[实用新型]一种海上风机塔筒

说明书

本实用新型公开了一种海上风机塔筒，包括塔筒本体，所述塔筒本体的底部固定在海底，所述塔筒本体的外壁面上设有用于吸收波浪和海流载荷的载荷吸收装置，所述载荷吸收装置固定设置在所述塔筒本体与海水表面的交界处。本实用新型的海上风机塔筒能降低波浪和海流对塔筒本体施加的载荷，具有结构简单、能减轻塔筒总重量等优点。

技术领域

本实用新型属于塔筒技术领域，具体涉及一种海上风机塔筒。

背景技术

随着陆上风资源的不断开发，陆上风场建设已逐渐趋于饱和。然而，海上风场作为风电的新市场，正处于发展的朝阳期。与陆上风机相比，海上风机的工作环境更为恶劣，面临的技术挑战更多。塔筒作为风机重要的承载部件，在风机设计中占据着重要地位。

对海上风机塔筒而言，除了风载荷外，波浪和海流也会对塔筒施加载荷，而且这种载荷的周期短、频率较高，是海上风机塔筒设计时不可忽略的载荷。如果直接将波浪和海流产生的载荷作为塔筒的设计条件，为确保塔筒的强度和工作寿命，塔筒的壁厚需要设计得比较厚，这会显著增加塔筒的重量和制造成本。

由此可见，需要对现有的海上风机塔筒结构进行改进，以降低波浪和海流对塔筒施加的载荷。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单、能降低波浪和海流对塔筒本体施加的载荷、减轻塔筒总重量的海上风机塔筒。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种海上风机塔筒，包括塔筒本体，所述塔筒本体的底部固定在海底，所述塔筒本体的外壁面上设有用于吸收波浪和海流载荷的载荷吸收装置，所述载荷吸收装置固定设置在所述塔筒本体与海水表面的交界处。载荷吸收装置能够有效降低塔筒本体受到的波浪和海流载荷，对于需承受同等强度载荷的塔筒而言，该结构的塔筒的重量较轻，成本较低且结构简单，塔筒本体与海水表面的交界处也是气体和液体的交界面，此处承受的载荷最复杂、最大，其不仅要承受风载荷，还要承受波浪载荷、海流载荷、交界面干湿变化产生的应力载荷，将载荷吸收装置设置于此能够将这些不稳定的载荷吸收隔离，避免其直接作用在塔筒本体上，提高了塔筒本体的稳定性。

上述的海上风机塔筒，优选的，所述载荷吸收装置包括水上部分和水下部分，所述水上部分设置在海水表面的上方，所述水下部分设置在海水表面的下方被海水淹没。水上部分能够有效吸收海浪涌动拍打塔筒本体高出水面部分所产生的载荷，水下部分能吸收海流冲击水下塔筒本体的能量。

上述的海上风机塔筒，优选的，所述载荷吸收装置包括下支座、阻尼环和上支座，所述下支座固定在位于海水表面下方的所述塔筒本体的外壁上，所述上支座固定在位于海水表面上方的塔筒本体的外壁上，所述阻尼环固定设置于所述下支座和上支座之间。上支座和下支座能够将阻尼环牢牢固定在塔筒本体上，防止阻尼环固定不稳窜动而影响其吸收载荷的效果。

上述的海上风机塔筒，优选的，所述下支座与海水表面之间的距离为3～4m，所述上支座与海水表面之间的距离为3～4m。下支座、上支座与海水表面均留有一定的距离，以应对海上环境的变化带来的海水表面的波动。

上述的海上风机塔筒，优选的，所述阻尼环包括三层以上的橡胶垫，所述橡胶垫相互叠加组成所述阻尼环。将多层橡胶垫叠加后能成倍提高阻尼环吸收载荷的能力，塔筒本体最终承受的载荷更小。

上述的海上风机塔筒，优选的，所述橡胶垫的表面均匀开设有多个阻尼通孔，各阻尼通孔的大小相同。波浪和海水通过阻尼通孔时会损失部分能量，从而提高橡胶垫吸收载荷的性能。

上述的海上风机塔筒，优选的，相邻的所述阻尼通孔之间的壁厚大于等于阻尼通孔的半径。这样布置是为了形成阻尼通道，当阻尼通道长度尺寸小于阻尼通道的半径时，阻尼系数太小，阻尼效果不明显。