[实用新型]一种格构式预应力混凝土风力发电塔

说明书

本实用新型公开了一种格构式预应力混凝土风力发电塔，包括重力式基础、格构式混凝土塔、转换段和钢塔，重力式基础、格构式混凝土塔与转换段通过钢绞线预紧，钢塔与转换段通过预埋在转换段中的体内螺栓连接，格构式混凝土塔由若干根混凝土管与钢管横撑组合的格构单元上下叠加而成。本实用新型风力发电塔格构式的大根开，刚度大，且混凝土材料的使用，刚度更大，承载能力更强，是超高刚性风力发电塔比较经济的方案。混凝土管规格尺寸可设计成相同，混凝土预制件模具成本低。对比桁架式钢塔，预应力混凝土无疲劳失效问题。每一格构单元之间通过钢绞线预紧，钢绞线后期免维护，格构间的横撑杆螺栓可在混凝土管内部维护，维护工作量小。

技术领域

本实用新型涉及风力发电的技术领域，尤其是指一种格构式预应力混凝土风力发电塔。

背景技术

风力发电塔作为风力发电机组重要的支撑结构，根据其动力特性，可分为刚性塔、柔性塔与双柔性塔。国内习惯把塔筒弯曲一阶自振频率低于风轮转频的塔叫柔塔，其余叫做刚性塔。风力发电塔作为一个悬臂梁，风电机组轮毂中心越高，其自振频率就越低。目前国内风电高塔处于120m-140m之间，柔塔与刚塔均有应用。

刚性高塔越来越被市场所接受，目前在风力发电技术领域已推广应用的刚性高塔有两类：一是混凝土为材料的预应力混凝土塔(圆管型或圆锥管形式)；二是钢结构形式(角钢或钢管)的桁架式塔。

预应力混凝土塔截面直径大且厚度较大，截面刚度大，塔筒自振频率较高。目前预应力混凝土刚性高塔轮毂高在120-130m左右，塔底直径一般在7.0-8.0m附近，混凝土用量1000-1500吨左右。虽然混凝土用量多，但混凝土材料便宜，成本造价有一定的经济性。

桁架式钢塔具有大根开，以空间换承载力的特点，一般根开在20m左右。此种结构不仅等效截面刚度大，而且用钢量较小，是超高刚性塔比较经济的一种方案。

目前的现有技术普遍存在以下问题：

1、风电机组轮毂越高，风力发电塔越来越柔。常规混凝土塔要不断增加塔的直径与厚度，经济性会越来越差。

2、常规预应力混凝土塔预制构件模具多，模具成本高。

3、桁架式钢塔螺栓紧固件多，且暴露在室外，装配复杂，后期维护工作量多且困难。

4、桁架式钢塔有较多的焊接件，疲劳承载力差。

5、桁架式钢塔因根开大，维护平台大，动力电缆需要设计专门布线管道，内附件成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种格构式预应力混凝土风力发电塔，具有刚度大、承载能力更强、成本低、内附件布置方便、维护工作量小、运输方便、无疲劳失效等优点，是超高刚性风力发电塔比较经济的方案。