[发明专利]一种具有可变固有频率的海上风机塔筒

说明书

本发明公开了一种具有可变固有频率的海上风机塔筒，所述海上风机塔筒包括塔筒本体、多个平台和多个质量块，所述塔筒本体由沿竖直方向叠置在一起的多个塔筒单体构成，所述多个平台中的每个平台形成在相邻两个所述塔筒单体的连接部处，所述多个质量块中的至少一些质量块设置在所述多个平台上。本发明通过在塔筒内部附加质量块，在不改变塔筒刚度前提下，增加塔筒的质量，进而改变塔筒的固有频率，可以有效的避免塔筒共振破坏。

技术领域

本发明涉及塔筒技术，特别涉及一种具有可变固有频率的海上风机塔筒。

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。20世纪70年代石油危机以后，开始了风能利用的新时代，世界上很多国家开始制定计划，考虑开发海上风电场。与陆上风机相比，海上风机的工作环境更为恶劣，尤其是在台风、地震频发的中国海域，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。风通过塔筒时，会在塔筒两侧交替地产生脱离塔筒表面的旋涡。这种交替产生的旋涡又会在塔筒上生成周期性变化的脉动压力。脉动压力将引发塔筒的周期性振动，这种振动反过来又会改变其尾流的旋涡发放形态。这种流体与结构物相互作用的问题被称作“涡激振动”，若塔筒的自振频率与漩涡的频率相近，就会使塔筒发生共振破坏。另外，若整个风机系统的固有频率与1P或3P频率相近，同样也会使塔筒发生共振破坏。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种具有可变固有频率的海上风机塔筒，可以有效的避免塔筒共振破坏。本发明通过在塔筒内部附加质量块，在不改变塔筒刚度前提下，增加塔筒的质量，进而改变塔筒的固有频率。

本发明所采用的技术方案是：一种具有可变固有频率的海上风机塔筒，所述海上风机塔筒包括：

塔筒本体，所述塔筒本体由沿竖直方向叠置在一起的多个塔筒单体构成；

多个平台，所述多个平台中的每个平台形成在相邻两个所述塔筒单体的连接部处；以及

多个质量块，所述多个质量块中的至少一些质量块设置在所述多个平台上。

进一步地，所述多个平台设置在所述塔筒本体内部并从所述塔筒本体的内表面向内水平地延伸。

进一步地，所述多个平台与所述塔筒本体成一体或者连接至所述塔筒本体。

进一步地，所述塔筒本体具有圆柱形形状，并且所述多个平台具有环状形状。

进一步地，所述至少一些质量块设置在所述多个平台中的最上方的平台上。

进一步地，所述至少一些质量块沿周向方向等间隔地布置在所述最上方的平台上。

进一步地，所述质量块具有长方体形状。

进一步地，所述质量块的高度低于3m。

进一步地，所述质量块的高度低于2m。

本发明的有益效果是：本发明具有可变固有频率的海上风机塔筒，构造简单，施工方便，成本低。通过在塔筒内部附加质量块，在不改变塔筒刚度前提下，增加塔筒的质量，进而改变塔筒的固有频率，可避开风机运行的1P或3P荷载，减少风机共振的风险。另外，本发明可适用于各种类型基础，如单桩基础、导管架基础和吸力筒基础等，适用性广泛。本发明可作为一种事后补救措施，不用在前期的设计中予以考虑。

附图说明

图1：本发明一种具有可变固有频率的海上风机塔筒剖面示意图；

图2：本发明的质量块示意图；

附图标注：

1——塔筒本体；

11——塔筒单体；

2——平台；