塔楼式风力发电站结构制造技术

一种立体分布式风力发电站结构。它是在有风能的地域构筑风力发电站安装塔楼。塔楼由塔楼支柱体、塔楼吊楼和塔楼挑梁组成，有若干层、数百米高。塔楼支柱体是由承重柱组成的多边形结构；塔楼支柱体由下而上每间隔一定高度向外构筑呈放射状分布的塔楼吊楼和塔楼挑梁，塔楼挑梁在上，塔楼吊楼在下。塔楼挑梁用于安装垂直轴式风力发电机的风轮机；塔楼吊楼用于安装风力发电机的发电机及其它部件。风力发电机在塔楼上呈立体分布。塔楼可以单独构筑，也可以多个组合构筑，还可以成排成列分布构筑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种立体分布式风力发电站结构，尤其是包含风力发动机安装塔的风力发电站结构。
技术介绍
目前，公知的风力发电站结构，是由至少1套风力发动机、1座输变电站、以及电力传输导线构成。通常风力发动机等设备安装在塔筒顶部，其风轮机旋转轴与水平面垂直。在实践中，专利技术创造者和工程技术人员为了能充分利用风能，提高风力发动机的风能转换效率，尽可能地把风力发动机设计得更大、安装得更高。如，从互联网上搜索得知， 目前大型风力发动机的风轮叶片长度达到77米，塔筒高度达到120米，风力发动机最高处离地面达到180多米。这就出现了一些问题那么高大的设备，在生产制造、运输、安装、维护管理诸多方面必然存在许多困难，且在这样的基础上要进一步做得更高、更大则困难更多，潜力也有限，而如果风力发动机不能做得更大、更高，地球表面相对更高空间的风能就不能得到充分开发利用，而测量实践恰恰证明，在相对地面更高空的风能能量更大。在公知的风力发电站结构中，风力发动机通常是单一层次分布在地面上，一座总装机容量几十万千瓦以上的风力发电站，即使是在平原地区所需场地面积也要几十平方公里至上百平方公里，因此通常也叫风电场。这就出现了另一些问题建造一个中等规模的风力发电站尚需占用这么宽的地域，其场地利用效率显然不理想。而在地球表面的陆地加上近岸浅海区，能够适合建造风力发电站的地域是有限的，如果不能更有效提高场地利用率， 风力发电站建设必然会因地表面积的限制而影响其发展前景。另外，风力发动机分布在广漠的原野上，排列间距那么远，电能输出成本高、损耗大，管理维护困难多、费用高，这些都是给降低电能生产成本，提高营运效益带来负面影响而又非常重要的问题。为了解决这些问题，广大专利技术创造者和工程技术人员进行了不断的探索和试验， 以寻求理想的解决方案。如，加拿大电力公司专利技术了一种高空气球式风力发动机。显然，这一方案能够实现利用地面上更高空间风能的目的，但能否运用这一方案建造大型风力发电站还需工程技术人员实践证明；又如，中国专利公告CN20096拟62y中公开了一种“风力发电站”技术方案，其结构是四周围有立柱，并用横梁连接，在横梁的中心设有承载架，承载架上安装风力发电机等设备。该方案能够利用地面上更高空间的风能，但仍存在风力发动机安装密度不够，单位面积装机容量不理想的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种风力发电站结构，在于更充分有效增加风力发动机安装密度，增大单位面积风力发动机装机容量，且能有效节省工程投资，降低运营成本。3为了解决上述技术问题，本专利技术的风力发电站结构是将若干套风力发动机安装在一座塔楼上。塔楼包含塔楼支柱体、塔楼吊楼和塔楼挑梁，风力发动机安装在塔楼吊楼和塔楼挑梁上，塔楼至少2层以上至几十层或更多层，高度有几十米至几百米或更高，风力发动机在塔楼上立体分布。塔楼支柱体由至少2根以上与地面垂直的承重柱组成，相邻的承重柱之间用横梁联结。承重柱的分布状态为横切面呈多边形，多边形内自然构成为塔楼支柱体内部空间，安装有电能输出导线和起重升降设备、人员上下梯等附属设施。塔楼支柱体和承重柱的横切面积从地面向上由大逐渐分段缩小。底部承重柱的规格较大，往上逐渐缩小。底部承重柱的数量最多，往上逐渐减少直到剩下最内层的。由最内层承重柱构成的支柱体通常封闭，以外的不封闭。塔楼支柱体的另一种结构是横切面积从地面向上大小一致，承重柱的数量自下而上一致，承重柱的规格自下而上逐渐缩小，支柱体自下而上封闭。塔楼吊楼以塔楼支柱体的承重柱和承重柱之间的横梁为承载体和基础，以塔楼之主体为中心呈放射状水平向外伸出同样长度，内部为空间，其伸出长度视设计时所选定的风力发动机的型号规格及其它公知的技术规范要求而定。塔楼吊楼从地面向上每间隔一定的相应高度依次构筑。相应高度是指所设计确定的塔楼吊楼层高数据与风力发电站建筑所在地已有的关于风的速度、强度、流态、方向等特征信息和选定的风力发动机的型号规格，以及公知的技术规范相适应。塔楼吊楼呈放射状伸出是指塔楼吊楼以塔楼支柱体中心为原点朝多个方向向外伸出，伸出方向对称或平面夹角相等，这种结构有利于使塔楼结构更平衡稳定。塔楼支柱体为封闭结构时，塔楼吊楼与塔楼支柱体的结合部为相互贯通内部空间的通道和留有人行门洞，且安装有横向开关的电动或手动门页。塔楼吊楼内安装发电机和电力输出等设备。塔楼挑梁在塔楼吊楼顶部以塔楼支柱体的承重柱和承重柱之间的横梁为承载体和基础，呈放射状水平向外伸出同样长度，其伸出长度视设计时所选定的风力发动机型号规格和公知的技术规范要求而定。塔楼挑梁通常成对构筑，有横梁联结。塔楼挑梁与塔楼吊楼的分布结构相适应。塔楼支柱体为封闭时，塔楼挑梁与塔楼支柱体的连接处为贯通支柱体内部空间的通道和留有人行门洞，且安装有横向开关的电动或手动门页。塔楼挑梁上紧邻尾端处安装风轮机设备，联接风轮机和发电机的传动、变速齿轮等设备部件则安装在风轮机靠塔楼支柱体一侧。塔楼挑梁和塔楼吊楼为上下结合结构，塔楼挑梁在上，塔楼吊楼在下，塔楼挑梁向外延伸长度大于塔楼吊楼向外延伸长度，塔楼挑梁的一部分与塔楼吊楼顶部重合，在重合处设有结构工程孔洞和人员通道，用于风力发动机相关设备部件的组合联接和人员上下通行。塔楼挑梁向外延伸长度超出塔楼吊楼部分铺设有楼面板或网格构件，形成平台结构。在塔楼同一高度层面上的塔楼吊楼和塔楼挑梁构成相对意义上的塔楼楼层。塔楼吊楼和塔楼挑梁在塔楼上呈放射状向外多个方向伸出，其方向数量通常与承重柱分布形成的多边形的边数相对应。塔楼吊楼和塔楼挑梁向外伸出方向自下而上为方向一致的层叠结构。塔楼吊楼和塔楼挑梁向外伸出方向的另一种层叠结构是相邻层非致而隔层一致的交叉相叠结构。这是在由承重柱构成的塔楼支柱体的边数为2的倍数，塔楼吊楼和塔楼挑梁在塔楼上整体分布方向总数也为2的倍数时，将分布方向总数除以2所得的商数为每层的方向数，且自下而上交叉层叠所形成的结构。这种结构是在承重柱分布形成的塔楼支柱体多边形的边数特别多，塔楼吊楼和塔楼挑梁在塔楼上整体分布方向总数也特别多时， 如同一层面安装的风力发动机过多，相互间将产生较多不利影响时所采用的结构。塔楼由钢筋混凝土或金属构件或其它高强度复合材料构成。本专利技术的塔楼式风力发电站结构其有益效果在于1、根据本专利技术的方案，构筑以承重柱为主体的塔楼支柱体，塔楼吊楼和塔楼挑梁采用对称或均等分布的平衡稳定结构，可以使塔楼的高度构筑到更理想的高度和更多层次，有利于充分地利用更高空间的风能，拓展风电建设的发展空间，使风力发动机安装数量更多。2、根据本专利技术的方案，采用以塔楼支柱体为中心放射状向外伸出构筑塔楼吊楼和塔楼挑梁的结构，风力发动机围绕塔楼支柱体向上安装，可充分发挥塔楼建筑物的功效，充分提高风力发动机的安装密度，充分增大单位地域面积的装机容量。3、根据本专利技术的方案，采用以塔楼支柱体为中心呈放射状向外构筑塔楼吊楼和塔楼挑梁的结构，建筑结构简单实用，便于实施；根据本专利技术的方案，塔楼挑梁的长度只需大于所选定风轮机单一叶片长度即可具备风轮机运行条件，且风力发动机设备在塔楼吊楼和塔楼挑梁的布置呈现为自塔楼承重柱为起点至塔楼挑梁末端由重到轻的分布，可以减小塔楼梁柱构件的尺寸规格，从而节省建筑成本。4、根据本专利技术的方案，风力发动机集中安装在塔楼本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种塔楼式风力发电站结构，包括多套风力发动机和至少１座输变电站，其中所述的风力发动机包括安装塔、风轮机设备、发电机设备、传动和控制设备、输电设备，而其中所述的风轮机设备是其旋转轴与水平面垂直结构，其特征在于：所述的风力发动机安装塔为一座塔楼，至少有２层以上至几十层或更多层高；所述的塔楼包含塔楼支柱体、塔楼吊楼和塔楼挑梁，风力发动机安装在所述的塔楼吊楼和塔楼挑梁上。

【技术特征摘要】
2010.05.24 CN 201010180824.31.一种塔楼式风力发电站结构，包括多套风力发动机和至少1座输变电站，其中所述的风力发动机包括安装塔、风轮机设备、发电机设备、传动和控制设备、输电设备，而其中所述的风轮机设备是其旋转轴与水平面垂直结构，其特征在于所述的风力发动机安装塔为一座塔楼，至少有2层以上至几十层或更多层高；所述的塔楼包含塔楼支柱体、塔楼吊楼和塔楼挑梁，风力发动机安装在所述的塔楼吊楼和塔楼挑梁上。2.根据权利要求1所述的塔楼式风力发电站结构，其特征在于，所述的塔楼支柱体由至少2根以上与地面垂直的承重柱构成，呈多边形分布，相邻的承重柱从地面向上每间隔一定高度有横梁联结，塔楼支柱体内部为空间结构，可用于安置电力输出导线和配套、附属设施。3.根据权利要求1或2任一所述的塔楼式风力发电站结构，其特征在于，所述的塔楼支柱体或承重柱的横切面积自下而上为由大到小或相等。4.根据权利要求1或2任一所述的塔楼式风力发电站结构，其特征在于，所述的塔楼支柱体承重柱的数量自下而上由多到少或相等。5.根据权利要求1所述的塔楼式风力发电站结构，其特征在于，所述的塔楼吊楼以...

【专利技术属性】
技术研发人员：何福群，
申请(专利权)人：何福群，
类型：发明
国别省市：43