[实用新型]一种钢管混凝土风机塔筒

说明书

本实用新型涉及一种风力发电机塔筒，特别是涉及一种钢管混凝土风机塔筒。

随着社会经济的飞速发展，人类对能源的需求量与日俱增。而风能资源作为绿色能源，越来越受到关注，这是因为风能具有巨大的优越性：1、风能蕴藏量大；2、风能是可再生能源，取之不尽、用之不竭；3、风能是没有任何污染的清洁能源；4、风电场建设周期短；5、风电场建成以后，运行费用低、维护工作量小。所以风能资源丰富的国家都在加大风力发电开发的力度。

风机塔筒作为风电机组的重要组成部分，常用的有钢质塔筒、预应力混凝土塔筒、钢‑混凝土混合式塔筒（其下部为混凝土结构，上部为钢质塔筒）、格构式塔筒或木质塔筒结构等，目前各国风电开发中最常见的塔筒为钢质塔筒。

风机塔筒主要承受风机轮毂处传来的压力和弯矩，在设计塔筒的过程中，要考虑塔筒的强度、刚度和稳定性等，伴随着风机机组功率的增加，目前的方案主要是通过增大塔筒的直径来提高塔筒的强度和刚度。伴随着大功率风机的开发，以及为了适应不同的风场条件，对塔筒轮毂高度的要求越来越高，塔筒的直径也越来越大，如3MW风机塔筒的底法兰直径达到4.5米，6MW风机塔筒的底法兰直径达到了6米。

现有的钢质风机塔筒，虽可提供足够的强度和刚度，但是在实际使用时却发现其结构中还存在有若干不足，未能达到最佳的使用效果，而其缺点可归纳如下：

1、随着更大功率的风电机组对塔筒的要求，为了提高塔筒的强度和刚度，需要增大塔筒的直径，而钢结构塔筒的直径不可能无限制增大。

2、大直径塔筒的设计、建造、运输及安装技术难度较大，对连接法兰的要求高，成本高。

由此可见，上述现有的风机塔筒在结构与使用上，仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种既减小了塔筒的设计直径，又能满足强度和刚度的新型风机塔筒,实属当前业界重要的研发内容之一。

本实用新型的目的是提供一种钢管混凝土风机塔筒，使其在保证足够的强度和刚度条件下可减小塔筒直径，从而克服现有用于大功率风电机组的钢结构塔筒直径过大的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种钢管混凝土风机塔筒，包括固定于风机基础环上的内、外两层钢质塔筒，所述两层钢质塔筒之间为灌注的混凝土层。

进一步地，所述内、外两层钢质塔筒为同心结构。

进一步地，所述内、外两层钢质塔筒为同心结构。

进一步地，所述内、外层钢质塔筒分别与基础环通过法兰固定连接。

进一步地，所述外层钢质塔筒为锥形筒体。

进一步地，所述内、外层钢质塔筒为两段以上，且相邻两段之间通过法兰固定连接。

进一步地，所述外层钢质塔筒的最底段为锥形筒体。

进一步地，所述内、外层钢质塔筒均带剪力键。

进一步地，所述剪力键的形式为焊珠、贴脚焊扁钢或贴脚焊圆钢的结构形式。

进一步地，所述内层钢质塔筒的内壁上还安装有梯子和/或休息平台。

由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

（1）由于采用了双层钢质塔筒以及混凝土层结构，内外塔筒通过混凝土和钢之间的化学吸附力粘结在一起，增强了塔筒的强度和刚度，很好的承担了结构的受力。由于双层钢质塔筒以及混凝土层结构共同承担载荷，大大减小了塔筒的直径，可以减少塔筒直径20%‑30%左右，同时也减少了塔筒底部连接法兰的直径以及塔筒的壁厚，利于运输、安装等，且节约成本。

（2）由于内、外层钢质塔筒均带剪力键，内外塔筒可以通过剪力键跟混凝土之间的握裹力和摩阻力粘结在一起，进一步增强了塔筒的强度和刚度。

（3）由于采用了双层钢质塔筒以及混凝土层结构，既减小了塔筒的设计直径，又能满足结构的强度和刚度，可适用于大功率3MW‑12MW陆上型、海上型风力发电机组。

（4）由于塔筒结构中采用了混凝土材料，取材方便、成本低廉，大大减少了建造塔筒的投资成本。

（4）由于塔筒结构中采用了混凝土材料，取材方便、成本低廉，大大减少了建造塔筒的投资成本。

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的一种钢管混凝土风机塔筒的垂直向剖视结构图。

图2是图1的A‑A向剖视结构图。

图3是不同形式的剪力键的结构示意图。