一种自复位海上风力发电机塔架制造技术

本发明专利技术公开一种自复位海上风力发电机塔架，涉及海上风力发电机塔架技术领域，包括导管架与通过自复位摩擦摆设置的塔台，自复位摩擦摆包括上支座板、下支座板、滑块和第一阻尼机构，上支座板固定在塔台的底部，且下表面中部为上凹弧面，下支座板固定在导管架的顶部，滑块设置在上支座板与下支座板之间，且上表面为与上凹弧面配合的上凸弧面，下表面为与下凹弧面配合的下凸弧面；第一阻尼机构的顶端、底端分别连接在上支座板与下支座板上；本发明专利技术通过在导管架与塔台之间设置自复位摩擦摆，通过上支座板与滑块、滑块与下支座板之间的摩擦进行耗能，提高塔架的抗震和抗冲击能力，避免导管架、塔台的刚性连接在强震动、强冲击情况下破坏的情况出现。破坏的情况出现。破坏的情况出现。

【技术实现步骤摘要】
一种自复位海上风力发电机塔架


[0001]本专利技术涉及海上风力发电机塔架
，特别是涉及一种自复位海上风力发电机塔架。

技术介绍

[0002]随着全球经济的飞速发展，对电力资源的消耗也越来越大，而目前对电力需求量大的绝大部分发展中国家，包括我国在内，甚至部分发达国家，大部分电能仍然来源于传统的煤炭发电，尽管采取脱硫等一系列环保措施，但传统发电行业带来的环境污染以及煤炭消耗依然严重，在全球能源危机以及生态破坏等一系列问题的大环境下，加快电力能源产业的转型，增加可再生能源的产量、减少煤炭资源的消耗以及二氧化碳的排放显得尤为关键。在这种背景下，风能已逐渐发展成长为各国可再生能源的主力军，风能发电的清洁可再生属性相较于煤炭发电具有得天独厚的天然优势，作为一种可再生、可预测的清洁型能源，风能已成为世界各国新能源开发领域的重要能源。
[0003]我国海域面积广泛，海岸线漫长，是一个风能资源蕴含量巨大的国家，据估算，仅在水深5米
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50米、离海岸100米处的近海，实际海上风电可装机容量就达到约25亿KW，潜力巨大。目前采用具有延伸至海床塔架的导管架支撑结构基础的海上风力发电机(适用于30m至90m深度的中深水域)成为一种新的趋势。
[0004]现有的塔架结构通常是采用横撑、斜撑和斜拉索进行强度上的补强，同时横撑和斜撑采用可压缩变形并自复位的材料，使得塔架具有一定的抗震、自复位功能，如申请号为“201510351272.0”，名称为“自复位导管架海洋平台及其制作方法”的专利技术专利，但是其结构复杂，占用了额外的海域面积。申请号为“202110541715.8”的专利技术专利公开的塔架机构中，将柱状的塔架设置在基座上，此种结构的塔架占用空间小，安装方便，但是连接位置薄弱，受到强震动时容易发生破坏，对环境因素(风、浪、流、冰)以及非人为作用下(船舶撞击)的冲击抵御能力较弱。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种自复位海上风力发电机塔架，以解决现有技术存在的问题，提高塔架的抗震、抗冲击能力，避免导管架、塔台的刚性连接在强震动、强冲击情况下破坏的情况出现。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种自复位海上风力发电机塔架，包括导管架与通过自复位摩擦摆设置在所述导管架顶部的塔台，所述自复位摩擦摆包括上支座板、下支座板、滑块和第一阻尼机构，所述上支座板固定在所述塔台的底部，且下表面中部为上凹弧面，所述下支座板固定在所述导管架的顶部，且上表面中部为下凹弧面，所述滑块设置在所述上支座板与所述下支座板之间，且上表面为与所述上凹弧面配合的上凸弧面，下表面为与所述下凹弧面配合的下凸弧面；所述第一阻尼机构的顶端、底端分别连接在所述上支座板与所述下支座板上，且所述第一阻尼机构能够在竖直方向和水平
方向上产生形变。
[0007]优选的，所述下支座板上还设置有用于对所述滑块进行限位的环形限位板，所述环形限位板设置在所述滑块与所述第一阻尼机构之间。
[0008]优选的，所述第一阻尼机构包括若干记忆合金丝，所述记忆合金丝均匀分布在所述环形限位板的外围，所述记忆合金丝的顶端、底端分别固定在所述上支座板、所述下支座板上。
[0009]优选的，所述下支座板上还固定有筒形固定件，所述筒形固定件的套设在所述塔台的底部外围，所述筒形固定件内壁具有缓冲层，所述缓冲层与所述塔台外壁紧贴。
[0010]优选的，所述筒形固定件的底部为锥形形状。
[0011]优选的，所述导管架包括若干导管腿，所述导管腿包括相套设的第一内金属管和第一外金属管，所述第一内金属管与所述第一外金属管之间填充有ACF仿生材料。
[0012]优选的，相邻所述导管腿之间连接有斜撑，所述斜撑包括两端部均固定在所述导管腿上的钢芯，所述钢芯的外部套设有约束套管，所述约束套管与所述钢芯之间填充有砂浆，且所述钢芯表面涂有无黏结隔离材料。
[0013]优选的，所述导管架还包括位于所述若干导管腿顶部的顶板，所述顶板的底部通过钢索连接一重力块，沿所述重力块的周向，所述重力块均匀连接若干第二阻尼机构，所述第二阻尼机构的另一端连接在所述导管腿上。
[0014]优选的，所述塔台包括相套设的第二内金属管和第二外金属管，所述第二内金属管与所述第二外金属管之间填充有超高性能纤维增强混凝土。
[0015]优选的，所述塔台的外壁上套设有套筒，所述套筒上具有环形翼缘，所述环形翼缘与所述顶板之间连接有若干拉索。
[0016]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0017]1、本专利技术通过在导管架与塔台之间设置自复位摩擦摆，通过上支座板与滑块、滑块与下支座板之间的摩擦进行耗能，提高塔架的抗震和抗冲击能力，避免导管架、塔台的刚性连接在强震动、强冲击情况下破坏的情况出现；
[0018]2、本专利技术中上支座板与滑块的接触面、下支座板与滑块下表面的接触面均为弧面，当三者之间发生相对滑移后，在第一阻尼机构的作用下更易进行复位，保证结构的稳定；
[0019]3、本专利技术中的导管腿包括第一外钢管、第一内钢管和ACF仿生材料，能够明显提高导管腿的抗冲击能力；塔台包括第二外钢管、第二内钢管和超高性能纤维增强混凝土，增强了塔台的几何稳定性，并延缓钢管过早地发生局部屈曲，从而提高了塔台的承载能力，与普通中空塔台相比，具有更优越的力学性能；
[0020]4、本专利技术中斜撑、重力摆耗能机构、自复位摩擦摆、拉索的设置均可拆卸固定的方式，塔架整体为装配式结构、有效避免了水下焊接的复杂过程，以及焊接强度不够带来的安全隐患，同时可拆卸连接的方式使得塔架实现可循环利用。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术中自复位海上风力发电机塔架的整体结构示意图；
[0023]图2为自复位摩擦摆的结构示意图；
[0024]图3为斜撑的结构示意图；
[0025]图4为导管腿的截面图；
[0026]图5为塔台的截面图；
[0027]图6为重力摆耗能机构的结构示意图；
[0028]图7为阻尼器端部与导管腿的连接结构示意图；
[0029]图8为拉索与塔台的连接结构示意图；
[0030]图9为拉索与顶板的连接结构示意图；
[0031]其中，1、塔台；2、上支座板；3、下支座板；4、滑块；5、记忆合金丝；6、环形限位板；7、筒形固定件；8、导管腿；10、第一内钢管；11、第一外钢管；12、ACF仿生材料；13、钢芯；14、约束套管；15、砂浆；16、顶板；17、重力球；18、阻尼器；19、阻尼器支座；20、抱圈；21、第二内钢管；22、第二外钢管；23、超高性能增强混凝土；24、套筒；25本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自复位海上风力发电机塔架，其特征在于，包括导管架与通过自复位摩擦摆设置在所述导管架顶部的塔台，所述自复位摩擦摆包括上支座板、下支座板、滑块和第一阻尼机构，所述上支座板固定在所述塔台的底部，且下表面中部为上凹弧面，所述下支座板固定在所述导管架的顶部，且上表面中部为下凹弧面，所述滑块设置在所述上支座板与所述下支座板之间，且上表面为与所述上凹弧面配合的上凸弧面，下表面为与所述下凹弧面配合的下凸弧面；所述第一阻尼机构的顶端、底端分别连接在所述上支座板与所述下支座板上，且所述第一阻尼机构能够在竖直方向和水平方向上产生形变。2.根据权利要求1所述的自复位海上风力发电机塔架，其特征在于，所述下支座板上还设置有用于对所述滑块进行限位的环形限位板，所述环形限位板设置在所述滑块与所述第一阻尼机构之间。3.根据权利要求2所述的自复位海上风力发电机塔架，其特征在于，所述第一阻尼机构包括若干记忆合金丝，所述记忆合金丝均匀分布在所述环形限位板的外围，所述记忆合金丝的顶端、底端分别固定在所述上支座板、所述下支座板上。4.根据权利要求3所述的自复位海上风力发电机塔架，其特征在于，所述下支座板上还固定有筒形固定件，所述筒形固定件的套设在所述塔台的底部外围，所述筒形固定件内壁具有缓冲层，所述缓冲层与所述塔台外壁紧贴。5.根据权利要求4所述的自复...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫清峰，张纪刚，马哲昊，宋罕宇，时成龙，王向英，崔传龙，赵国良，古驰，陈德刚，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：