风力发电机组塔筒的内置式阻尼器及安装方法技术

本发明专利技术公开了一种风力发电机组塔筒的内置式阻尼器，包括阻尼组件，阻尼组件内包括：箱体，俯视形状为圆环形，横截面形状为开口向上的U形；水囊，为环形的密封体，薄、软材质制成，充盈状态下水囊紧贴箱体的内侧壁；水囊内填充有调谐液体和空气；固定座，将箱体固定在塔筒的内部。在此基础上,本发明专利技术公开了一种风力发电机组塔筒的内置式阻尼器的安装方法。本发明专利技术的有益效果是：采用了可以在地面完成安装的阻尼器结构，从而消除了安装困难，提高了安装效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组塔筒的内置式阻尼器及安装方法


[0001]本专利技术涉及风力发电设备领域，具体是一种风力发电机组塔筒的内置式阻尼器，及其安装方法。

技术介绍

[0002]2020年5月6日凌晨，广东省交通集团通报称，专家组判断，虎门大桥前一日发生振动系桥梁涡振现象，并认为悬索桥结构安全可靠，不会影响虎门大桥后续使用的结构安全和耐久性。同年6月18日，浙江舟山跨海大桥也发生了涡激振动现象，并导致暂时双向封桥。
[0003]随着风电技术的发展，高塔筒和大风轮的方案能显著降低度电成本，提升项目经济性。同时，随着塔筒高度的增加，其结构固有频率下降，增大了风致涡激振动的风险，塔筒的涡激振动问题也成为近年来行业关注的热点问题之一。
[0004]阻尼器是一种较好的塔筒涡激振动问题的解决方案，特别是调频液体阻尼器，是一种性价较高的被动耗能减振装置，利用固定水箱中的液体在晃动过程中产生的动侧力来提供减振作用，具有构造简单，安装容易，自动激活性能好，不需要启动装置等优点。
[0005]中国专利文献CN106088378A于2016年11月9日公开了“抗倒塌阻尼网环形调谐液体阻尼器”，主要包括环形箱体、阻尼网、阻尼器腔体以及调谐液体。阻尼器的箱体内壁与风力发电塔相连，竖直阻尼网环向均匀布置于水箱内，以在各个方向上增加阻尼，水箱内装有调谐液体。相对于矩形、圆柱形调谐液体阻尼器，该装置能更高效的利用可用空间，在不影响其他装置的基础上更方便地安装在风力发电塔上，同时，在风/地震作用下，该装置阻尼网可提供较大的阻尼，与腔体内的调谐液体共同作用，增加耗能，减小机轴振动响应、提高结构抗倒塌能力。
[0006]此类现有技术中，阻尼器普遍外置于塔筒上方的外侧，阻尼器尺寸巨大，因而要出动大型吊装机具将塔筒吊装起来，再将阻尼器吊起至高空中与塔筒固定。而对于阻尼器内置于塔筒内的设计方案而言，无法将阻尼器用大型吊装机具送入塔筒内，因此必须在地面安装好阻尼器再吊装塔筒。现有技术无法满足这样的施工需求。同时，风力发电塔高度可观，向位于高处的阻尼器内注水也相当困难。

技术实现思路

[0007]基于以上问题，本专利技术提供一种风力发电机组塔筒的内置式阻尼器，采用了可以在地面完成安装的阻尼器结构，从而消除了安装困难，提高了安装效率。在此基础上，本专利技术还提供了该种调谐液体阻尼器的安装方法。
[0008]为了实现专利技术目的一，本专利技术采用如下技术方案：一种风力发电机组塔筒的内置式阻尼器，包括阻尼组件，阻尼组件内包括：箱体，俯视形状为圆环形，横截面形状为开口向上的U形；水囊，为环形的密封体，薄、软材质制成，充盈状态下水囊紧贴箱体的内侧壁；水囊内填充有调谐液体和空气；
固定座，将箱体固定在塔筒的内部。
[0009]作为优选，水囊内灌注的空气的气压为5~10KPa。
[0010]作为优选，水囊内固定有若干隔板，隔板沿横截水囊的方向设置，每个隔板上均设有若干通孔。
[0011]作为优选，箱体的底面上或水囊的底面上横贯的设有若干条向上凸起的阻尼筋），阻尼筋的截面形状为由底部向上端逐渐收敛的形状。
[0012]作为优选，调谐液体在充盈的水囊内的高度为h1，阻尼筋的凸起高度为h2，有1/2≤h2:h1≤1/10。
[0013]作为优选，水囊内固定有隔板，隔板一一对应的位于各阻尼筋的正上方；隔板的上、左、右侧边均与水囊的内侧壁封闭连接，下侧边与阻尼筋的顶端之间设有间隙。
[0014]作为优选，调谐液体在充盈的水囊内的高度为h1，隔板下侧边与阻尼筋的顶端之间的间隙为h3，有0.5≤h3:h1≤1.5。
[0015]作为优选，调谐液体为防冻液。
[0016]作为优选，箱体上设有贯通的液位观察孔，液位观察孔旁设有液位刻度线。
[0017]作为优选，阻尼组件的数量为多个，在塔筒的上下方向上层叠布置。
[0018]本方案设计的风力发电机组塔筒的内置式阻尼器，包括阻尼组件，阻尼组件则包括箱体、水囊和固定座。箱体的俯视形状为环形，截面形状为U形，结构上可以是由数个扇环形的U形槽首尾拼接而成。箱体是由固定座固定在塔筒的内部，自身不承担密封储水的功能，只承担承载水囊的作用。水囊为密封体，以薄、软、密封材质制成，形状为环形。工作状态下，水囊内将填充调谐液体和空气至充盈，其中灌注的空气的气压为5~10KPa，充盈状态下水囊紧贴箱体U形槽的侧壁和槽底。调谐液体的具体选择和数量多寡由本领域技术人员根据设计需要决定。在这个基础设计方案中，由于密封盛水的作用完全由水囊实现，因此对箱体密封性不再有严格要求，在确保安全稳定的承载效果前提下，可以充分进行强化、减重、镂空等设计。采用本方案，不再有向高处注水的麻烦，而是直接在地面将水囊放置在箱体中，再向水囊中注水注气，完成后塔筒吊起，因此可以大幅降低作业难度，提高作业效率。对于增加阻尼效果，有以下两种细分措施：其一，在水囊中固定安装带孔的隔板，隔板的延伸方向是横截水囊的方向，主要起到对水囊内液体流动的阻滞作用，可以增大阻尼效果。隔板的数量、通孔的尺寸和数量等参数，与阻尼的效果有关，可以由本领域技术人员根据设计需要自行决定。其二，在箱体的底面上或水囊的底面固定设计上凸的阻尼筋，阻尼筋的延伸方向横贯箱体环形的方向，阻尼筋的截面形状为下大上小的收敛形状，例如三角形、梯形等。当水囊中的调谐液体流经阻尼筋所在位置时，受到阻尼筋的截面形状的阻力而形成向上爬升的升力，同时对阻尼筋形成向下的压力，这种压力传递到塔筒，对提高高塔的稳定性有显著的好处。在设置阻尼筋的基础上，还可以添加隔板作为进一步的优化。隔板设置位置与阻尼筋的设置位置上下对应。此时的隔板就是完全密封的隔板了，不仅自身不带通孔，而且隔板的上、左、右侧边与水囊的内侧壁封闭连接，仅下侧边与阻尼筋的顶端之间设有间隙，调谐液体仅能从此间隙中流过，从而强化了流动的调谐液体对阻尼筋的作用力。为了避免气温过低导致调谐液体冻结，选择以防冻液作为调谐液体，或在其它已知合适的调谐液体中掺有合适比例的防冻液。箱体上设有液位观察孔以观察水囊内的页面高度，液位刻度线用来读取液面高度的数值，从而保证合适水囊内调谐液体的合适体积。如果水囊的主体材料
是不透明的，则应当在液位观察孔对应位置设置一小块透明材质制成的窗口，以便观察。此外，水囊和箱体之间可以用一些固定结构进行相对固定，水囊上设计有进水阀门出水阀门等，均为本领域技术人员的公知技术，此处不做赘述。在某些设计中，一个阻尼器中可以包括几个阻尼组件，这几个阻尼组件可以在塔筒的上下方向上层叠布置。
[0019]为了实现专利技术目的二，本专利技术采用如下技术方案：一种风力发电机组塔筒的内置式阻尼器的安装方法，包括如下步骤：一、在塔筒上部内壁上安装固定座；二、将数个U形槽与固定座连接，并首尾拼接成箱体；三、将水囊的出水阀门关闭，并放入箱体的出水口内，水囊的其余未展开部分平铺于箱体内；四、如果塔筒已吊装处于垂直状态，用水泵从水囊的进水阀门注入一定量的调谐液体；如果塔筒处于水平状态，先用侧向挡板临时封住下部箱体的端面，再用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组塔筒的内置式阻尼器，其特征是，包括阻尼组件，阻尼组件内包括：箱体（1），俯视形状为圆环形，横截面形状为开口向上的U形；水囊（2），为环形的密封体，薄、软材质制成，水囊（2），充盈状态下水囊（2）紧贴箱体（1）的内侧壁；水囊（2）内填充有调谐液体（22）和空气（23）；固定座（3），将箱体（1）固定在塔筒（4）的内部。2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组塔筒的内置式阻尼器，其特征是，水囊（2）内灌注的空气（23）的气压为5~10KPa。3.根据权利要求1或2所述的一种风力发电机组塔筒的内置式阻尼器，其特征是，水囊（2）内固定有若干隔板（21），隔板（21）沿横截水囊（2）的方向设置，每个隔板（21）上均设有若干通孔。4.根据权利要求1或2所述的一种风力发电机组塔筒的内置式阻尼器，其特征是，箱体（1）的底面上或水囊（2）的底面上横贯的设有若干条向上凸起的阻尼筋（113），阻尼筋（113）的截面形状为由底部向上端逐渐收敛的形状。5.根据权利要求4所述的一种风力发电机组塔筒的内置式阻尼器，其特征是，调谐液体（22）在充盈的水囊（2）内的高度为h1，阻尼筋（113）的凸起高度为h2，有1/2≤h2:h1≤1/10。6.根据权利要求4所述的一种风力发电机组塔筒的内置式阻尼器，其特征是，水囊（2）内固定有隔板（21），隔板（21）一一对应的位于各阻尼筋（113）的正上方；隔板（21）的上、左、右侧边均与水囊（2）的内侧壁封闭连接，下侧边与阻尼筋（113）的顶端之间设有间隙。7.根据权利要求5所述的一种风力发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学平，罗勇水，沈凤亚，赵海燕，艾真伟，
申请(专利权)人：浙江运达风电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：