一种转接结构及安装工艺的制作方法

1.本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种转接结构及安装工艺。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.现阶段风力发电机组设计使用寿命一般为20年或25年，而风机基础设计使用年限是50年，会导致风机基础尚在服役年限而与之匹配的风力发电机组退役，造成风机基础的资源浪费。风机基础设计使用寿命与风力发电机组不匹配的矛盾在检测风场中显得尤为突出，不同厂家的风电机组配套塔筒、塔筒与基础连接接口差异较大，因此风机基础需要针对不同风电机组进行定制化设计。考虑到风电机组试验周期要低于机组本身设计使用寿命，更是远低于风机基础设计使用寿命，而且考虑到检测风场机位数量有限，为提高检测风场风机机位的利用效率，需要进行原有风机基础的拆除和新建工作，造成巨大资源浪费。


技术实现要素：

4.本发明为了解决上述问题，提出了一种转接结构及安装工艺，本发明在基础与塔筒之间设计转接结构，实现了同一台风机基础匹配不同风力发电机组，提高风机基础的利用效率，节省基础拆除和新建的周期和费用。
5.根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：
6.第一个方面，本发明提供了一种转接结构。
7.一种转接结构，包括相对设置且呈一定间隔的第一环形板和第二环形板，所述第一环形板和第二环形板之间通过筒状的腹板连接，所述第一环形板、第二环形板和腹板同轴心；
8.所述第一环形板与塔筒连接，所述第二环形板与风机基础连接。
9.进一步地，所述第一环形板与第二环形板之间设有环形的横隔板，所述横隔板与第一环形板设有第一设定距离，所述横隔板与第二环形板设有第二设定距离；所述横隔板分别设置在腹板的近心侧和远心侧，所述横隔板连接腹板。
10.进一步地，所述横隔板的外周面不超过在第一环形板和/或第二环形板外周面。
11.进一步地，所述横隔板与第一环形板之间设有第一加劲板；所述第一加劲板设置在腹板的近心侧和远心侧，所述第一加劲板的一侧连接腹板。
12.进一步地，所述横隔板与第二环形板之间设有第二加劲板；所述第二加劲板设置在腹板的近心侧和远心侧，所述第二加劲板的一侧连接腹板。
13.进一步地，第一加劲板与第二加劲板对应设置。
14.进一步地，所述第一环形板上设有第一螺栓孔，所述第一螺栓孔设置在相邻的两个第一加劲板之间。
15.进一步地，所述第二环形板上设有第二螺栓孔，所述第二螺栓孔设置在相邻的两
个第二加劲板之间。
16.进一步地，所述塔筒通过塔筒底法兰连接第一环形板，所述风机基础通过锚板连接第二环形板。
17.第二个方面，本发明提供了一种安装工艺。
18.一种安装工艺，包括
19.施工风机基础，完成预应力锚栓的预装；
20.在风机基础上安装第一个方面所述的转接结构，第二环形板通过预留第二螺栓孔套进预应力锚栓中，施加预应力，完成转接结构底部安装；
21.安装塔筒，塔筒底法兰预留螺栓孔和第一环形板的第一螺栓孔对齐，采用螺栓连接；
22.安装剩余塔筒、机舱及叶轮。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
24.本发明设计的转接结构根据不同风电机组塔筒底部接口进行工厂预制，可实现不同风电机组与同一基础的适配性，提高检测风场机位和风机基础的利用效率，避免风机基础的拆除和重建。
25.本发明设计的转接结构自身结构形式简单、设计合理，可实现塔筒到风机基础的刚度和荷载的高效传递，且转接结构本体的成本较新建风机基础具有极大优势。
26.本发明通过转接结构的应用，可很好实现检测风场风机机位和风机基础的高效利用，经济效益和环保效益均较好，且考虑到风电机组的升级迭代速度，该应用可进一步推广至新建常规风场中，为将来升级改造预留条件，实现整个风场运行寿期造价最低。
附图说明
27.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
28.图1是本发明示出的转接结构安装后的整体示意图；
29.图2是本发明示出的转接结构的轴测图；
30.图3是本发明示出的转接结构的剖面图；
31.图中：1、底部塔筒，2、塔筒底法兰，3、高强连接螺栓，4、转接结构，5、预应力锚栓，6、锚板，7、高强灌浆料，8、风机基础，41、第一环形板，42、腹板，43、第二环形板，44、横隔板，45、第一加劲板，46、第二加劲板。
具体实施方式
32.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
33.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
34.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包
括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
35.在本发明中，术语如“内”、“外”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
36.本发明中，术语如“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
37.如图1所示，同一台风机基础8需要匹配的底部塔筒1、塔筒底法兰2、预应力锚栓5、塔筒底部荷载等参数。
38.归纳或预测待检测机组的荷载、塔筒、与基础连接预应力锚栓数量及分布直径等4个特征指标，选择最大的荷载、最大的塔筒直径、最多的预应力锚栓数量及最大的预应力锚栓分布直径作为上述风电机组基础的设计输入指标。
39.风机基础超前设计，通过基础设计4个关键指标提前规划，确保设计的风机基础承载能力、自身强度及耐久性、基础预埋预应力锚栓数量和规格等能匹配所有待检测风电机组的要求。
40.根据风电机组4个特征指标进行风机基础设计，确保风机基础承载能力、自身强度及耐久性、基础与转接结构连接的预应力锚栓笼强度等均能满足待检测机组的承载要求，且保证基础-塔筒转接结构为正圆台型，使塔筒到基础的刚度过渡及传递更清晰更有利。
41.转接结构4需根据不同检测风电机组底部塔筒1和塔筒底部法兰2以及配套风机基础预应力锚栓5的分布进行定制化设计，不同机组需设计不同转接结构，以更好匹配不同厂家塔筒直径和底部连接螺栓孔的分布。
42.根据上述输入指标开展风机基础详细设计，确保风机基础承载力、强度、耐久性匹配检测机组要求，同时确保转接结构4为正圆台形布置，转接结构4夹角a应小于90度，且应大于70度，高度根据风机基础预应力锚栓5和待检测机组塔筒底部法兰2的开孔分布确定，避免出现刚度突变，如图3所示。
43.具体地，如图2所示，转接结构4，包括相对设置且呈一定间隔的第一环形板41和第二环形板43，所述第一环形板41和第二环形板43之间通过筒状的腹板42连接，所述第一环形板41、第二环形板43和腹板42同轴心；
44.所述第一环形板41与塔筒1连接，所述第二环形板43与风机基础8连接。
45.具体地，转接结构4包括截面为“工”字形的环形法兰，第一环形板41、第二环形板43和腹板42的材质均不低于q355ne，第一/第二环形板41/43厚度不小于60mm，腹板42厚度不小于40mm。
46.所述第一环形板41与第二环形板43之间设有环形的横隔板44，所述横隔板44分别设置在腹板42的近心侧和远心侧，所述横隔板44与第一环形板41设有第一设定距离，所述横隔板44与第二环形板43设有第二设定距离；所述横隔板44连接腹板42。其中，第一设定距离可以与第二设定距离相等，也可以不相等。
47.具体地，横隔板44的材质不低于q355，厚度不小于30mm，横隔板44将环形法兰分为上下2组区格。
48.所述横隔板44的外周面不超过在第一环形板41和/或第二环形板43外周面。
49.横隔板44与第一环形板之间设有第一加劲板45；所述第一加劲板45设置在腹板42的近心侧和远心侧，所述第一加劲板45的一侧连接腹板42。
50.所述横隔板44与第二环形板43之间设有第二加劲板46；所述第二加劲板46设置在腹板42的近心侧和远心侧，所述第二加劲板46的一侧连接腹板42。
51.具体地，在横隔板44将环形法兰分成的两组区格内分别按照第一/第二环形板41/43的开孔数量及分布匹配第一/第二加劲板45/46，加劲板材质不低于q355，厚度不小于20mm。
52.本实施例通过增加横隔板44、第一加劲板45和第二加劲板46，增加了主体法兰的刚度，提高荷载传递效果。本实施例通过增加横隔板44、第一加劲板45和第二加劲板46，提高了主法兰的局部稳定性，在外部荷载作用下不发生屈服破坏。同时，也能有效降低主法兰的尺寸和厚度，有效降低工程量。
53.第一加劲板45数量为第一环形板41开孔数的0.5倍，且在均匀布置在开孔间隔中心；第二加劲板46数量为第二环形板43开孔数的0.5倍，且在均匀布置在开孔间隔中心。
54.所述第一加劲板45与第二加劲板46对应设置，其中第一加劲板45与第二加劲板46可以交错设置，也可以对齐设置，在此不做限定。
55.所述第一环形板41上设有第一螺栓孔，所述第一螺栓孔设置在相邻的两个第一加劲板45之间。
56.所述第二环形板43上设有第二螺栓孔，所述第二螺栓孔设置在相邻的两个第二加劲板46之间。
57.具体地，第一/第二环形板41/43开有两圈螺栓孔，螺栓孔数量和分布直径分别与待检测塔筒底法兰2及预应力锚栓5相匹配，转接结构法兰平整度小于3mm，开孔与匹配连接结构的同轴度小于1mm。
58.所述塔筒1通过塔筒底法兰2连接第一环形板41，所述风机基础8与第二环形板43之间设有锚板。
59.在更换或新装风电机组时，首先安装转接结构4，转接结构4的第二环形板通过预留螺栓孔套入风机基础预埋的预应力锚栓中，通过施加预应力完成连接。
60.可选的，新装风电机组的底部塔筒通过塔筒法兰开孔和转接结构第一环形板相匹配的预留开孔对齐，采用高强螺栓连接，完成基础和不同风电机组的转接过渡。
61.本实施例解决了单台风机基础与不同风电机组塔筒的匹配难题。转接结构自身结构形式简单、设计合理，可实现塔筒到风机基础的刚度和荷载的高效传递，针对不同风电机组进行具体设计，可实现风机基础的高效利用，节省投资，节约机位。该设计也可在普通风场进行推广，基础设计时预留更换机组条件，实现全寿期工程造价最低、经济效益最好。
62.在上述实施方式的基础上，本实施例还设计了一种施工工艺，包括：
63.(1)施工风机基础8，完成预应力锚栓5的预装；
64.(2)安装第一锚板6，因考虑到第一锚板6有平整度要求，需要借助高强灌浆料7进行找平；
65.(3)就位安装转接结构4，第二翼缘板43通过预留螺栓孔套进预应力锚栓5中，施加预应力，完成转接结构底部安装；
66.(4)安装塔筒1，塔筒底法兰2预留螺栓孔和第一翼缘板41匹配螺栓孔对齐，采用高强螺栓连接；
67.(5)安装剩余塔筒、机舱及叶轮。
68.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种转接结构，其特征在于，包括相对设置且呈一定间隔的第一环形板和第二环形板，所述第一环形板和第二环形板之间通过筒状的腹板连接，所述第一环形板、第二环形板和腹板同轴心；所述第一环形板与塔筒连接，所述第二环形板与风机基础连接。2.根据权利要求1所述的转接结构，其特征在于，所述第一环形板与第二环形板之间设有环形的横隔板，所述横隔板与第一环形板设有第一设定距离，所述横隔板与第二环形板设有第二设定距离；所述横隔板分别设置在腹板的近心侧和远心侧，所述横隔板连接腹板。3.根据权利要求2所述的转接结构，其特征在于，所述横隔板的外周面不超过在第一环形板和/或第二环形板外周面。4.根据权利要求2所述的转接结构，其特征在于，所述横隔板与第一环形板之间设有第一加劲板；所述第一加劲板设置在腹板的近心侧和远心侧，所述第一加劲板的一侧连接腹板。5.根据权利要求2所述的转接结构，其特征在于，所述横隔板与第二环形板之间设有第二加劲板；所述第二加劲板设置在腹板的近心侧和远心侧，所述第二加劲板的一侧连接腹板。6.根据权利要求4或5所述的转接结构，其特征在于，第一加劲板与第二加劲板对应设置。7.根据权利要求1所述的转接结构，其特征在于，所述第一环形板上设有第一螺栓孔，所述第一螺栓孔设置在相邻的两个第一加劲板之间。8.根据权利要求1所述的转接结构，其特征在于，所述第二环形板上设有第二螺栓孔，所述第二螺栓孔设置在相邻的两个第二加劲板之间。9.根据权利要求1所述的转接结构，其特征在于，所述塔筒通过塔筒底法兰连接第一环形板，所述风机基础通过锚板连接第二环形板。10.一种安装工艺，其特征在于，包括施工风机基础，完成预应力锚栓的预装；在风机基础上安装权利要求1-9任一项所述的转接结构，第二环形板通过预留第二螺栓孔套进预应力锚栓中，施加预应力，完成转接结构底部安装；安装塔筒，塔筒底法兰预留螺栓孔和第一环形板的第一螺栓孔对齐，采用螺栓连接；安装剩余塔筒、机舱及叶轮。

技术总结
本发明属于风力发电技术领域，提供了一种转接结构及安装工艺。转接结构，包括相对设置且呈一定间隔的第一环形板和第二环形板，所述第一环形板和第二环形板之间通过筒状的腹板连接，所述第一环形板、第二环形板和腹板同轴心；所述第一环形板与塔筒连接，所述第二环形板与风机基础连接。本发明在基础与塔筒之间设计转接结构，实现了同一台风机基础匹配不同风力发电机组，提高风机基础的利用效率，节省基础拆除和新建的周期和费用。础拆除和新建的周期和费用。础拆除和新建的周期和费用。


技术研发人员：刘庆阳 江山 褚洪民 张振利 陈安新 唐亮 边培松 侯振 张亚林 贾克勤 李双宝
受保护的技术使用者：山东电力工程咨询院有限公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/7/4