[发明专利]塔架及塔架构件

说明书

本申请提供一种塔架构件和一种由所述塔架构件搭建的塔架。所述塔架可以包括基座、塔门段、预应力绞线、若干可竖向分片预制的塔架构件以及顶部塔筒段。所述塔架构件可以包括第一塔筒段和第二塔筒段。第一塔筒段和第二塔筒段可以交替堆叠以增加塔架的高度。第一塔筒段由标准化的第一筒状体堆叠成。第二塔筒段由标准化的第二筒状体堆叠而成。第一筒状体和第二筒状体可以灵活组合，可满足对于不同机型、轮毂高度的塔架要求，适用性强。塔架构件和顶部塔筒内的所有塔筒外部均为直筒，均匀配筋、所需模板形式统一、减小支模施工难度，预制效率高。

技术领域

本申请涉及陆上风力发电机组高塔架技术领域，具体涉及一种塔架和塔架构件。

背景技术

目前针对高风切变的地区，陆上中、大型风电机组配套往往通过提高轮毂高度获取更好的收益率。轮毂高度在120m及以上的批量应用高塔塔架传统类型主要是钢塔架。受限于钢塔筒段长距离运输的尺寸限制要求，常规钢塔筒的底部最大直径很难超过4.3～4.5米，因此支持发展柔性钢塔架技术，即在提高塔架高度的同时保持钢塔架塔筒底部直径不增加，仅增大筒壁厚度。这在降低塔筒的结构利用效率同时产生塔架共振问题，通过阻尼设备避开共振问题则将造成共振区间风速段的发电量的损失，降低了风场本可以达到的最优收益率；同时柔性钢塔架振动问题可能造成的螺栓预紧力持续降低使得后期的频繁运维成为一项基本要求。这使得超过120米的柔性钢塔架设计、建造、全寿命周期运维与经济收益很难达到理想的效果。

在风电走入竞价、平价上网政策的环境下，基于优化低高风切变的风电场投资收益率要求，出现了除柔性塔架以外的几种刚性塔架方案，包括：大直径分片钢塔架、钢桁架塔架和预制预应力混凝土塔架。对于大直径分片钢塔架及钢桁架塔架，都有连接螺栓在疲劳作用下松弛产生的后期频繁运维的问题，而且大量的螺栓连接对构件加工精度、加工设备提出了非常高的要求，这导致建设周期和建造成本很难与柔性钢塔架相比，短时间无法形成性价比较高的批量化产品。相比之下，预制混凝土塔架已经具备批量化建造的技术条件和市场环境。

目前已有的预制混凝土塔架则采用预制预应力拼装塔筒，拼装形式有所不同。为保证拼装结构的整体性，大多数的预制分片塔筒要求在拼接缝处灌浆，在消耗昂贵的灌浆料的同时增加了现场拼装时间；对于取消竖向分片的整圆预制筒段，大直径环形塔筒的运输将会受到限制，进而阻碍预制装配化的规模化发展；另外，现有混凝土塔筒均全部或部分采用了外部直径随高度渐变的锥筒式结构特征，增加了预制时期模板及工装的消耗，增大了预制场的占地面积，并且降低了小型风场项目建造的灵活性。

发明内容

为解决现有预制混凝土塔筒外部直径无渐变特征带来的模板工装消耗、预制场占地面积大、灵活性低等技术问题，本申请公开了一种塔架构件，包括：多个第一塔筒段，所述每一个第一塔筒段包括至少一个内径相同的第一筒状体；以及多个第二塔筒段，所述每一个第二塔筒段包括至少一个内径渐变的第二筒状体，其中，所述第一塔筒段和所述第二塔筒段交替连接，所述第二塔筒段两端的截面尺寸与所述第一塔筒段的截面尺寸匹配。

在一些实施例中，所述每一个第二塔筒段中的所述至少一个第二筒状体的外径相同，内径均匀增加或者减小。

在一些实施例中，所述多个第一塔筒段包括至少一级第一塔筒段，每级第一塔筒段的外径相同，以及所述多个第二塔筒段包括至少一级第二塔筒段，每级第二塔筒段的外径相同。

在一些实施例中，所述第一筒状体由整环或至少两个拼装片沿环向拼接成，所述第二筒状体由整环或至少两个拼装片沿环向拼接成。

在一些实施例中，所述第一筒状体的至少两个拼装片通过环向预应力连接件拼接，所述第二筒状体的至少两个拼装片通过环向预应力连接件拼接。

在一些实施例中，任意相邻两个筒状体的对接面由内腔到外壁向下倾斜。