塔筒分段、塔筒及风力发电机组制造技术

本实用新型专利技术涉及塔筒分段、塔筒及风力发电机组。塔筒分段包括周向首尾拼接的至少两片塔筒分片，塔筒分片周向的两端具有连接段，相邻塔筒分片相连的对应端通过其中一个连接段的内表面与另一个连接段的外表面相向叠合并固定。由于相邻塔筒分片之间采用其中一个的内侧面与另一个的外侧面相向叠合连接，其连接段的折弯角度对塔筒分片的力学性能影响较小，即不会出现应力十分集中的尖锐区域，从而可以防止连接段因折弯角度过大而造成的应力集中、力学性能受到较大损害的情况；同时，内、外侧面叠合的形式可减小径向体积占用，从而避免对塔筒内附件的安装位置造成影响，也方便防腐喷涂；而且相对于竖向的螺栓穿孔的对孔精度和吊装精度方面也有较大改进。

【技术实现步骤摘要】
塔筒分段、塔筒及风力发电机组
本技术涉及塔筒分段、塔筒及风力发电机组。
技术介绍
目前在风电行业中，主流的大型风力发电机组塔架是由钢板卷制焊接而成的圆柱（锥）筒状塔架，也称钢制塔筒。塔筒的水平截面呈圆形，每段塔筒由多个小段组成，每小段为钢板经卷板机卷制后再进行纵向焊接成的圆筒。由于大多数卷板机的卷板长度不超过3米，需要把这些小段圆筒拼焊起来制作成几十米长的塔筒段。每段塔筒段的两端焊接盘型法兰，在车间进行防腐处理后运输至风场安装，采用高强螺栓组件通过盘型法兰将塔筒段连接成整体。但焊接过程中产生的水平与竖直焊缝会成为塔筒疲劳强度薄弱的地方，同时由于运输工装及道路限高、限宽、限重的影响，塔筒最大底部直径通常只能做到4.5m。随着风电行业的快速发展及国家政策的调整，在我国，风电场的开发区域逐渐从风资源较好的“三北”地区转向风资源较为匮乏的内陆地区。为了既能满足内陆运行环境条件又能提高风能利用率，以及满足在风切变化大的区域对高空风能利用的需求，各大风电主机厂商在不断增大机组容量的同时，又在追求更长的叶片长度及更高的轮毂高度。所以增加塔筒的高度越来越迫切，对于主流塔筒来说，塔筒高度的增加势必会增加塔筒壁厚和增大塔底直径。而当塔筒直径受到运输限制无法增加时，只能增加塔筒壁厚来保证塔筒的刚度。塔筒高度的增加会使整体的固有频率降低，同样需要加大塔筒壁厚来避免共振的发生。这样以来，钢板厚度会增加得非常大，造成塔筒重量大幅增加，导致钢铁材料浪费严重，也加大了钢板卷圆难度，经济性很差。针对主流塔筒以上种种弊端，目前国内外均在开发新型分片式塔筒来解决大直径运输受限的问题。常用的方法是对圆筒进行切割形成弧形分片，在弧形分片两侧焊接竖向连接法兰。或者如申请公布号为CN203978728U及CN106438212A的中国专利所公开的折拼式分片塔筒设计及组装方法中，都采用折弯形式的塔筒分片，并对折弯分片的两侧再进行一次折弯、开孔，进而与相邻分片形成竖向连接法兰结构。但是近似于90°角的折弯会给钢板的力学性带来较大的损害。同时采用该连接结构组装形成的塔筒内壁表面不够平滑美观，对平台、爬梯、电缆夹等内附件的安装位置造成严重影响，不利于整体喷涂防腐。在风场组装时，竖向连接结构的对孔精度会给分片制造的精度与吊装精度提出较高的要求，不利于降低成本。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种塔筒分段，以解决现有技术的折弯式塔筒分片接近90°折弯造成的力学性能差、接合处体积占用大而影响内附件安装布置的技术问题；本技术的目的还在于提供一种使用上述塔筒分段的塔筒和风力发电机组。为实现上述目的，本技术的塔筒分段采用如下的技术方案：技术方案1：塔筒分段包括周向首尾拼接的至少两片塔筒分片，塔筒分片周向的两端具有连接段，相邻塔筒分片相连的对应端通过其中一个连接段的内表面与另一个连接段的外表面相向叠合并固定。有益效果：由于相邻塔筒分片之间采用其中一个的内侧面与另一个的外侧面相向叠合连接，其连接段的折弯角度对塔筒分片的力学性能影响较小，即不会出现应力十分集中的尖锐区域，从而可以防止连接段因折弯角度过大而造成的应力集中、力学性能受到较大损害的情况；同时，内、外侧面叠合的形式可减小径向体积占用，从而避免对塔筒内附件的安装位置造成影响，也方便防腐喷涂；而且相对于竖向的螺栓穿孔的对孔精度和吊装精度方面也有较大改进。技术方案2：在技术方案1的基础上，塔筒分片周向两端的连接段中至少有一个向内或向外弯折。技术方案3：在技术方案2的基础上，塔筒分片周向两端的连接段中至少有一个向内弯折，向内弯折的连接段呈“之”字形。“之”字形的结构可使两个连接段搭接处不会直接凸出塔筒的外表面，而是有一个内收的结构，从而确保塔筒外表面的平整性，减小风阻及风沙的积累。技术方案4：在技术方案3的基础上，“之”字形的首尾两段错位距离等于塔筒分片的厚度。使塔筒外表面更加平整。技术方案5：在技术方案1的基础上，塔筒分段的横截面为多边形。多边形的各塔筒分片只需折出一条或几条折痕即可相对于圆筒形更容易加工。技术方案6：在技术方案5的基础上，塔筒分段的横截面为正多边形。技术方案7：在技术方案5或6的基础上，塔筒分片两个连接段之间的部分具有竖向折弯以形成塔筒分段的多边形的角。技术方案8：在技术方案7的基础上，相邻两个塔筒分片的连接处位于多边形的边的中部。使塔筒分片的连接处避开多边形的拐角，可防止拐角处的应力过度集中，从而提高了结构强度，同时，连接处位于多边形的边的中部也方便螺栓的布置和连接。技术方案9：在技术方案1-6任意一项的基础上，塔筒分片之间通过螺栓组件连接。技术方案10：在技术方案9的基础上，螺栓组件的螺栓的轴线穿过塔筒分段的轴心设置。使得塔筒的受力集中于轴线处，并使力相互抵消，从而提高了塔筒的整体承载能力。本技术的塔筒采用如下的技术方案：技术方案1：塔筒包括至少两个上下对接的塔筒分段，塔筒分段包括周向首尾拼接的至少两片塔筒分片，塔筒分片周向的两端具有连接段，相邻塔筒分片相连的对应端通过其中一个连接段的内表面与另一个连接段的外表面相向叠合并固定。有益效果：由于相邻塔筒分片之间采用其中一个的内侧面与另一个的外侧面相向叠合连接，其连接段的折弯角度对塔筒分片的力学性能影响较小，即不会出现应力十分集中的尖锐区域，从而可以防止连接段因折弯角度过大而造成的应力集中、力学性能受到较大损害的情况；同时，内、外侧面叠合的形式可减小径向体积占用，从而避免对塔筒内附件的安装位置造成影响，也方便防腐喷涂；而且相对于竖向的螺栓穿孔的对孔精度和吊装精度方面也有较大改进。技术方案2：在技术方案1的基础上，塔筒分片周向两端的连接段中至少有一个向内或向外弯折。技术方案3：在技术方案2的基础上，塔筒分片周向两端的连接段中至少有一个向内弯折，向内弯折的连接段呈“之”字形。“之”字形的结构可使两个连接段搭接处不会直接凸出塔筒的外表面，而是有一个内收的结构，从而确保塔筒外表面的平整性，减小风阻及风沙的积累。技术方案4：在技术方案3的基础上，“之”字形的首尾两段错位距离等于塔筒分片的厚度。使塔筒外表面更加平整。技术方案5：在技术方案1的基础上，塔筒分段的横截面为多边形。多边形的各塔筒分片只需折出一条或几条折痕即可相对于圆筒形更容易加工。技术方案6：在技术方案5的基础上，塔筒分段的横截面为正多边形。技术方案7：在技术方案5或6的基础上，塔筒分片两个连接段之间的部分具有竖向折弯以形成塔筒分段的多边形的角。技术方案8：在技术方案7的基础上，相邻两个塔筒分片的连接处位于多边形的边的中部。使塔筒分片的连接处避开多边形的拐角，可防止拐角处的应力过度集中，从而提高了结构强度，同时，连接处位于多边形的边的中部也方便螺栓的布置和连接。技术方案9：在技术方案1-6任意一项的基础上，塔筒分片之间通过螺栓组件连接。技术方案10：在技术方案9的基础上，螺栓组件的螺栓的轴线穿过塔筒分段的轴心设置。使得塔筒的受力集中于轴线处，并使力相互抵消，从而提高了塔筒的整体承载能力。本技术的风力发电机组采用如下的技术方案：技术方案1：风力发电机组包括塔筒以及安装在塔筒上的机组，塔筒包括至少两个上下对接的塔筒分段，塔筒分段包括周向首尾拼接的至少两片塔筒分片，塔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.塔筒分段，包括周向首尾拼接的至少两片塔筒分片，其特征是，塔筒分片周向的两端具有连接段，相邻塔筒分片相连的对应端通过其中一个连接段的内表面与另一个连接段的外表面相向叠合并固定。

【技术特征摘要】
1.塔筒分段，包括周向首尾拼接的至少两片塔筒分片，其特征是，塔筒分片周向的两端具有连接段，相邻塔筒分片相连的对应端通过其中一个连接段的内表面与另一个连接段的外表面相向叠合并固定。2.根据权利要求1所述的塔筒分段，其特征是，塔筒分片周向两端的连接段中至少有一个向内或向外弯折。3.根据权利要求2所述的塔筒分段，其特征是，塔筒分片周向两端的连接段中至少有一个向内弯折，向内弯折的连接段呈“之”字形。4.根据权利要求3所述的塔筒分段，其特征是，“之”字形的首尾两段错位距离等于塔筒分片的厚度。5.根据权利要求1所述的塔筒分段，其特征是，塔筒分段的横截面为多边形。6.根据权利要求5所述的塔筒分段，其特征是，塔筒分段的横截面为正多边形。7.根据权利要求5或6所述的塔筒分段，其特征是，塔筒分片两个连接段之间的部分具有竖向折弯以形成塔筒分段的多边形的角。8.根据权利要求7所述的塔筒分段，其特征是，相邻两个塔筒分片的连接处位于多边形的边的中部。9.根据权利要求1-6任意一项所述的塔筒分段，其特征是，塔筒分片之间通过螺栓组件连接。10.根据权利要求9所述的塔筒分段，其特征是，螺栓组件的螺栓的轴线穿过塔筒分段的轴心设置。11.塔筒，包括至少两个上下对接的塔筒分段，塔筒分段包括周向首尾拼接的至少两片塔筒分片，其特征是，塔筒分片周向的两端具有连接段，相邻塔筒分片相连的对应端通过其中一个连接段的内表面与另一个连接段的外表面相向叠合并固定。12.根据权利要求11所述的塔筒，其特征是，塔筒分片周向两端的连接段中至少有一个向内或向外弯折。13.根据权利要求12所述的塔筒，其特征是，塔筒分片周向两端的连接段中至少有一个向内弯折，向内弯折的连接段呈“之”字形。14.根据权利要求13所述的塔筒，其特征是，“之”字形的首尾两段错位距离等于塔筒分片的厚度。15.根据权利要求11所述的塔筒，其特征是，塔筒分段的横截面为多边形。16.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝蕴龙，程林志，苏凤宇，李成晨，吴敏，仝世伟，郭向南，李金磊，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许昌许继风电科技有限公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：河南,41