一種多邊形風(fēng)電塔架的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多邊形風(fēng)電塔架，該多邊形風(fēng)電塔架包括有至少兩段塔架段，塔架段的水平橫截面呈多邊形結(jié)構(gòu)，兩兩塔架段之間通過焊接的法蘭盤進(jìn)行對接，并采用螺栓連接兩塔架段的法蘭盤進(jìn)行固定，進(jìn)而將塔架段連成整體，且在法蘭盤上還焊接有縱向加強(qiáng)筋來補(bǔ)強(qiáng)，所述縱向加強(qiáng)筋也與相應(yīng)的塔架段焊接在一起。本實(shí)用新型使得塔架不需要用卷板機(jī)生產(chǎn)，可改用鋼板拼焊或折彎機(jī)制造，并能更充分利用材料，降低成本。
【專利說明】
一種多邊形風(fēng)電塔架
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)電塔架的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種多邊形風(fēng)電塔架。
【背景技術(shù)】
[0002]業(yè)內(nèi)習(xí)知，傳統(tǒng)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔架，絕大多數(shù)采用圓錐形結(jié)構(gòu)，塔架外殼的水平橫截面呈圓形。由于是圓錐形結(jié)構(gòu)，故塔架必須分很多個(gè)小段，并且每段必須用卷板機(jī)生產(chǎn)，這造成了大量的設(shè)備投入。同時(shí)，卷板機(jī)的卷板長度是有限制的，大多數(shù)卷板機(jī)的卷板長度不超過3米，所以要制作長度幾十米的塔架，就必須生產(chǎn)一個(gè)個(gè)圓錐形外殼小段，然后再把這些小段拼焊起來。這就造成焊接工作量巨大。
[0003]由于塔架由許多外殼小段組成，而小段之間采用焊接制作，這些水平焊縫成為塔架疲勞強(qiáng)度最弱的地方。為了讓塔架有足夠的疲勞強(qiáng)度，就必須增加塔架的厚度，而這樣做又造成了鋼材的大量浪費(fèi)。此外，對于外殼橫截面為正多邊形的風(fēng)電塔架，目前尚未有制造方法，用傳統(tǒng)的卷管機(jī)也無法生產(chǎn)。
[0004]另外，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組非常笨重，一臺機(jī)主機(jī)的重量可能超過300噸，而支撐大型風(fēng)電塔架同樣也很笨重。塔架直徑大、高度高，塔架重量也往往超過150噸，現(xiàn)在絕大多數(shù)的風(fēng)電機(jī)組塔架是采用單一的普通低碳合金鋼結(jié)構(gòu)制造，比如采用Q345或S355制造。這就造成塔架的鋼材用量大，產(chǎn)品重，價(jià)格昂貴。同時(shí)，由于塔架過重，造成鋼鐵材料浪費(fèi)嚴(yán)重，為提供過多的鋼鐵材料，還需要消耗大量的自然資源和能源。此外，由于塔架過重，造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)輸費(fèi)用、吊裝費(fèi)用增加，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)也需要加強(qiáng)設(shè)計(jì)(需要增加水混鋼筋混凝土等用量)。
[0005]還有對于塔架，其外殼離地面不同高度的橫截面，承載力要求也不一樣，越靠近地面載荷越大，而越靠近頂端載荷越小。因此對于風(fēng)電塔架外殼，離地面近的部分壁厚要厚，而靠近頂端的壁厚要薄一些。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案是:采用很多段殼體來拼接制作，再將這一段段殼體焊接拼在一起，形成整體塔架。對于同一段殼體，都采用普通平板來制作，因此這段殼體底部和上部的壁厚都是相同的。對于這一段殼體，靠近底部的鋼板承載力大，而靠近上部的承載力小，造成頂部鋼材浪費(fèi)多。如果這一段殼體做得越長，這種浪費(fèi)會(huì)越嚴(yán)重。為避免過度浪費(fèi)，往往每段殼體都做得比較短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多邊形風(fēng)電塔架，使得塔架不需要用卷板機(jī)生產(chǎn)，可改用鋼板拼焊或折彎機(jī)制造，并能更充分利用材料，降低成本。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案為:一種多邊形風(fēng)電塔架，包括有至少兩段塔架段，塔架段的水平橫截面呈多邊形結(jié)構(gòu)，兩兩塔架段之間通過焊接的法蘭盤進(jìn)行對接，并采用螺栓連接兩塔架段的法蘭盤進(jìn)行固定，進(jìn)而將塔架段連成整體，且在法蘭盤上還焊接有縱向加強(qiáng)筋來補(bǔ)強(qiáng)，所述縱向加強(qiáng)筋也與相應(yīng)的塔架段焊接在一起。
[0008]所述塔架段采用LP鋼板制造，且對于同一段塔架段，將LP鋼板厚的一側(cè)設(shè)計(jì)在底部，而薄的一側(cè)設(shè)計(jì)在頂部，以使得同一段塔架段的頂部和底部能夠做成相同的安全余量。
[0009]所述LP鋼板采用折彎機(jī)折成多邊形的分瓣結(jié)構(gòu)，每段塔架段由多個(gè)分瓣拼焊在一起，形成為多邊形管體。
[0010]所述LP鋼板為Q345結(jié)構(gòu)鋼、Q550結(jié)構(gòu)鋼或Q690結(jié)構(gòu)鋼或其它可用鋼材，且不同段的塔架段采用不同的結(jié)構(gòu)鋼制造，以實(shí)現(xiàn)塔架的輕量化設(shè)計(jì)。
[0011 ]所述法蘭盤采用環(huán)鍛件或焊接件制作。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果:
[0013]1、由于采用多邊形結(jié)構(gòu)，使得塔架可以不需要卷板機(jī)生產(chǎn)，而采用折彎機(jī)折彎，實(shí)現(xiàn)了不用卷板機(jī)也能生產(chǎn)風(fēng)電塔架的可行性。
[0014]2、采用多邊形結(jié)構(gòu)、法蘭盤焊接、法蘭面在風(fēng)場用螺栓連接，可以將塔架的每段做得很長，不需要水平焊縫，從而實(shí)現(xiàn)了塔架整體長度可以繼續(xù)加長，克服了卷板機(jī)卷板長度不足及產(chǎn)品過長運(yùn)輸困難的問題。
[0015]3、采用多個(gè)分瓣結(jié)構(gòu)，然后拼焊在一起，解決了被折鋼板寬度過寬無法乳制和運(yùn)輸?shù)膯栴}。
[0016]4、塔架的水平面沒有了焊縫或焊縫處作了補(bǔ)強(qiáng)處理，從而避免了薄弱現(xiàn)象，具體是法蘭面處的水平焊縫位置，額外用縱向加強(qiáng)筋補(bǔ)強(qiáng)，大幅度提高此處的強(qiáng)度，也解決了此處強(qiáng)度加強(qiáng)及加強(qiáng)筋無法連接的問題。
[0017]5、塔架采用LP鋼板制造，且對于同一段塔架段，將LP鋼板厚的一側(cè)設(shè)計(jì)在底部，而薄的一側(cè)設(shè)計(jì)在頂部，這樣使得同一段塔架段的頂部和底部能夠做成相同的安全余量，即使每個(gè)分段的長度增加，仍不會(huì)造成材料浪費(fèi)，因此采用LP鋼板制作塔架，可以有效減少塔架材料浪費(fèi)，并且可以延長每段的長度，進(jìn)而減少拼接工作量，可以進(jìn)步降低成本。
[0018]6、采用不同鋼材混合，選擇性價(jià)比更好的鋼材，最大限度發(fā)揮鋼材性能，以實(shí)現(xiàn)塔架的輕量化設(shè)計(jì)，并能夠有效降低成本。
【附圖說明】
[0019]圖1為LP鋼板的折彎前后對比圖。
[0020]圖2為多個(gè)分瓣拼焊在一起構(gòu)成的多邊形管體示意圖。
[0021]圖3為法蘭盤與多邊形管體焊接后的示意圖。
[0022]圖4為多邊形管體焊接上縱向加強(qiáng)筋和法蘭盤后的剖視圖。
[0023]圖5為多段塔架段對接固定后的剖視圖。
[0024]圖6為圖5的A局部放大圖。
[0025]圖7為塔架段連成整體構(gòu)成的多邊形風(fēng)電塔架示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0027]如圖1至圖7所示，本實(shí)施例所述的多邊形風(fēng)電塔架，包括有至少兩段塔架段，每段塔架段的水平橫截面呈多邊形結(jié)構(gòu)，由于采用多邊形結(jié)構(gòu)，使得塔架可以不需要卷板機(jī)生產(chǎn)，可改用折彎機(jī)制造;兩兩塔架段之間通過焊接的法蘭盤1(采用環(huán)鍛件或焊接件制作)進(jìn)行對接，并采用螺栓2連接兩塔架段的法蘭盤I進(jìn)行固定，進(jìn)而將塔架段連成整體，且在法蘭盤I上還焊接有縱向加強(qiáng)筋3來進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，所述縱向加強(qiáng)筋3也與相應(yīng)的塔架段焊接在一起。這樣塔架的水平面沒有了焊縫或焊縫處作了補(bǔ)強(qiáng)處理，從而避免了薄弱現(xiàn)象。且由于采用多邊形結(jié)構(gòu)、法蘭盤焊接、法蘭面在風(fēng)場用螺栓連接，可以將塔架的每段做得很長，不需要水平焊縫，從而實(shí)現(xiàn)了塔架整體長度可以繼續(xù)加長，克服了卷板機(jī)無法卷出長度很長的分段及產(chǎn)品過長運(yùn)輸困難的問題。
[0028]所述塔架段采用LP鋼板(即一側(cè)厚、一側(cè)薄的鋼板)制造，且對于同一段塔架段，將LP鋼板厚的一側(cè)設(shè)計(jì)在底部，而薄的一側(cè)設(shè)計(jì)在頂部，這樣使得同一段塔架段的頂部和底部可以做成相同的安全余量，即使每個(gè)分段的長度增加，仍不會(huì)造成材料浪費(fèi)，因此采用LP鋼板制作塔架，可以有效減少塔架材料浪費(fèi)，并且可以延長每段的長度，進(jìn)而減少拼接工作量，可以進(jìn)步降低成本。此外，所述LP鋼板采用折彎機(jī)折成多邊形的分瓣結(jié)構(gòu)，每段塔架段是由多個(gè)分瓣拼焊在一起，形成為多邊形管體，這樣解決了被折鋼板寬度過寬無法乳制和運(yùn)輸?shù)膯栴}。
[0029]對于焊接結(jié)構(gòu)，高強(qiáng)鋼的屈服強(qiáng)度高于普通結(jié)構(gòu)鋼，而高強(qiáng)鋼和普通結(jié)構(gòu)鋼焊縫的疲勞強(qiáng)度接近。對于塔架的外殼設(shè)計(jì)，由于不同截面需要的屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度不一致，因此根據(jù)實(shí)際需要，每個(gè)高度段的塔架外殼選合適強(qiáng)度等級的鋼材，最終形成的塔架外殼從上到下混合不同的鋼材型號，從而達(dá)到最大限度利用鋼材性能，降低重量、減少成本的目的。而在本實(shí)施例中，所述LP鋼板可以選擇Q345結(jié)構(gòu)鋼、Q550結(jié)構(gòu)鋼或Q690結(jié)構(gòu)鋼或其它可用鋼材，且不同段的塔架段可以采用不同的結(jié)構(gòu)鋼制造，以實(shí)現(xiàn)塔架的輕量化設(shè)計(jì)。具體是塔架底部外殼采用高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，如Q690;中部選用另一種高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，如Q550;塔架頂部外殼采用普通結(jié)構(gòu)鋼，如Q345。對于塔架法蘭面，根據(jù)需要選用更合適的鋼材，比如用Q550或Q690，替代當(dāng)前的Q345。
[0030]本實(shí)施例上述多邊形風(fēng)電塔架的制造過程如下:
[0031 ] I)先制作需要尺寸的長鋼板(平板)；
[0032]2)采用折彎機(jī)將每塊長鋼板折成多邊形的分瓣，效果如圖1所示；
[0033]3)將需要的幾個(gè)分瓣拼焊在一起，形成多邊形管體，如圖2所示；
[0034]4)將事先做好的法蘭盤與多邊形管體拼焊在一起，如圖3所示；
[0035]5)將事先做好的縱向加強(qiáng)筋焊接在多邊形管體及法蘭盤上，如圖4所示；
[0036]6)到風(fēng)場裝配時(shí)，再用螺栓將塔架段連成整體，如圖5、圖6、圖7所示。
[0037]以上所述之實(shí)施例子只為本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例，并非以此限制本實(shí)用新型的實(shí)施范圍，故凡依本實(shí)用新型之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多邊形風(fēng)電塔架，其特征在于:包括有至少兩段塔架段，塔架段的水平橫截面呈多邊形結(jié)構(gòu)，兩兩塔架段之間通過焊接的法蘭盤進(jìn)行對接，并采用螺栓連接兩塔架段的法蘭盤進(jìn)行固定，進(jìn)而將塔架段連成整體，且在法蘭盤上還焊接有縱向加強(qiáng)筋來補(bǔ)強(qiáng)，所述縱向加強(qiáng)筋也與相應(yīng)的塔架段焊接在一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多邊形風(fēng)電塔架，其特征在于:所述塔架段采用LP鋼板制造，且對于同一段塔架段，將LP鋼板厚的一側(cè)設(shè)計(jì)在底部，而薄的一側(cè)設(shè)計(jì)在頂部，以使得同一段塔架段的頂部和底部能夠做成相同的安全余量。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多邊形風(fēng)電塔架，其特征在于:所述LP鋼板采用折彎機(jī)折成多邊形的分瓣結(jié)構(gòu)，每段塔架段由多個(gè)分瓣拼焊在一起，形成為多邊形管體。
【文檔編號】B23P15/00GK205533022SQ201620032359
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月12日
【發(fā)明人】陳湘泉, 陳志剛
【申請人】廣東明陽風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司