塔架部段布置结构、拉索式风力涡轮机塔架、风力涡轮机以及用于组装风力涡轮机的方法技术

本发明专利技术涉及塔架部段布置结构、拉索式风力涡轮机塔架、风力涡轮机以及用于组装风力涡轮机的方法。用于风力涡轮机的拉索式塔架的塔架部段布置结构，其包括：塔架部段，其包括具有外表面的壁，该外表面具有周界；至少两个支架，其在壁周界上的不同位置附接到壁的外表面；及至少两个拉索，每个拉索在第一端连接到一个支架并在第二端连接到缆索基座，其中在竖立的风力涡轮机的顶视图中，当相应拉索拉紧时每个拉索与相应支架处外周界的切线间成90

【技术实现步骤摘要】
塔架部段布置结构、拉索式风力涡轮机塔架、风力涡轮机以及用于组装风力涡轮机的方法


[0001]本专利技术涉及用于风力涡轮机的拉索式塔架的塔架部段布置结构、拉索式风力涡轮机塔架、风力涡轮机以及用于组装风力涡轮机的方法。

技术介绍

[0002]在给定位置处的风力涡轮机的能量产生随着转子轮毂的高度而增加，并且因此随着塔架的高度而增加。然而，当增加塔架高度时，塔架的结构要求是挑战和限制因素之一。
[0003]风力涡轮机塔架承受各种载荷，例如来自机舱和塔架本身的重量的静态载荷，以及例如由转子推力以及由空间上不均匀和时间上不稳定的接近的风引起的动态载荷。此外，为高而细的结构的风力涡轮机塔架通常容易受到振动的影响。因此，由于接近塔架的本征频率的激发而引起的共振引发载荷可能会起重要作用。
[0004]增加风力涡轮机塔架的高度需要增加其结构强度和刚度。增加塔架的直径和/或其壁的厚度受到运输和成本问题限制。
[0005]可替代地，可以通过将风力涡轮机塔架设计为使用拉索（stay cable）的拉索式塔架来增加其结构强度和刚度。照常规，这些拉索被锚定在风力涡轮机塔架壁的内表面处。然而，内部附接装置会占用塔架内的空间，该空间可能是诸如梯子、电梯、电缆和平台之类的其他元件所需的。此外，还需要额外的平台来接近该内部附接装置。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的在于提供一种用于风力涡轮机的拉索式塔架的改进的塔架部段布置结构。此外，本专利技术的一个目的在于提供一种改进的拉索式风力涡轮机塔架和一种改进的风力涡轮机。本专利技术的另一目的在于提供一种用于组装风力涡轮机的改进的方法。
[0007]根据第一方面，提供了一种用于风力涡轮机的拉索式塔架的塔架部段布置结构。所述塔架部段布置结构包括：塔架部段，其包括具有外表面的壁，所述外表面具有周界，至少两个支架，其在所述壁的周界上的不同位置处附接到所述壁的外表面，以及至少两个拉索，其中，每个拉索在其第一端处连接到所述支架中的一个，并且被构造成用于在其第二端处连接到缆索基座，以及其中，在竖立的风力涡轮机的顶视图中，当相应的拉索拉紧时，每个拉索与相应的支架处的外周界的切线之间的角度具有90
°
的值。
[0008]使拉索连接到附接在塔架部段壁的外表面处的支架允许更容易地将拉索锚定在塔架处。例如，其允许将拉索从塔架的外部连接到塔架部段。因此，不需要用于从内部附接拉索的塔架内部的附加平台。例如，其允许在风力涡轮机的安装期间提升塔架部段之前连接支架和/或拉索。此外，连接装置不占用塔架内部的空间，该空间是其他设备所需的。
[0009]通过将拉索布置成使得在竖立的风力涡轮机的顶视图中，每个拉索与相应支架处的外周界的切线之间的角度具有90
°
的值，支撑塔架所需的拉索更少。例如，三个拉索可能足以提供所需的塔架结构强度。在具有较少的拉索的情况下，塔架周围的区域不那么拥挤，从而允许更容易地接近塔架以及更容易地维护塔架。
[0010]风力涡轮机是将风的动能转换成电能的设备。例如，风力涡轮机包括：具有一个或多个叶片的转子；包括发电机的机舱；以及塔架，该塔架在其顶端处保持机舱。风力涡轮机的塔架连接到风力涡轮机的基座。风力涡轮机例如是陆上风力涡轮机。
[0011]塔架例如具有120
–
180米或更高的高度。该塔架特别是包括拉索的拉索式风力涡轮机塔架。这些拉索支撑塔架的结构刚度和劲度。因此，拉索确保了塔架在疲劳载荷和极端载荷方面的稳定性。特别地，拉索确保了塔架在风引起的动态事件方面的稳定性。
[0012]塔架例如包括在塔架部段法兰处栓接到彼此的若干个塔架部段。拉索借助于支架所锚定在的塔架部段例如是塔架的上半部分的塔架部段。拉索借助于支架所锚定在的塔架部段例如是可以竖直运输的短塔架部段。其高度例如小于其直径。例如，其具有1.5
–
3米的高度。但是，它也可具有不同的高度。例如，当塔架部段例如在架设地点处竖直地竖立在地面上时，拉索可被附接到塔架部段。
[0013]塔架部段的壁特别是塔架部段的外壁。
[0014]该至少两个支架在该壁的周界上的不同位置处附接到该壁的外表面。该不同位置特别是在周界上以均匀的间隔彼此隔开。因此，连接到支架的该至少两个拉索特别是布置成围绕塔架部段和塔架均匀地隔开。这是有利的，因为拉索仅提供拉力而不提供压缩力。
[0015]拉索是具有高拉应力抗性的结构构件。拉索例如由金属制成，所述金属特别是钢，例如高强度钢。
[0016]每个拉索例如包括一股或多股绞线。每个拉索例如包括索芯。每个拉索例如包括涂层。
[0017]每个拉索和相应支架处的外周界的切线之间的90
°
的角度应理解为大约90
°
的角度。这意味着其包括大约90
°
的值，例如，处于正好80
°
至正好100
°
、正好85
°
至正好95
°
和/或正好88
°
至正好92
°
的范围内的值。
[0018]缆索基座例如由混凝土制成。例如，它们被埋入地中。拉索例如通过连接装置来连接到缆索基座，该连接装置部分地嵌入混凝土中。
[0019]根据一个实施例，该至少两个支架借助于螺栓来附接到壁的外表面。
[0020]因此，用于拉索的支架可以被容易地附接到塔架部段的外壁表面。在将塔架部段运输到风力涡轮机的架设地点之后，支架例如可以借助于螺栓来附接到塔架部段的塔架壁。这允许更容易地运输塔架部段，因为与带有支架的塔架部段相比，没有支架的塔架部段具有较小的直径。例如，每个支架从塔架部段壁延伸大约0.5
–
1米。在该示例中，没有支架的塔架部段将比附接有支架的塔架部段小大约1
‑
2米。
[0021]此外，在一些国家中存在关于陆上运输的对象的宽度/直径的限制规定。这样的限制规定例如可能要求所运输对象的直径小于4.5米。但是，在附接支架的情况下，大型风力涡轮机塔架的塔架部段可能具有超过4.5米的直径。因此，在运输塔架部段之后附接支架可以使塔架部段的陆上运输也在具有此类规定的国家中成为可能。
[0022]支架特别是包括若干个通孔以用于接收螺栓。
[0023]根据另一实施例，该塔架部段布置结构包括焊接到壁的外表面的附接装置，其中，该至少两个支架被栓接到该附接装置。
[0024]焊接到外表面的附接装置例如包括小的竖直、周向和/或部分周向的板，该板具有通孔以接收螺栓。该附接装置例如可以包括环，该环包围塔架部段的外周界。
[0025]具有该附接装置允许甚至更容易地附接支架。
[0026]根据另一实施例，该塔架部段壁包括壁通孔，并且该至少两个支架借助于穿过该壁通孔插入的螺栓来栓接到该壁的外表面。
[0027]因此，支架可以直接栓接到塔架部段的壁。例如，当塔架部段仍在地面上时，支架可被栓接到塔架部段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风力涡轮机（1）的拉索式塔架（6）的塔架部段布置结构（13、113、213），所述塔架部段布置结构（13、113、213）包括：塔架部段（9、109、209），其包括具有外表面（15、115、215）的壁（16、116、216），所述外表面（15、115、215）具有周界（23），至少两个支架（14、114、214），其在所述壁的周界（23）上的不同位置（A、B、C）处附接到所述壁（16、116、216）的所述外表面（15、115、215），以及至少两个拉索（11），其中，每个拉索（11）在其第一端（24）处连接到所述支架（14、114、214）中的一个，并且被构造成用于在其第二端（25）处连接到缆索基座（12），以及其中，在竖立的风力涡轮机（1）的顶视图中，当相应的拉索（11）拉紧时，每个拉索（11）与相应的支架（14、114、214）处的外周界（23）的切线（22）之间的角度（α）具有90
°
的值。2.根据权利要求1所述的塔架部段布置结构（113、213），其中，所述至少两个支架（114、214）借助于螺栓（37、43、44）来附接到所述壁（116、216）的所述外表面（115、215）。3.根据权利要求2所述的塔架部段布置结构（213），包括焊接到所述壁（216）的所述外表面（215）的附接装置（40、41），其中，所述至少两个支架（214）被栓接到所述附接装置（40、41）。4.根据权利要求2所述的塔架部段布置结构（113），其中，塔架部段壁（116）包括壁通孔（36），并且所述至少两个支架（114）借助于穿过所述壁通孔（36）插入的螺栓（37）来栓接到所述壁（116）的所述外表面（115）。5.根据权利要求1所述的塔架部段布置结构（13），其中，所述至少两个支架（14）被焊接到所述壁（16）的所述外表面（15）。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的塔架部段布置结构（13、113、213），其中：所述至少两个支架（14、114、214）中的每一个包括板状结构（20、120、220），在竖立的风力涡轮机（1）的顶视图中，所述板状结构（20、120、220）中的每一个相对于相应的板状结构（20、120、220）处的外周界（23）的切线（22）以90
°
的角度（α）布置，所述板状结构（20、120、220）中的每一个在平行于所述切线（22）的方向上包括支架通孔（17、117、217），以及所述支架通孔（17、117、217）中的每一个被构造成用于与相应的拉索（11）的所述第一端（24）连接。7.根据权利要求6所述的塔架部段布置结构（13、113、213），其中：所述至少两个拉索（11）中的每一个在其第一端（24）处与具有两个U形夹通孔（33）的U形夹（26）连接，每个U形夹（26）被布置成使得其两个U形夹通孔（33）和相应的支架通孔（17、117、217）彼此对准，以及所述至少两个拉索（11）中的每一个通过销（27）来连接到所述支架（14、114、214）中的一个，所述销（27）穿过相应的两个U形夹通孔（33）和相应的支架通孔（17、117、21...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源创新与技术有限公司，
类型：发明
国别省市：