桁架式风力发电机塔架及具有该塔架的风力发电机组制造技术

本实用新型专利技术提供一种桁架式风力发电机塔架及具有该塔架的风力发电机组，该塔架包括桁架式的塔架主体，塔架主体的顶端设置有机舱，该塔架还包括用于放置电气设备的设备房以及安全爬梯，贯穿于该塔架主体的内部，并设置于设备房的顶部与机舱之间。本实用新型专利技术的桁架式塔架结构，除了节省材料成本和力学性能优点以外，更重要的是能够大大节省运输成本，并且能够实现现场生产安装，塔架可在地面进行分段安装，然后进行吊装，桁架式塔架吊装更加方便，减少了使用特种设备的要求。该桁架式风力发电机塔架具有设备房，有利于安放电气设备，还具有安全爬梯，有利于维护人员安全地上下塔架。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种桁架式风力发电机塔架及具有该塔架的风力发电机组，该塔架包括桁架式的塔架主体，塔架主体的顶端设置有机舱，该塔架还包括用于放置电气设备的设备房以及安全爬梯，贯穿于该塔架主体的内部，并设置于设备房的顶部与机舱之间。本技术的桁架式塔架结构，除了节省材料成本和力学性能优点以外，更重要的是能够大大节省运输成本，并且能够实现现场生产安装，塔架可在地面进行分段安装，然后进行吊装，桁架式塔架吊装更加方便，减少了使用特种设备的要求。该桁架式风力发电机塔架具有设备房，有利于安放电气设备，还具有安全爬梯，有利于维护人员安全地上下塔架。【专利说明】桁架式风力发电机塔架及具有该塔架的风力发电机组
本技术涉及风力发电领域，更具体地说，涉及一种用于风力发电机组的桁架式塔架及具有该塔架的风力发电机组。
技术介绍
风能是一种资源丰富、清洁无污染的可再生能源，风力发电成为近年来世界上增长最快的能源，风力发电产业也成为一项前景广阔的新兴产业。塔架作为风力发电机组的重要部件，除了要支撑风力机的重量，还要承受吹响风力机和塔架的风压，以及风力发电机中的动载荷，其设计水平直接影响风力发电机的工作性能和可靠性。塔架的基本形式有圆筒式塔架和桁架式塔架两大类:圆筒式塔架因为其美观大方的外观，封闭的塔体结构，维护工作安全可靠在当前风力发电机组中大量使用。近年来随着风力发电机组容量的增加，塔架体积也随之增大，进而增加了圆筒式塔架的运输难度和运输成本。桁架式塔架在早期风力发电机组中使用较多，相对于圆筒式塔架，桁架式塔架制造简单，成本低，运输方便，其主要的缺点是塔架过于敞开，维护人员上下塔架不安全，电气设备无处安放。如若解决了这些问题，桁架式塔架便可明显的展现出其优势。桁架式塔架在早期的小型风力发电机组中大量使用，当时的风力机功率较小，所有的电气部件都在机舱内，通过电缆连接到地面上的变电站进行集中处理。随着风力发电技术的不断发展，商业化陆地风电机组的单机容量已经增加至2?3MW，其电气设备越来越多，简单的桁架式塔架结构不能提供足够的封闭空间来放置这些电气设备，因此，产生了圆筒型塔架并且越来越多的得到应用。通过严格计算对圆筒型塔架和桁架式塔架的用钢量、动力学性能，稳定性和疲劳寿命进行比较，结果如下:1)桁架式塔架的用钢量小于圆筒型塔架，且随着塔架高度的增力口，两类塔架用钢量的差值越来越大；2)单从力学角度，由于桁架结构占地面积比圆筒塔架大很多，所以无论是压强还是力和动量的传递方面，都要好很多；3)刚度比较:桁架式塔架的顶端位移小于圆筒型塔架，随着塔架高度的增加，两类塔架最大位移的差值逐渐减小。因此，需要克服已有的两种塔架的不足，特别是改进桁架式塔架以更好地发挥其优势。
技术实现思路
祐1架式塔架制造简单,成本低,运输方便,但祐1架式塔架结构过于敞开，维护人员上下塔架不安全，控制设备无处安放。如若解决了这些问题，桁架式塔架便可明显的展现出其优势，因此，本技术的目的在于，提供一种带有封闭式设备房和安全爬梯的桁架式塔架结构，以及具有该桁架式塔架结构的风力发电机组。为达上述目的，本技术的实施方式提供了一种桁架式风力发电机塔架，该塔架包括桁架式的塔架主体，该塔架主体由多个立柱、多层横向腹杆和多个斜向腹杆构成，并且在所述塔架主体的顶端设置有机舱，其特征在于，所述塔架还包括:设备房，其设置于所述塔架主体的第一层或第二层横向腹杆构成的平台上，用于放置电气设备；以及安全爬梯，其贯穿于所述塔架主体的内部，并设置于所述设备房的顶部与所述机舱之间。进一步地，所述设备房的房顶设有吊装装置，所述设备房的底面设置有设备进出口，所述吊装装置与所述设备进出口的位置在竖直方向上相对应。进一步地，所述设备房的下方设有楼梯，所述设备房的外侧和塔架主体外围之间设置有行走通道，在一侧行走通道上设置有安全进出口，作为所述楼梯的终点。进一步地，所述塔架还包括:线缆桥架，其连接于所述设备房的顶部和所述机舱之间，用于敷设线缆。进一步地，在至少一层横向腹杆构成的平台上设置有休息平台。进一步地，所述立柱包括通过法兰结构依次连接的多个子立柱；位于相邻两层横向腹杆之间同一侧面的斜向腹杆为通过节点板交叉链接的两根角钢，所述角钢的端部与所述横向腹杆的端部连接到所述立柱上安装的连接机构。进一步地，所述子立柱的法兰结构与所述子立柱邻接处外周设置有多个加强筋。进一步地，所述子立柱的法兰结构内周焊接多个L形加强筋，用于在通过所述法兰结构连接所述子立柱时紧固插入对方子立柱，所述子立柱内部还灌注有混凝土。优选地，所述连接机构为具有两块节点板、多片板状加强筋和多根环状拉筋焊接成的一体结构，所述板状加强筋间隔均匀地焊接在两块所述节点板内侧，所述环状拉筋间隔均匀地焊接在外侧并套在所述立柱上，每块节点板上设置有用于安装所述横向腹杆或所述斜向腹杆的端部的螺栓孔。为达上述目的，本技术的一个实施方式还提供了一种风力发电机组，所述风力发电机组包括上述的任意一项所述的桁架式风力发电机塔架。上述技术方案带来的有益效果是:本技术的实施方式所述的桁架式塔架结构，除了节省材料成本和力学性能良好的优点以外，更重要的是能够大大节省运输成本，并且能够实现现场生产安装，塔架可在地面进行分段安装，然后进行吊装，桁架式塔架吊装更加方便，减少了使用特种设备的要求。本技术的实施方式所述的桁架式塔架结构，可将相变设备等放入设备房，节省了与圆筒式塔架配套的相变基础，降低了基础成本。本技术的实施方式的桁架式风力发电机塔架具有设备房，有利于安放发电设备，同时还具有安全爬梯，有利于维护人员安全地上下塔架。【专利附图】【附图说明】图1是本技术的一个实施方式的桁架式塔架整体结构示意图；图2是本技术的一个实施方式的桁架式塔架设备房顶部及底部结构示意图；图3a是本技术的一个实施方式的桁架式塔架设备房底部结构示意图；图3b是本技术的一个实施方式的桁架式塔架设备房底部横梁结构图；图4是本技术的一个实施方式的桁架式塔架设备房平台入口示意图；图5是本技术的一个实施方式的桁架式塔架局部结构示意图；图6a_图6d是本技术的多个实施方式的桁架式塔架的立面形式示意图；图7是本技术的一个实施方式的桁架式塔架子立柱的法兰结构示意图；图8是本技术的一个实施方式的桁架式塔架子立柱的法兰加强结构示意图；图9a_图9d是本技术的多个实施方式的桁架式塔架的腹杆模式的示意图；图1Oa-图1Od是本技术的多个实施方式依据图1的桁架式塔架的立柱和腹杆连接节点放大示意图；图11是本技术实施方式的一个实施方式中横向腹杆采用工字钢的结构示意图。附图标号:101、斜向腹杆；302b、设备房内承重梁102、立柱;401、安全楼梯口;103、立柱法兰结构；501、节点板;104、节点连接构件；502、横向腹杆；105、节点连接构件;503、水平支杆；106、节点连接构件；504、斜向腹杆107、节点连接构件;701、法兰加强筋；108、设备房；801、立柱内部L形加强筋；109、楼梯；1001、翼板；110、线缆桥架；1002、板状加强筋；111、安全爬梯;1003、环状拉筋；112、休息平台；1004、连接工字钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桁架式风力发电机塔架，该塔架包括桁架式的塔架主体，该塔架主体由多个立柱、多层横向腹杆和多个斜向腹杆构成，并且在所述塔架主体的顶端设置有机舱，其特征在于，所述塔架还包括：设备房，其设置于所述塔架主体的第一层或第二层横向腹杆构成的平台上，用于放置电气设备；以及安全爬梯，其贯穿于所述塔架主体的内部，并设置于所述设备房的顶部与所述机舱之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖恩荣，许瑞，
申请(专利权)人：南京飓能电控自动化设备制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：