[发明专利]风轮机、组装和处理风轮机的方法及其使用

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的风轮机、一种组装风轮机的方法、一种处理风轮机的方法以及它们的使用。

背景技术

现有技术已知的风轮机通常包括风轮机塔架和安放在塔架顶部的风轮机引擎舱。包含三个风轮机叶片的风轮机转子通过低速轴连接到引擎舱，如图1所示该低速轴从引擎舱正面延伸出。

引擎舱通常具有一些—但通常不是全部—变换、转换以及以其它方式处理由引擎舱内的发电机产生的电力所需的电气设备。对于离岸和陆上风轮机，这种电力处理设备的其余部分常常安放在风轮机塔架内侧的平台上。这些平台通常安装在经常靠近塔架底部焊接在塔架内的配件上。对于陆上风轮机，这种电力处理设备的其余部分还可安放在风轮机外部的独立壳体内。

风轮机塔架必须承受由风轮机本身的重量所造成的应力以及由在风轮机叶片和塔架上的风压形成的转矩所造成的应力。应力集中尤其在塔架的底部非常高。

塔架上任何类型的焊接都是重要的，因为焊接降低了塔架的疲劳极限，并且由于塔架上的应力在底部最高，所以在该处的焊接尤其重要。

将电力处理设备安装在塔架底部处的平台上遇到的另一个问题是该安装不灵活，因为平台仅能配合特定直径的塔架，并且平台和电力处理设备的安装和装配可首先在制造和油漆塔架时进行。

WO 2004/067959公开了用于在风轮机塔架内设置设备的不同技术，其中该设备可作为一个公用单元安置在风轮机塔架的底座上。

该单元可包括复杂的系统，该系统包括多个不同的室，例如用于电力设备的室、变换室、容纳室等。

该单元难以处理和运输，因为该单元大且笨重，并且单元内的所有设备必须完全固定，因为其必须被平躺着运输然后在安装位置被竖立。

本发明的一个目的是为风轮机提供以简单和空间有效的方式安放在塔架内的设备。

本发明的另一目的是建立用于向风轮机塔架提供风轮机设备的有利的后勤系统，并且避免在这样做时降低塔架的疲劳极限。

发明内容

本发明提供了一种风轮机，其中塔架包括多于一个的模块，所述多于一个的模块中的每一个均包含基本限定模块外边缘的单独的(独立的)加强结构和风轮机设备，其中所述多于一个的模块在所述塔架内以直立状态基本垂直地彼此上下(一个在另一个之上)安放，并且通过所述加强结构直接和/或间接地连接到所述底座。

通过使风轮机塔架具有多个容纳风轮机设备的模块，可实现灵活的在风轮机内提供设备的方法。

在本发明的一个实施例中，一个模块可容纳用于使定位在风轮机塔架顶部的引擎舱中的电力设备与定位在塔架内的一个或多个模块中的电力设备相连接的电缆。另一个模块可具有变压器和换流器。第三模块可具有用于控制和监视的PLC和/或PC。在本发明的一个实施例中，另外的模块可用于贮藏备用部件或者具有其它的电力处理设备。在离岸风轮机中，可有利地设置容纳用模块。根据风轮机安装的位置，可提供模块的其它实施例。

通过使每个模块具有单独的加强结构，每个模块可与其它模块独立地被装配、存放、运输、安装等，这在后勤上是非常有利的。

使用具有单独加强结构的模块以便为风轮机提供设备的另一个优点是当堆放时，模块基本上可自承载和自支承。这避免使用可降低塔架疲劳极限的连接。

由于塔架的高度总是远大于直径，所以模块基本垂直地一个竖直安放在另一个之上是有利的，从而模块可尽可能高效地使用塔架内的可用空间。

将模块安放在塔架内是有利的，因为这样可保护它们的元件不受狂风影响，并且节省了为设备建造单独的房屋的成本。

通过将第一模块直接安放在底座上或安放在铸造到底座内的某些配件上，并将模块连接在底座上，可使模块的堆叠稳定。通过将另外的模块连接到第一模块，可使堆叠更加稳定。

在本发明的一个方面，所述多于一个的模块中的至少两个包括大不相同的风轮机设备。

如先前说明的，将设备设置在模块内的大的优点之一是模块可容纳所有类型的风轮机设备，所述设备可容易地组合以适应特定风轮机的要求。

在本发明的一个方面，例如在风轮机制造厂内将所述风轮机设备预先装在所述多于一个的模块内。

通过例如在风轮机制造厂内将设备预先装在模块内，可将模块存放，并且当要安装特定风轮机时，可容易地找回此风轮机所需的不同模块并在安装位置将它们装配在一起。

通过形成可用于多种不同风轮机类型的预装配的模块，还可优化生产设备的使用，因为预装配的模块可被存放，然后可用做生产缓冲器来平衡需求中的任何变化。