[发明专利]一种分片式密贴抗疲劳风电塔筒及其安装方法

说明书

本发明属于风电塔筒技术领域，具体涉及分片式密贴抗疲劳风电塔筒及其安装方法。一种分片式密贴抗疲劳风电塔筒，由若干塔筒节段从下至上组装而成；每一个塔筒节段在环向上由多个塔筒片组成多边形；其中，所述塔筒片为两侧带有转角的对称结构，其上部设有竖向布置的多个安装槽，下部均布安装孔；环向上相邻的塔筒片通过环向连接装置连接；竖向上相邻节段的塔筒片之间通过竖向连接装置连接。本发明解决了传统法兰连接方式存在的偏心受力问题和普通高强螺栓松动脱落问题，同时，多边形分片式风电塔筒降低了加工和运输难度，简化了施工，促进效率提高；采用结构型高强铆钉的连接段可实现免维护，节省了维护成本。

技术领域

本发明属于风电塔筒技术领域，具体涉及分片式密贴抗疲劳风电塔筒及其安装方法。

背景技术

现今随着科技水平的快速发展，风电机组逐步向大型化和海洋化发展，为了更高效的利用风能资源，风机叶轮直径和塔筒高度不断增加，塔筒直径需求越来越大，受公路运输的限制，并且现场施工拼装难度大。预制装配式技术在风电塔领域的应用可以很好的解决此类问题。科学合理的尺寸和重量的单个分片塔筒构件可有效实现高耸、大直径塔筒的运输和安装。

目前传统法兰连接的构造形式不利于分片塔筒之中，竖向焊接的疲劳问题严重影响连接构件的寿命。另外风电塔筒中传统法兰存在偏心受力问题，导致螺栓应力幅显著。传统风电塔筒连接普遍采用普通高强度螺栓，此类螺栓采用高强钢制造，且通过冷加工工艺形成连续性升角螺纹，应力集中问题突出且易出现松弛脱落。此外，普通高强螺栓处于持续高应力状态，容易出现延迟断裂问题，进而引起分片塔筒连接处的整体失效，最终影响整个风电机组的安全可靠性。另外传统风电塔筒在工作过程中，法兰盘处于偏心受拉状态，当法兰盘的外侧边缘张开位移后，螺栓的应力会随筒壁拉力线性增大，应力幅也会显著增加，因此，传统法兰盘构造存在一定缺陷，无法较大程度地保证螺栓纯受拉的受力模式，同时在海洋环境中，风电机组还会面临高盐雾、高湿度环境条件下腐蚀介质的侵蚀问题，法兰的张开会引入腐蚀介质进入内部，造成连接部位的腐蚀疲劳耦合损伤。

发明内容

本发明目的在于解决现有的塔筒结构及连接方式存在的问题，提供一种分片式密贴抗疲劳风电塔筒，该塔筒采用预制的塔筒分片和高强螺栓进行组装，所有塔筒分片结构相同，不受塔筒高度的限制，可根据高度需要进行组装，同时，降低了加工难度，可以批量生产，施工简单，提高安装效率。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种分片式密贴抗疲劳风电塔筒，由若干塔筒节段从下至上组装而成；每一个塔筒节段在环向上由多个塔筒片组成多边形；其中，所述塔筒片为两侧带有转角的对称结构，其上部设有竖向布置的多个安装槽，下部均布安装孔；环向上相邻的塔筒片通过环向连接装置连接；竖向上相邻节段的塔筒片之间通过竖向连接装置连接。

优选地，所述的环向连接装置包括塔筒片两侧设置的环向连接翼板，所述环向连接翼板上设有竖向布置的多个连接孔；相邻的环向连接翼板采用结构型高强铆钉连接。

优选地，所述的竖向连接装置包括内侧翼板和外侧翼板，所述内侧翼板和外侧翼板上均布若干安装孔。

优选地，所述结构型高强铆钉的钉杆上设有独立环状螺纹结构。

优选地，每一个塔筒节段在环向上由六个塔筒片组成十二边形。

本发明还进一步提供上述分片式密贴抗疲劳风电塔筒的安装方法，包括：

（1）、将多个塔筒片的环向连接装置通过结构型高强铆钉依次连接，组成一节多边形塔筒节段；其中，相邻的环向连接装置连接后形成塔筒内部的加劲肋；

（2）、分别在上、下两个塔筒节段的连接位置放置竖向连接装置；并采用拉铆技术用结构型高强铆钉将内、外侧的竖向连接装置与塔筒片连接固定；结构型高强铆钉与下一节段塔筒顶部的安装槽匹配，与上一节段塔筒底部的安装孔匹配。