[实用新型]风力发电机组拉索式塔架结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及基建技术领域，具体是一种塔架结构，例如风力发电机的塔架结构。

背景技术

随着社会经济的迅猛发展，人们对能源的需求与日俱增，由此带来的环境污染也日益加重。风能是一种清洁的可再生能源，因而风力发电机越来越受到世界各国的关注和应用。

风力发电机组塔架结构作为风电行业中重要设备，为高耸结构型式，不仅承风力发电机组的重力作用，更承受风产生的侧向力作用。为了确保风机安全稳定运行，塔架结构的设计变得尤为重要。

由于外形美观，占用空间小，支承高度高，独立式塔架结构在大型风力发电机组中得到了广泛应用。传统的独立式塔架一般采用柱形或锥形的钢制塔筒，由多个分段通过法兰连接而成。但是，随着风力发电机组大型化的发展趋势，塔筒的高度和直径都在增加，独立式塔架结构在应用中出现了以下问题：

1、大直径塔筒生产、运输、安装成本高。塔筒在车间加工制造，需要大型制造设备，且各分段需要大直径的法兰连接，生产成本增加；受到道路的载重或转弯半径、桥梁和隧道下的允许高度等方面限制，运输难度增加；大直径塔筒重量大，安装时需要大吨位的起重机，安装成本增加。由于受到已有制造设备、道路和起重机能力的限制，大型塔筒的制造、运输和安装存在着许多问题亟需解决。

2、大直径塔筒需要大型基础支撑。塔筒不仅承受机组的重力，还承受风产生的侧向力。由于风的侧向力作用在塔筒上产生的上下拉应力大于机组的重力，因此塔筒的强度无形中不得提高数倍。由于塔筒的高和直径比很大，可达十几倍，故造成了侧向力十几倍的增长作用于塔筒，为了抵抗这一作用，适当增加塔筒的厚度和直径。但是，侧向风仍在塔筒底部形成了巨大的倾覆弯矩，因此，需要大型的牢固的钢筋混凝土基础抵抗这一作用。然而，传统的独立基础抗压能力有余，抗弯能力不足，为了满足风力发电机组基础倾覆弯矩大的要求，需要增大基础平面尺寸，基础结构的效能趋于降低，造成了设计资源的较大浪费。而且，基础的施工属于大体积钢筋混凝土施工，施工周期长、施工困难大、稳定性差，施工质量难以保证。

综上所述，大直径塔筒结构生产、运输、安装成本高，并且需要大型的钢筋混凝土基础支撑，而且传统的风力发电机组基础的设计和施工存在不足。因此，为了推进风电行业的发展，对现有的塔架结构进行优化或者研发新的塔架结构型式成为一个必然趋势。

发明内容

本实用新型目的是克服上述缺点，提供一种风力发电机组拉索式塔架结构，可有效解决现有独立式塔架结构存在的生产、运输、安装成本高、基础设计浪费问题，保证风力发电机组安全稳定运行。

本实用新型提供一种风力发电机组拉索式塔架结构，包括：

塔筒，该塔筒圆周上均匀的设有多个上部拉索固定装置；

基座，用以支撑和固定所述的塔筒；

与所述上部拉索固定装置相对应的设有多个拉索，该多个拉索一端通过所述的上部拉索固定装置固接到所述的塔筒上，并沿各方位向外和向下延伸，所述的拉索的另一端固定于地基。

实施时，所述的多个上部拉索固定装置位于塔筒高于地面高度的1/3到2/3之间的高度处，优选为一半高度处。

实施时，所述拉索相对于水平面成35°到55°的角度。

实施时，在所述上部拉索固定装置高度处，所述的塔筒具有圆柱形钢制加固部。

实施时，所述的上部拉索固定装置是锚固装置、T型法兰或耳板的其中之一。

实施时，所述的拉索与所述的上部拉索固定装置连接处设有橡胶套。

实施时，所述的拉索与地基固定处设有下部拉索固定装置，该下部拉索固定装置是地锚或在容器内添加压重材料实现。

实施时，所述的压重材料为素土、砂、软石、碎石、矿渣、工业废渣、建筑垃圾、灰土中一种或几种混合物。

实施时，所述拉索为钢丝或钢索。

与现有技术相比本实用新型提供的风力发电机组拉索式塔架结构，由于增加了拉索结构，拉索承受风的侧向力，使得塔筒承受的侧向力很小，塔筒底部附近不会像独立式塔筒产生巨大扭矩和弯矩，塔筒主要承受机组和自身重力，故能有效减小塔筒的直径和厚度。同样，基座承受的侧向力也很小，主要承担上部结构的重力，故其设计变得极为简单。

本实用新型提供的风力发电机组拉索式塔架结构的有益效果：

1、受力性能好。拉索承受风的侧向力，塔筒及基座主要承受结构自重，充分发挥各结构作用。

2、拉索承担拉力，塔筒的强度要求降低。因此可以有效减小塔筒直径、厚度，降低塔筒的生产、运输和安装成本。