝土基础部分刚度很大,上部钢筒虽然直径足够,但是该区域钢筒的内部空心且钢筒本身厚度有限,相对混凝土基础来说刚度非常小,存在刚度突变的情况,而刚度突变区域发生在筒内柱的顶面处,同时由于该区域结构突变所以也是应力集中区域,导致刚度突变和应力集中发生的位置重合在区域A处,使得该区域混凝土易出现微小裂缝,而在微小裂缝产生后无论是温度、雨水、风力的影响还是其它外力的作用均容易使裂缝扩大引发混凝土拉裂和压溃甚至是出现断裂的现象,导致风机因钢筒周边混凝土破损而产生摇摆,随着时间推移,若摇摆的风机得不到及时处理,在累积冲击效应和雨水侵蚀等因素作用下,风机摇摆会不断加大,风机抗倾覆能力得不到保证,存在极大的安全隐患。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够克服结构刚度的突变影响,提供一种具有较好的抗混凝土局部破坏、抗滑移、抗倾覆能力的风力发电机基础。本技术提供了一种风力发电机基础,包括混凝土基础和两端开口的钢筒,钢筒的下端预埋在混凝土基础内、上端伸出混凝土基础外,所述钢筒内设有用于加强刚度并实现刚度渐变的内衬,内衬的底面与所述混凝土基础的顶面相连。为了保证连接可靠的同时降低成本,使所述内衬为灌注于所述混凝土基础上的混凝土柱。为了提高抗变形能力,在所述内衬内设有钢管,钢管的顶端与内衬的顶端平齐、底端高于所述混凝土基础的顶端。在一个具体实施方式中,所述钢管为与所述钢筒同轴布置的封闭钢管。本技术通过在钢筒内设置用于实现刚度渐变的内衬,一方面提高了钢筒与混凝土基础接触部分的刚度,另一方面使应力集中区域刚度的改变为一个渐变的过程,避免刚度突变区域与应力集中区域重合,能有效的提高其抵抗弹性变形的能力,提高其抗倾覆能力,避免了受压区混凝土的局部压溃和拉裂,减少风机因基础破损而产生的摇摆。附图说明图1为本技术一个优选实施例的布置示意图。图2为现有技术的布置示意图。图3为ANSYS建立的平面简化模型。图4为内衬高度H对模型应力值的影响。图示序号:1—混凝土基础、2—钢筒、3—内衬、4—封闭钢管。具体实施方式如图1所示,本实施例提供的这种风力发电机基础,包括混凝土基础1、钢筒2、内衬3和封闭钢管4,内衬3为后浇于钢筒内、位于混凝土基础上的后浇混凝土柱,以达到内衬与混凝土基础连接可靠的效果,保证施工简便,成本较低。同时使得混凝土基础顶面处自钢筒轴向中心向外的刚度变化为一个渐变的过程。从其结构形式可知混凝土基础的顶面与钢筒接触的区域为应力集中区域,相比于图4中的现有技术而言,内衬的设置能够使应力集中区域的刚度加强,并且保证刚度的变化是一个渐变的过程而不是突变,能有效的提高该位置抵抗弹性变形的能力,提高其抗倾覆能力。后浇混凝土柱在制作时先浇注h1段,然后在该段的顶部放置封闭钢管4,然后在封闭钢管与钢筒之间的空隙内浇注混凝土形成h2段。以提高内衬抵抗变形的能力,使内衬在具有增强刚度的作用的同时还能增强基础的抗变形能力。可见,本实施例通过在钢筒中灌注混凝土内衬,在该层混凝土内衬中预埋了封闭的钢管,形成一个渐变刚度基础。一方面提高了钢筒与混凝土基础接触部分的刚度,能有效的提高其抵抗弹性变形的能力,提高其抗倾覆能力;另一方面使应力集中区域刚度的改变为一个渐变的过程,避免刚度突变区域与应力集中区域重合,降低该区域出现裂缝的概率,提高了使用可靠性,防止受压区混凝土的局部压溃和拉裂,减少风机因基础环破损而产生摇摆的现象。为了验证设置内衬后的基础的使用效果,专利技术人基于国内某问题风机基础构造,运用ANSYS程序建立了如图3所示的风机基础平面简化有限元分析模型。分析结果如图4所示,改进模型的最大拉应力和最大压应力均比H取0m即现有技术小。其中最大为H取0.2m的时候,最大拉应力为8.31MPa,最大压应力为8.36MPa;最小为H取0.6m的时候,最大拉应力7.25MPa,最大压应力7.56MPa。从0.4m以后,分析结果基本差不多。通过第一和第三主应力对比,通过内衬的设置使得最大应力都有所下降,并且最大应力的位置由基础环外侧混凝土顶部转为内侧顶部,竖向高度增大。这些数据表明内衬的增设对阻止初始裂隙的产生有一定效果。通过以上分析可知,增设内衬能够有效的减小应力集中的现象,并使该部分的应力扩散分布,减小最大应力值。当内衬的高度H取值较小时(小于0.4m),对模型的应力影响很大,但是在大于0.4m以后,H的取值对模型的应力影响较小。其中取H为0.6m时,模型的应力最小,故H的取值应当在0.6m左右为宜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机基础,包括混凝土基础和两端开口的钢筒,钢筒的下端预埋在混凝土基础内、上端伸出混凝土基础外,其特征在于:所述钢筒内设有用于加强刚度并实现刚度渐变的内衬,内衬的底面与所述混凝土基础的顶面相连。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机基础,包括混凝土基础和两端开口的钢筒,钢筒的下端预埋在混凝土基础内、上端伸出混凝土基础外,其特征在于:所述钢筒内设有用于加强刚度并实现刚度渐变的内衬,内衬的底面与所述混凝土基础的顶面相连。2.根据权利要求1所述的风力发电机基础,其特征在于:所述内...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴增金贺小龙冯高煜吕伟荣
申请(专利权)人:大唐华银湖南新能源有限公司
类型:新型
国别省市:湖南,43

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