[发明专利]阻尼系统以及具有该阻尼系统的承载围护结构

说明书

本发明提供了一种阻尼系统以及具有该阻尼系统的承载围护结构。所述阻尼系统包括第一阻尼器、第二阻尼器、连接在所述第一阻尼器和第二阻尼器之间的流体输送单元以及阻尼系统控制器，所述第一阻尼器和第二阻尼器中均容纳有阻尼液，所述流体输送单元根据所述阻尼系统控制器的控制将第一阻尼器中的阻尼液输送给第二阻尼器，或者将第二阻尼器中的阻尼液输送给第一阻尼器(10)。根据本发明的阻尼器能够有效抑制承载维护结构的振动。

技术领域

本发明涉及承载围护结构的振动抑制技术领域，更具体地讲，涉及一种用于抑制承载围护结构振动的阻尼器、阻尼系统以及具有该阻尼器或阻尼系统的承载围护结构。

背景技术

风力发电机组是用于将风能转换成电能的能量转化装置。通常，风力发电设备包括承载维护结构(例如，塔筒)、设置联结在塔筒顶端的机舱、安装在机舱中或机舱外的发电机、安装在机舱头部上风向的风轮机等。为了加工和运输方便，塔筒通常是分段制造后运输到安装现场，在安装现场将多段塔筒依次吊装和固定连接，形成对机舱以及发电机组部件的支撑基础之后，在塔筒顶端使塔筒与偏航系统连接，机舱与发电机对接，发电机或齿轮箱再与风轮机对接、连接。

这些安装工序都是在对风电场的范围较小的地域环境并对局部风不易精确预测的情况下展开施工的。在这个吊装安装过程会遇到大小变化不定的阵风或持续的小风。风绕流塔筒时，在塔筒表面形成的气流边界层距离前驻点100-125角度的尾流左右两侧容易产生成对的、交替排列的及旋转方向相反的反对称漩涡，即卡门涡街现象。漩涡以一定频率脱离塔筒外表面，使塔筒受到横风向的周期性脉动力作用，激发产生垂直于上风向的横向振动。当漩涡的脱离频率接近塔筒固有频率时，持续作用后塔筒容易发生共振而被破坏。

图1A示出了塔筒在上风向来流的作用下发生晃动的示例。如图1A所示，当风速在预定范围内时，会引起塔筒30的涡激振动，使得塔筒30产生顺风向(F1)振动和横风向(F3、F2)振动。

在风力发电机组的安装过程中，现场吊装进度、安装工期明显受到局部区域风况的限制。尤其是在塔筒安装到上端的几节塔筒段的情况下，塔筒振动幅度增大，塔筒与偏航装置，塔筒与机舱、机舱与发电机、叶轮的对接时螺栓联结困难，无法实现安全、准确的联接。

在风力发电机组的运行过程中，塔筒晃动也会对塔筒本身以及塔筒基础连接件带来破坏和隐患。在风力发电机组的运行过程中，塔筒受到的载荷除了顶部大部件产生的重力和风轮旋转产生的动载荷外，同时还要受到自然风气动荷载的作用。风绕流塔筒表面时产生的涡街现象会引起使塔筒发生导致共振破坏的横风向振动。风吹动叶轮旋转时会对塔筒产生交变弯矩和交变作用力，这种由顺风向产生的弯矩和力会成为塔筒发生破坏的主要原因，严重时会造成塔筒断裂而发生倾覆。

如图1B所示，现有技术借助围绕塔筒设置螺旋绊线、螺旋肋片用来抑制塔筒30的表面发生旋涡的周期性脱落。螺旋绊线、或螺旋肋片40在不同的螺距布置时，有不同的横风向振荡抑制效果。螺旋线40的高度增加利于破坏涡街形成、破坏涡街发放的周期性，使涡街现象无法生成或使涡街发放更不规则，打破涡街发放的相关性、一致性，利于抑制涡激振动。

然而，在塔筒上缠绕或固定螺旋线的方式仅仅用在吊装阶段，并且螺旋线的特征参数(螺距、高度)、螺旋结构还没有做到最佳，难以适应更宽风速范围的变化。为做到适应空气流的风速变化而变化，并且适用于长期运行，会带来螺旋线制造成本、维护成本的大幅增加。

此外，螺旋绊线、螺旋肋片在塔筒表面的覆盖率也会影响横向振荡抑制效果，覆盖率达到(或超过)50％时，抑制横向振动的效果达到最佳，同时螺旋线与空气流的风致噪声增加，对自然环境生物造成严重影响，尤其是对动物、鸟类生态环境物种造成声波干扰、对生态环境造成破坏。

因此，需要提供一种不影响塔筒外观、不增加塔筒的风阻、不对塔筒外部环境产生噪音，吊装完毕可拆除从而回收反复使用，也可以固定在塔筒内部，在运行过程中使用的抑制振动的装置。

发明内容