一种塔筒及自对准可旋转风力涡轮机支撑系统技术方案

本发明专利技术的实施例提供了一种塔筒及自对准可旋转风力涡轮机支撑系统，涉及风力发电机组的基础技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种塔筒及自对准可旋转风力涡轮机支撑系统


[0001]本专利技术涉及风力发电机组的支撑塔架与基础技术，具体而言，涉及一种塔筒及自对准可旋转风力涡轮机支撑系统
。

技术介绍

[0002]目前的风力发电涡轮机大多采用水平轴涡轮机
。
固定底座
、
圆柱塔筒
、
塔顶主动偏航控制是目前水平轴风力机支撑系统的三大基本要素，很长一段时间以来就基本没有结构性的改变过
。
[0003]近年来，陆上和海上风能生产都在快速增长
。
然而，经过多年的技术进步
,
平准化电力成本
(LCOE)
仍然相对较高，尤其是海上风电，因为需要使用专业设备来完成海上风机基础的建造作业
。
与前期相比，最近海上风电开发项目需要去更深的水域和更恶劣的地点，因此，平准化电力成本
(LCOE)
甚至更高
。
[0004]为了降低平准化电力成本
(LCOE)
，近来海上风电场的涡轮机越来越大
。
虽然从理论上讲，随着基础数量的减少，涡轮机容量的增加将导致每兆瓦电总成本的减少
。
但这种依赖性不是简单的线性关系，尤其是当选择更大的涡轮机导致更昂贵的基础形式时
。
例如必须使用导管架而不是使用单桩基础
。
单桩是最便宜的基础类型形式，但是因为单桩随着涡轮机越来越大，其尺寸也越来越大，以至于它在安装和制造能力方面达到了极限
。
因此，大型涡轮机或更困难的风场必须使用更昂贵的地基形式，例如导管架或更复杂的安装程序
。
随着场地条件越来越具有挑战性，水深越来越深，成本的增加将影响海上风电开发的可行性，从而阻碍海上风电的发展
。
[0005]由于制造
/
安装技术的可行性问题和海上风电开发的高成本，使用当前流行的风力涡轮机支撑系统可能成为抵抗更大的负载需求的瓶颈
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是通过提供了一种塔筒及自对准可旋转风力涡轮机支撑系统，能够改善大容量风机开发成本较高的问题
。
[0007]本专利技术的实施例可以这样实现：
[0008]本专利技术的实施例提供了一种塔筒，所述塔筒呈柱状，所述塔筒的横截面包括由弧线段
、
第一连接线
、
卡姆背线以及第二连接线依次首尾相连围成的轮廓线，所述弧线段
、
所述第一连接线以及所述第二连接线围成泪滴造型或者椭圆造型，所述弧线段的开口宽度尺寸大于所述卡姆背线的开口宽度
。
[0009]另外，本专利技术的实施例提供的塔筒还可以具有如下附加的技术特征：
[0010]可选地，所述塔筒的横截面以所述弧线段的中心到所述卡姆背线的中心延伸的连线为中心对称轴
。
[0011]可选地，所述第一连接线与所述第二连接线呈弧形或者直线
。
[0012]可选地，所述弧线段呈半圆弧；所述弧线段的开口宽度为所述弧线段的直径
。
[0013]可选地，在风速
5m/s
到
50m/s
，雷诺数在
1.125x106和
1.126x107的范围内的情况下，
L/D
＞
2.5
，其中，
L
为所述卡姆背线到所述弧线段的最长距离，
D
为所述弧线段的开口宽度
。
[0014]可选地，在雷诺数
Re
＝
105的情况下，
L/D
＞
3.9。
[0015]本专利技术的实施例还提供了一种自对准可旋转风力涡轮机支撑系统，包括旋转底座以及塔筒；所述塔筒转动设置在所述旋转底座上
。
[0016]可选地，所述自对准可旋转风力涡轮机支撑系统还包括回转构件；所述塔筒通过所述回转构件与所述旋转底座配合形成偏航运动副，所述回转构件的转动中心与所述弧线段对应的圆心重合，或者所述回转构件的转动中心与所述弧线段对应的圆心偏离，且偏离距离小于所述弧线段对应的圆半径
。
[0017]可选地，所述自对准可旋转风力涡轮机支撑系统还包括机舱；所述机舱与所述塔筒固定连接
。
[0018]可选地，所述自对准可旋转风力涡轮机支撑系统还包括被动偏航控制系统或者半主动偏航控制系统；所述被动偏航控制系统或者所述半主动偏航控制系统设置在所述旋转底座内，所述被动偏航控制系统或者所述半主动偏航控制系统用于对所述机舱以及所述塔筒进行偏航控制
。
[0019]本专利技术实施例的塔筒及自对准可旋转风力涡轮机支撑系统的有益效果包括，例如：
[0020]塔筒，塔筒呈柱状，塔筒的横截面包括由弧线段
、
第一连接线
、
卡姆背线以及第二连接线依次首尾相连围成的轮廓线，弧线段
、
第一连接线以及第二连接线围成泪滴造型或者椭圆造型，弧线段的开口宽度尺寸大于卡姆背线的开口宽度
。
[0021]通过空气动力学形状设计塔筒横截面结构，减轻塔筒重量和减少风载荷
.
因此减少支撑结构的负载，因负载减少而降低风力涡轮机基础建设成本，解决大容量风机开发成本较高的问题
。
[0022]自对准可旋转风力涡轮机支撑系统，包括上述的塔筒及与塔筒配合的旋转底座，能够改善风力涡轮机大容量风机开发成本较高的问题
。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图
。
[0024]图1为本实施例提供的塔筒的第一种横截面示意图；
[0025]图2为本实施例提供的塔筒简化后的横截面示意图；
[0026]图3为本实施例提供的塔筒简化后的受风力的示意图；
[0027]图4为本实施例提供的自对准可旋转风力涡轮机支撑系统的结构示意图
。
[0028]图标：
100
‑
塔筒；
110
‑
弧线段；
120
‑
第一连接线；
130
‑
卡姆背线；
140
‑
第二连接线；
200
‑
自对准可旋转风力涡轮机支撑系统；
210
‑
机舱；
220
‑
旋转底座
。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种塔筒，其特征在于，所述塔筒呈柱状，所述塔筒的横截面包括由弧线段
(110)、
第一连接线
(120)、
卡姆背线
(130)
以及第二连接线
(140)
依次首尾相连围成的轮廓线，所述弧线段
(110)、
所述第一连接线
(120)
以及所述第二连接线
(140)
围成泪滴造型或者椭圆造型，所述弧线段
(110)
的开口宽度尺寸大于所述卡姆背线
(130)
的宽度
。2.
根据权利要求1所述的一种塔筒，其特征在于：所述塔筒的横截面以所述弧线段
(110)
的中心到所述卡姆背线
(130)
的中心延伸的连线为中心对称轴
。3.
根据权利要求2所述的一种塔筒，其特征在于：所述第一连接线
(120)
与所述第二连接线
(140)
呈弧形或者直线
。4.
根据权利要求2所述的一种塔筒，其特征在于：所述弧线段
(110)
呈半圆弧；所述弧线段
(110)
的开口宽度为所述弧线段
(110)
的直径
。5.
根据权利要求1‑4任一项所述的一种塔筒，其特征在于：在风速
5m/s
到
50m/s
，雷诺数在
1.125x106和
1.126x107的范围内的情况下，
L/D
＞
2.5
，其中，
L
为所述卡姆背线
(130)
到所述弧线段
(110)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵旺文，
申请(专利权)人：海南强风科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：