[发明专利]风力发电机混合塔架的建造方法

说明书

技术领域

本发明涉及混合塔架的建造，其中混合塔架包括混凝土结构下部和金属结构上部。

背景技术

一般来说，此类塔式结构用于支撑地平面以上(比如140米左右)的大功率(比如3兆瓦或更大)近岸风力发电机的机舱。

随风力发电机塔架高度升高，传统圆柱体钢制桅杆的成本急剧增大。为了规避圆柱体金属桅杆的技术局限，有些厂家开发了钢框架(或桁架)结构的塔架。然而这种塔架不够美观。

其他厂家使用爬升模板或滑动模板制作了至少在塔架部分高度上采用现浇混凝土结构的塔架。这种施工方法对温度条件(这种情况在现场往往会遇到，会减慢或妨碍混凝土凝固)以及风力条件(因为混凝土钢筋架必须使用高架起重机安装)比较敏感。因此，对于高度很高的塔架来说，这种施工方法的成本非常可观。

有些风力发电机塔架全部采用预制混凝土构件制作。这些构件使用高架起重机吊装。可以在地面上把它们组装成环状组件(segment)，起重机的起重能力必须足以吊起一个完整组件，或者直接吊入其高空位置。这种方法的不足之处在于对风力条件和有关监管约束较为敏感，对施工进度延误具有重大影响。另一个局限在于是否能获得具有足够起重能力和高度的起重机，这种起重机必须提前数月预订。

还曾经提出采用某些套叠技术来建造风能电厂。比如，文献DE10111280公开了一种风能发电厂，其具有桅杆组件，这些桅杆组件通过升降设备提升，以便从下方插入新的组件。文献JP1190883公开了一种利用固定在铁塔底部的千斤顶和配重，在高层建筑物顶部升起铁塔的方法。文献WO 2007/125138A1中公开了另外一种用于组装风力发电机的升降设备。

混合塔架(其部分高度(比如50米)采用混凝土结构，上部为金属桅杆)的概念使其可以充分利用工业化混凝土工艺的优势，规避(对于土建工程承包商)利用大型起重机输送重型负荷的要求。这种施工方法与风力发电机提供商的组织兼容，他们拥有安装发动机机舱用的特制起重机。不过，这种技术在实际实施上困难重重。

因此，有必要进一步完善混合塔架概念，使其更具可操作性。

发明内容

本发明提出了一种建造混合塔架的方法，其包括：

-竖立与基础相连的金属桅杆；

-利用金属桅杆作为支撑，建造具有多个绕着所述金属桅杆的叠加的混凝土组件的混凝土结构；

-使金属桅杆与所述基础分离；

-通过沿着所述混凝土结构套叠和引导所述金属桅杆，升起所述金属桅杆；以及

-使所述已升起的金属桅杆与所述混凝土结构连接，

所述混凝土结构的建造包括：

a)至少安装所述混凝土结构的第一段组件；

b)通过使用金属桅杆引导所述混凝土结构的被升起的组件，沿着所述金属桅杆升起已安装的所述混凝土结构的组件，以便腾出一个空间，其高度足以接收下一段混凝土结构的组件；

c)在所述空间里安装所述下一段混凝土结构的组件；以及

d)重复工序b)和c)，直至最后一段混凝土结构的组件安装在所述混凝土结构的底部。

金属桅杆在建造混凝土结构时作为支撑使用，以后则把混凝土结构作为升起金属桅杆的支撑。这种建造方法非常适合大型风车场的工业化安装，其中很多工序都是在环境条件更容易处理或控制的地面上完成的。

该混凝土结构一般是通过组装混凝土预制件建造的，虽然该混凝土结构至少有部分高度也可以使用现浇法进行施工。

在一个实施例中，引导结构与金属桅杆的底部相连，该引导结构有一配备了引导部件的下部，用于在吊起金属桅杆时配合混凝土结构。引导结构能以可拆卸的方式与金属桅杆的底部相连，在金属桅杆升起工序之后断开连接，这样在下次建造其他塔架时该引导结构可以重复使用。

在金属桅杆的竖立工序中，引导结构可以放在金属桅杆与基础之间，并在混凝土结构建早工序中，作为升起支撑结构使用。

附图说明

结合附图，从以下对非限定性实施例的描述中可以明显地看出本申请所要求保护的建造方法和塔架的其他特点和长处。

图1是安装在混合塔架顶部的风力发电机示意性透视图；

图2-6示出了本发明一个实施例中建造混合塔架的不同工序。

具体实施方式

如图1所示，风力发电机2的混合塔架1具有混凝土结构3的下部和金属桅杆4的上部。风力发电机2的机舱5安装在金属桅杆4的顶部。金属桅杆4可以用一段或几段通过栓接或焊接方式组装的圆柱体型钢制作。