[发明专利]风力涡轮机塔架和用于建造风力涡轮机塔架的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机塔架和一种用于建造风力涡轮机塔架的方 法。

背景技术

风力涡轮机塔架直径大并且重，特别是用于大型风力涡轮机的管状钢塔 架。这可能产生与塔架到风力发电厂的运输和旧的基础结构有关的困难。通 常，用于风力涡轮机的钢塔架在车间中作为部件被生产，然后这些部件被运 输到安装地点。典型地，塔架包括多个具有柱形或锥形形状的部件。

在风力工业中，对更大的涡轮机的需求已经导致了对更大的风力涡轮机 塔架的相应需求。更大的风力涡轮机塔架通常导致更大的塔架部件直径，以 及更长且更重的塔架部件。用于大型风力涡轮机的高塔架的尺寸已经达到了 由不同国家的基础结构所限定的界限。限制方面通常是物理限制，例如在桥 和隧道下的自由高度、允许的载重或环形路的拐弯半径。

大型风力项目中不断增加的涡轮机数量也导致一些困难，因为用来通过 公路或铁路运输最大的塔架部件的所需配备是非常专门化的，并且不具有现 有数量的运输所需的运输配备量。因而，当大量项目需要大量的通过公路运 输的时间时，在项目期间可能变得难以获得专用的运输配备。

通过尺寸设定、通过使用混合塔架或通过使用模块化塔架，已经解决了 该问题。尺寸设定接受运输线路的高度和宽度约束，并且把这些约束用作设 计基础。这意味着在实际中塔架外径固定为某个最大值，通常为4.2米。当 直径被固定后，然后确定壁厚的尺寸以提供必须的刚度和强度。对于大型涡 轮机和高塔架，这通常将导致非常重的重量。与不采用直径约束相比，这导 致了更高的成本。

在混合方案中，通过在地面上显著地延伸混凝土地基可回避该问题，例 如形成10米高的柱形结构。这增加了风力涡轮机的有效轮毂高度，其中塔 架设计不受直径约束的显著影响。然而，超出一定的实际高度，延伸的地基 是昂贵的。与直径受限的塔架相比，混合方案的塔架达到大约15米的增加 高度。

宽泛范围的模块化塔架在文献和实际中已公知。使用纵向分割 (longitudinal split)，这种方案克服了运输中的尺寸约束。然而，装配困难 并且模块化元件复杂。

在EP 1561 883 A1中公开了一种用于风力涡轮机的塔架，其中该塔架至 少部分由预制的金属壁配件构成，其特征在于每个壁配件包括实质为四边形 的部分。该壁配件设置有凸缘，用于壁配件的彼此连接。

发明内容

本发明的目的是提供一种有利的风力涡轮机塔架，该风力涡轮机塔架不 受运输约束的限制。本发明的另一目的是提供一种用于建造该风力涡轮机塔 架的方法。

本发明的一个目的通过一种风力涡轮机塔架实现，该风力涡轮机塔架包 括多个具有多边形横截面的节段，每个节段包括多个彼此连接以形成多边形 横截面的平板，其中，平板借助拼接板彼此连接。本发明的另一目的通过一 种用于建造风力涡轮机塔架的方法实现，该风力涡轮机塔架包括由平板装配 成的节段，平板彼此连接以形成具有多边形横截面的节段，并且节段彼此连 接以形成塔架，其中，平板借助拼接板彼此连接。本发明还包括其他发展例。

本发明的风力涡轮机塔架包括多个具有多边形横截面的节段。每个节段 包括多个平板，该平板彼此连接以形成多边形横截面。平板借助拼接板彼此 连接。节段的横截面可以是正多边形，这意味着相邻平板之间的角度具有相 同值。或者，节段的横截面可以是非正多边形，这意味着相邻平板之间的角 度不同。节段可以借助拼接板、凸缘、螺栓、螺母、螺栓延长件(bolt extension)、 垫圈等彼此连接。

在塔架内部彼此连接的凸缘的使用避免了从塔架外部拧紧螺栓。或者， 凸缘连接部还进一步包括分成多个部分且然后栓接在一起的凸缘。这意味着 能够避免横截面非常大的凸缘。多个节段能用拼接板栓接在一起，并且形成 可在各端具有凸缘的元件，使得可以将每个元件升高到位从而形成完整的塔 架。

平板还能借助凸缘、螺栓、螺母、螺栓延长件、垫圈等彼此连接。此外， 可使用等离子体、氧气/气体或激光切割平板。