风电塔筒及风力发电机组的制作方法

1.本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种风电塔筒及风力发电机组。


背景技术：

2.风电塔筒作为风力发电机头的支撑结构，是风力发电机组的重要组成结构之一。相关技术中，为减小风电塔筒的上端受到的风力，以减小风电塔筒的负荷，风电塔筒往往形成为上端外径尺寸远远小于下端外径尺寸的形状，且为了避免风电塔筒的横截面直径发生急剧变化而导致产生应力集中的现象，往往将风电塔筒设计为自下向上横截面直径逐渐减小的形状。考虑到材料成本，往往使用混凝土作为风电塔筒的下半部分的材料，使用钢作为风电塔筒的上半部分的材料。但是，横截面直径逐渐减小的混凝土结构制造难度高，导致风电塔筒的建筑成本高。


技术实现要素：

3.本发明实施例公开了一种风电塔筒及风力发电机组，混凝土筒段的横截面直径基本保持不变，制造难度低，从而降低制造成本。
4.为了实现上述目的，第一方面，本发明公开了一种风电塔筒，包括：
5.混凝土筒段，所述混凝土筒段包括直筒段以及过渡筒段，所述直筒段用于设置于底座上，沿所述直筒段的高度方向上，所述过渡筒段设置于所述直筒段的上端，所述过渡筒段的外径尺寸与所述直筒段的外径尺寸相等，所述直筒段的厚度为t1，所述过渡筒段的厚度为t2，t2/t1≥2，所述过渡筒段具有高度h，1m≤h≤4m；以及
6.钢筒段，所述钢筒段设置于所述过渡筒段的上端，且所述钢筒段的外径小于所述过渡筒段的外径，且所述钢筒段的内径大于或等于所述过渡筒段的内径。
7.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，0.25m≤t1≤0.6m，1m≤t2≤6m，所述过渡筒段的内径为d1，所述过渡筒段的外径为d3，2m≤d1≤5m，6m≤d3≤15m。
8.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述混凝土筒段还设有加强筒，所述加强筒位于所述直筒段的内部，且所述加强筒连接于所述过渡筒段与所述直筒段的内壁面之间，或者，所述加强筒位于所述直筒段的上方，且所述加强筒连接于所述过渡筒段与所述直筒段之间。
9.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述风电塔筒还包括横梁，所述横梁位于所述加强筒的内侧，且所述横梁的两端分别连接于所述加强筒。
10.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述加强筒和/或所述过渡筒段内沿环向设置有第一预应力钢筋。
11.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述钢筒段包括第一筒段以及第二筒段，沿所述高度方向上，所述第一筒段设置于所述过渡筒段的上端，所述第二筒段设置于所述第一筒段的上端，且所述第一筒段的结构强度强于所述第二筒段的结构
强度。
12.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述第一筒段包括法兰座以及连接筒段，所述法兰座包括由内至外依次环设的内圈部分、连接部分以及外圈部分，所述内圈部分和/或所述外圈部分固定连接于所述过渡筒段的上端，所述连接筒段设置于所述连接部分上，所述第二筒段设置于所述连接筒段上。
13.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述第一筒段还包括多个加劲肋，多个所述加劲肋沿所述连接筒段的周向间隔排列，所述加劲肋连接于所述连接筒段与所述外圈部分之间，或者，所述加劲肋连接于所述连接筒段与所述内圈部分之间。
14.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述过渡筒段设有第一通孔；
15.所述风电塔筒还包括第二预应力钢筋，所述第二预应力钢筋的一端固定连接于所述外圈部分或所述内圈部分，所述第二预应力钢筋的另一端用于穿设于所述第一通孔并固定连接于所述底座，所述第二预应力钢筋用于将所述法兰座与所述底座拉紧连接。
16.第一方面，本发明公开了一种风力发电机组，包括底座、风力发电机头以及如上述第一方面所述的风电塔筒，所述风电塔筒的所述直筒段设于所述底座上，所述风力发电机头设于所述风电塔筒的所述钢筒段上。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
18.本发明实施例提供的风电塔筒及风力发电机组，沿混凝土筒段的高度方向上，混凝土筒段包括的直筒段的横截面的形状大小不变化，直筒段的结构简单，制造难度低，制造成本低。
19.此外，由于过渡筒段直筒段的外径尺寸与直筒段的外径尺寸相等，因此过渡筒段能够直接设置于直筒段的上端，又由于直筒段的厚度t1与过渡筒段的厚度t2满足t2/t1≥2，即，过渡筒段的厚度t2与直筒段的厚度t1差距较大，因此，过渡筒段的内径尺寸与直筒段的外径尺寸差距较大，以使得过渡筒段的内径尺寸d1与钢筒段的内径尺寸d2满足d1≤d2，从而钢筒段能够直接设置于过渡筒段的上端，换言之，能够通过过渡筒段实现消除直筒段外径与钢筒段内径尺寸的差距，以将钢筒段与直筒段相连接。
20.进一步地，由于过渡筒段的外径尺寸与钢筒段的内径尺寸差距大，风电塔筒的横截面直径在过渡筒段与钢筒段相连接处发生了急剧变化，因此，在使用过程中，过渡筒段处所受到的应力极大。基于此，本技术还通过使过渡筒段具有高度h，1m≤h≤4m，即，使过渡筒段的高度较高，以增强过渡筒段的结构强度，从而使过渡筒段能够承受较大的应力，以使混凝土筒段的整体结构强度符合设计使用需求。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本技术实施例第一方面公开的风电塔筒(设置于底座)的结构示意图；
23.图2是本技术实施例第一方面公开的风电塔筒的一种结构局部示意图；
24.图3是本技术实施例第一方面公开的风电塔筒的另一种结构局部示意图；
25.图4是本技术实施例第一方面公开的风电塔筒的还一种结构局部示意图；
26.图5是图3中沿a-a方向上的剖视图；
27.图6是本技术实施例第一方面公开的混凝土筒段以及横梁的结构示意图；
28.图7是图3中b处的放大示意图；
29.图8是图3中沿c-c方向上的剖视图；
30.图9是本技术实施例第二方面公开的风力发电机组的结构示意图；
31.图10是本技术实施例第二方面公开的风力发电机组的局部放大示意图。
32.图标：1、风电塔筒；10、混凝土筒段；100、直筒段；101、过渡筒段；101a、第一通孔；101b、第一螺纹连接结构；101c、第二螺纹连接结构；102、加强筒；103、第一预应力钢筋；11、钢筒段；110、第一筒段；1101、法兰座；1101a、内圈部分；1101b、连接部分；1101c、外圈部分；1102、连接筒段；1103、加劲肋；111、第二筒段；12、横梁；120、第一子粱；121、第二子梁；13、第二预应力钢筋；2、风力发电机组；20、底座；200、地下室；201、第二避让孔；21、风力发电机头。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
35.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
36.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
38.下面将结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的说明。
39.请一并参阅图1与图2，是本技术实施例第一方面公开的风电塔筒(设置于底座)的结构示意图，图2是本技术实施例第一方面公开的风电塔筒的一种结构局部示意图，本发明实施例第一方面公开了一种风电塔筒，该风电塔筒1可应用于具有底座20的风力发电机组中，从而在实际施工中，该风电塔筒1可设置在风力发电机组的底座20上(如图1所示)。具体
地，该风电塔筒1包括混凝土筒段10以及钢筒段11。混凝土筒段10包括直筒段100以及过渡筒段101，直筒段100用于设置于底座20上，沿直筒段100的高度方向p上，过渡筒段101设置于直筒段100的上端，过渡筒段101的外径尺寸与直筒段100的外径尺寸相等，直筒段100的厚度为t1，过渡筒段101的厚度为t2，t2/t1≥2，过渡筒段101具有高度h，1m≤h≤4m，过渡筒段101具有内径尺寸d1，钢筒段11设置于过渡筒段101的上端，且钢筒段11的外径小于过渡筒段101的外径，钢筒段11具有内径尺寸d2，d2≥d1。其中，图1与图2中以箭头示出了高度方向p。
40.通过使混凝土筒段10包括直筒段100，且沿混凝土筒段10的高度方向p上，直筒段100的横截面的形状大小不变化，使得直筒段100的结构简单，制造难度低，制造成本低。
41.此外，由于过渡筒段101直筒段100的外径尺寸与直筒段100的外径尺寸相等，因此过渡筒段101能够直接设置于直筒段100的上端，又由于直筒段100的厚度t1与过渡筒段101的厚度t2满足t2/t1≥2，例如，t2/t1可为2、2.5、3、3.5、3.7、4、4.2、4.5、4.7、5、5.2、5.5、5.7、6、6.2、6.5、6.7、7、8、9、10、15或20等，即，过渡筒段101的厚度t2可与直筒段100的厚度t1差距较大，因此，过渡筒段101的内径尺寸与直筒段100的外径尺寸差距较大，以使得过渡筒段101的内径尺寸d1与钢筒段11的内径尺寸d2满足d1≤d2，从而钢筒段11能够直接设置于过渡筒段101的上端，换言之，能够通过过渡筒段101实现消除直筒段100外径与钢筒段11内径尺寸的差距，以将钢筒段11与直筒段100相连接。
42.进一步地，由于过渡筒段101的外径尺寸与钢筒段11的外径尺寸差距大，风电塔筒1的横截面直径在过渡筒段101与钢筒段11相连接处发生了急剧变化，因此，在使用过程中，过渡筒段101处所受到的应力极大。本实施例提供的过渡筒段101具有高度h，为了使过渡筒段101的结构强度较高，以使过渡筒段101能够承受较大的应力，从而使混凝土筒段10的整体结构强度符合设计使用需求过渡筒段101的高度h应较高，而为了节省过渡筒段101所使用的材料，从而降低风电塔筒1的建造成本，过渡筒段101的高度h不应过高，基于此，使过渡筒段101的高度h满足1m≤h≤4m，例如高度h可为1m、1.2m、1.4m、1.5m、1.6m、1.8m、2m、2.2m、2.4m、2.5m、2.6m、2.8m、3m、3.2m、3.4m、3.5m、3.6m、3.8m或4m等。
43.可以理解的是，考虑到过渡筒段101的尺寸对各筒段的受力影响较大，基于此，本实施例对过渡筒段101的尺寸进行了考虑。具体地，由前文所述，过渡筒段101的外径尺寸与直筒段100的外径尺寸相等，过渡筒段101的内径尺寸d1与钢筒段11的内径尺寸d2满足d1≤d2，以实现通过过渡筒段101消除直筒段100外径与钢筒段11内径尺寸的差距的效果，从而能够通过过渡筒段101将钢筒段11与直筒段100相连接。因此，可以理解的是，过渡筒段101的内径尺寸d1大致由钢筒段11的内径尺寸d2决定，过渡筒段101的外径尺寸d3由直筒段100的外径尺寸决定，过渡筒段101的厚度t2大致由直筒段100的外径尺寸与钢筒段11的内径尺寸d2的差决定。
44.可以理解的是，各筒段的外径尺寸越大，各筒段的负荷能力越强，各筒段的外径尺寸越小，各筒段受到的风力的作用面积越小，且各筒段使用的建造材料越少，建造成本越低，因此，各筒段的外径尺寸不可过大也不可过小。基于此，可选地，直筒段100的外径尺寸，即，过渡筒段101的外径尺寸d3可满足：6m≤d3≤15m，例如，直筒段100的外径尺寸，即，过渡筒段101的外径尺寸d3可为：6m、6.5m、7m、7.5m、8m、8.5m、9m、9.5m、10m、10.5m、11m、11.5m、12m、12.5m、13m、13.5m、13m、13.5m或15m等。
45.同样的，考虑到钢筒段11在负荷能力、材料成本以及受风面积之间的平衡，钢筒段11的内径尺寸d2可满足：2m≤d2≤5m，因此，对应的，过渡筒段101的内径尺寸d1可在满足d1≤d2的前提下，满足：2m≤d1≤5m，例如，过渡筒段101的内径尺寸d1可为2m、2.2m、2.4m、2.5m、2.6m、2.8m、3m、3.2m、3.4m、3.5m、3.6m、3.8m、4m、4.2m、4.4m、4.5m、4.6m、4.8m或5m等。
46.而为了使过渡筒段101的厚度t2能够实现消除直筒段100外径与钢筒段11内径尺寸的差距的效果，同时使过渡筒段101的厚度t2不要过厚而导致过渡筒段101的自重过大，在过渡筒段101与直筒段100之间的连接处产生太多额外的应力，过渡筒段101的厚度t2可满足：1m≤t2≤6m，例如，厚度t2可为1m、1.5m、2m、2.5m、3m、3.5m、4m、4.5m、5m、5.5m或6m等。
47.接下来，将结合附图对风电塔筒1的各部分结构进行详细介绍。
48.请结合图1至图4所示，为了进一步提升过渡筒段101的结构强度，以进一步提升过渡筒段101的负荷能力，可选地，过渡筒段101内可沿周向i设置有第一预应力钢筋103。可以理解的是，过渡筒段101内设置的第一预应力钢筋103数量越多，过渡筒段101的结构强度越高，因此，可选地，过渡筒段101内设置的第一预应力钢筋103可为多个，多个第一预应力钢筋103沿高度方向p间隔排列。
49.一些实施方式中，为了使直筒段100的结构强度较高，以满足使用需求，直筒段100的厚度t1应较厚，而为了节省直筒段100所使用的材料，从而降低风电塔筒1的建造成本，直筒段100的厚度t1不应过厚，基于此，直筒段100的厚度t1可满足：0.25m≤t1≤0.6m，例如，厚度t1可为：0.25m、0.3m、0.35m、0.4m、0.45m、0.5m、0.55m或0.6m等。
50.由于沿高度方向p上，直筒段100的内外径尺寸均保持不变，因此，可选地，可使用滑模的方式来直接在底座20上建造直筒段100，建造难度低且直筒段100直接成型于底座20上，直筒段100与底座20之间的连接稳固性好。
51.在其他实施方式中，还可通过预制多个筒段，再将多个筒段相连接的方式建造直筒段100。可以理解的是，由于沿高度方向p上，直筒段100的内外径尺寸均保持不变，因此该多个筒段的尺寸大小可均相等，即，可使用更加大批量生产的相同规格的预制筒段，从而该预制筒段的制造成本更低廉，以降低风电塔筒1整体的建造成本。
52.一些实施方式中，直筒段100与过渡筒段101可一体成型，或者直筒段100与过渡筒段101可分体设置。一种可选的示例中，过渡筒段101通过在直筒段100的顶端支模浇筑形成，从而使直筒段100与过渡筒段101一体成型，直筒段100与过渡筒段101的连接稳固性好，直筒段100与过渡筒段101的连接处能够承受更大的应力。
53.请一并参阅图3与图4，一些实施方式中，混凝土筒段10还可设有加强筒102，加强筒102位于直筒段100的内部，且加强筒102连接于过渡筒段101与直筒段100的内壁面之间，或者，加强筒102位于直筒段100的上方，且加强筒102连接于过渡筒段101与直筒段100之间，从而通过该加强筒102来增大过渡筒段101与直筒段100之间的有效力传递面积，以加强过渡筒段101与直筒段100之间的连接强度，同时辅助进行过渡筒段101与直筒段100之间的负荷力的传导，以释放部分作用于过渡筒段101与直筒段100相连接处的应力，以缓解过渡筒段101与直筒段100相连接处产生的应力过大的情况。其中，图3与图4中以虚线示出了加强筒102分别与过渡筒段101以及直筒段100的交界处，图3中示出了加强筒102位于直筒段100的内部，且加强筒102连接于过渡筒段101与直筒段100的内壁面之间，图4中示出了加强筒102位于直筒段100的上方，且加强筒102连接于过渡筒段101与直筒段100之间。可以理解
的，该虚线只用于示意加强筒102分别与过渡筒段101以及直筒段100的交界处的两种不同的情况，并不代表实体结构，也不构成对加强筒102分别与过渡筒段101以及直筒段100的交界处的位置的限定。
54.为了便于说明，以下定义混凝土筒段10的径向方向为径向方向r，环绕混凝土筒段10的中心轴o的周向方向为周向方向i，图3与图4中的坐标轴示出了高度方向p、径向方向r以及周向方向i。
55.可选地，该加强筒102被平行于高度方向p以及径向r的平面所截得的横截面可成正方形、长方形、三角形、扇形或其他形状，如图3与图4所示，图3中示出了加强筒102的横截面形状为长方形，图4中示出了加强筒102的横截面形状为三角形。可以理解的是，只要加强筒102能够连接于过渡筒段101与直筒段100之间即可，对于加强筒102的横截面形状，本实施例不作具体限定。
56.一些实施方式中，加强筒102也可为混凝土材质，且可通过支模成型于直筒段100的顶端，以使得加强筒102与直筒段100一体成型，从而使加强筒102与直筒段100之间的连接强度更高。
57.如图4所示，为了进一步提升加强筒102的结构强度，以进一步提升加强筒102的负荷能力，一种可选的实施方式中，加强筒102内可沿周向i设置有第一预应力钢筋103。可以理解的是，加强筒102内设置的第一预应力钢筋103数量越多，加强筒102的结构强度越高，因此，可选地，加强筒102内设置的第一预应力钢筋103可为多个，多个第一预应力钢筋103沿高度方向p间隔排列。可以理解的是，由前述可知，在过渡筒段中101也可设置该第一预应力钢筋103，因此，在风电塔筒1中设置该第一预应力钢筋103时，可在过渡筒段101中设置，以提升过渡筒段101的结构强度，或者，可在加强筒102中设置，以提升加强筒102的结构强度，或者，可同时在过渡筒段101和加强筒102中都设置该第一预应力钢筋103，以同时提升加强筒102与过渡筒段101的结构强度，具体可根据实际情况设置，本实施例对此不作具体限定。
58.另一种可选的实施方式中，风电塔筒1还可包括横梁12，横梁12位于加强筒102的内侧，且横梁12的两端分别连接于加强筒102，从而通过横梁12来提升加强筒102的结构强度。具体地，横梁12可为硬度与韧性都较好的钢梁，以使横梁12能够用于承受较大的负荷的同时，发生的形变较小，以使横梁12与加强筒102整体的结构形状更加稳定。进一步地，加强筒102可预埋设置有多个螺纹结构，横梁12可连接于该螺纹结构，以通过螺纹结构连接于加强筒102，从而便于操作人员将横梁12安装加强筒102。
59.请一并参阅图5与图6，可选地，横梁12可为多根，以通过增加横梁12的数量来增加横梁12的结构强度提升效果。具体地，多根横梁12可沿风电塔筒1的径向r间隔排列(如图5所示)，或者多根横梁12中可包括多根第一子粱120以及多根第二子梁121，多根第一子粱120沿风电塔筒1的径向r间隔排列，多根第二子梁121沿风电塔筒1的径向r间隔排列，第一子粱120与第二子梁121相交叉且相连接(如图6所示)，以使多根横梁12相连接形成为一个整体，使得横梁12的结构强度更强。
60.当然，可以理解的是，为了提升加强筒102的结构强度，上述横梁12的设计与上述第一预应力钢筋103的设计可同时存在，例如，可同时在加强筒102上设置第一预应力钢筋103，同时也可在加强筒102的内部设置上述的横梁12。
61.一些实施例中，由前述可知，直筒段100与过渡筒段101可一体浇筑或者是分体浇筑，而由于过渡筒段101的体积较大，从而过渡筒段101的重量较大，支模浇筑成型的过程中，模板所承受的负荷较大，因此，需要在模板的下方设置支承结构以支承模板，减小模板应受到的负荷较大而产生的形变大小，从而避免浇筑形成的过渡筒段101的形状发生较大改变而影响过渡筒段101的受力以及性能。同时，结合前文所述，在加强筒102的内侧连接有横梁12以提升加强筒102的结构强度。基于此，在过渡筒段101通过支模浇筑成型的过程中，该横梁12还可作为模板的支承结构使用，即，可在横梁12上设置模板，以供混凝土浇筑，使得过渡筒段101直接成型于直筒段100以及加强筒102的上方，从而过渡筒段101与直筒段100以及加强筒102的连接稳固性更好，且无需额外设置支承结构，混凝土筒段10的建造过程更加简单。可见，该横梁12的设置，不仅能够对加强筒102起到结构加强作用，同时还能够对过渡筒段101的浇筑提供支撑，有利于简化该风电塔筒1的施工工序。
62.请一并参阅图7与图8，由于钢筒段11的内径尺寸d2远小于过渡筒段101的外径尺寸d3，因此，钢筒段11的与过渡筒段101相连接处所受到的应力较大。基于此，一些实施方式中，钢筒段11可包括第一筒段110以及第二筒段111，沿高度方向p上，第一筒段110设置于过渡筒段101的上端，第二筒段111设置于第一筒段110的上端，且第一筒段110的结构强度强于第二筒段111的结构强度，以使得钢筒段11中，用于与过渡筒段101相连接的第一筒段110能够适于承受较大的应力的同时，使剩余的部分钢筒段11，即，第二筒段111的结构强度能够满足使用设计需求且不会过强，以使第二筒段111的结构更加合理，成本更加低廉。
63.具体地，第一筒段110可包括法兰座1101以及连接筒段1102，法兰座1101可包括由内至外依次环设的内圈部分1101a、连接部分1101b以及外圈部分1101c，内圈部分1101a和/或外圈部分1101c固定连接于过渡筒段101的上端，连接筒段1102设置于连接部分1101b上，第二筒段111设置于连接筒段1102上。其中，图7中以虚线示出了连接部分1101b分别与内圈部分1101a、外圈部分1101c以及连接筒段1102的交界处。可以理解的，该虚线只用于示意连接部分1101b分别与内圈部分1101a、外圈部分1101c以及连接筒段1102的交界处的一种情况，并不代表实体结构，也不构成对连接部分1101b分别与内圈部分1101a、外圈部分1101c以及连接筒段1102的交界处的位置的限定。
64.可选地，内圈部分1101a可固定连接于过渡筒段101的上端，或外圈部分1101c固定连接于过渡筒段101的上端，或者，内圈部分1101a和外圈部分1101c可均固定连接于过渡筒段101的上端，以将第一筒段110固定连接于过渡筒段101的上端。以内圈部分1101a和外圈部分1101c均固定连接于过渡筒段101的上端为例，过渡筒段101的上端可预埋有多个第一螺纹连接结构101b以及多个第二螺纹连接结构101c，该多个第一螺纹连接结构101b对应内圈部分1101a沿过渡筒段101的周向i间隔设置，内圈部分1101a固定连接于该第一螺纹连接结构101b，该多个第二螺纹连接结构101c对应外圈部分1101c沿过渡筒段101的周向i间隔设置，外圈部分1101c固定连接于该第二螺纹连接结构101c，从而实现将第一筒段110固定连接于过渡筒段101的上端。
65.一些实施方式中，第一筒段110还可包括多个加劲肋1103，多个加劲肋1103沿连接筒段1102的周向i间隔排列，加劲肋1103连接于连接筒段1102与外圈部分1101c之间，或者，加劲肋1103连接于连接筒段1102与内圈部分1101a之间，通过设置加劲肋1103，能够加强连接筒段1102与法兰座1101整体的结构强度，从而加强第一筒段110整体的结构强度。可以理
解的，为了尽可能地将第一筒段110与过渡筒段101的连接处的应力向过渡筒段101的外周传导，以尽可能地将应力疏散至直筒段100，从而减小过渡筒段101受到的应力，可使该多个加劲肋1103连接于连接筒段1102与外圈部分1101c之间。
66.进一步地，为了加强第一筒段110、过渡筒段101、直筒段100以及底座20之间的连接强度、连接稳固性，以使第一筒段110、过渡筒段101以及直筒段100形成为更加稳定的一个整体结构，同时加强直筒段100与底座20之间的连接稳固性，可通过设置预应力钢筋来将第一筒段110、过渡筒段101、直筒段100以及底座20相拉紧。
67.具体地，过渡筒段101可设有第一通孔101a，风电塔筒1还可包括第二预应力钢筋13，第二预应力钢筋13的一端固定连接于内圈部分1101a或外圈部分1101c，第二预应力钢筋13的另一端用于穿设于第一通孔101a并固定连接于底座20，第二预应力钢筋13用于将法兰座1101与底座20拉紧连接，从而将第一筒段110、过渡筒段101、直筒段100以及底座20，实现提升风电塔筒1整体结构的强度、稳定性以及提升风电塔筒1与底座20的连接稳定性的效果。
68.进一步地，第二预应力钢筋13可为多根，多根第二预应力钢筋13沿周向i间隔排列，对应的，第一通孔101a也可为多个，多个第一通孔101a沿周向i间隔设置，从而通过增加第二预应力钢筋13的数量来增大第二预应力钢筋13对法兰座1101与底座20之间施加的拉紧力，以进一步提升风电塔筒1整体结构的强度、稳定性以及提升风电塔筒1与底座20的连接稳定性。此外，通过使多根第二预应力钢筋13沿周向i间隔排列，能够使第二预应力钢筋13施加的拉紧力作用平衡，从而使风电塔筒1整体的受力，以及风电塔筒1与底座20整体的受力都保持平衡，风电塔筒1整体以及风电塔筒1与底座20整体的结构稳定性好。
69.可以理解的是，当第二预应力钢筋13用于拉紧连接于外圈部分1101c与底座20之间时，由于第二预应力钢筋13施加的拉紧力而在过渡筒段101内产生的应力更易于被朝向过渡筒段101的外周传导，从而更易于被释放向直筒段100，以使过渡筒段101所受到的应力更小。
70.通过使混凝土筒段10包括直筒段100，且沿混凝土筒段10的高度方向p上，直筒段100的横截面的形状大小不变化，使得直筒段100的结构简单，制造难度低，制造成本低，从而降低风电塔筒1整体的建造难度以及建筑成本。
71.此外，通过设置过渡筒段101，并使过渡筒段101直筒段100的外径尺寸与直筒段100的外径尺寸相等，使过渡筒段101的内径尺寸d1与钢筒段11的内径尺寸d2满足d1≤d2，从而能够通过过渡筒段101实现消除直筒段100外径与钢筒段11内径尺寸的差距，以实现将钢筒段11与直筒段100相连接。
72.进一步地，由于风电塔筒1的横截面直径在过渡筒段101与钢筒段11相连接处发生了急剧变化，因此，在使用过程中，过渡筒段101处所受到的应力极大。基于此，本实施例提供的过渡筒段101通过使过渡筒段101的高度h满足1m≤h≤3m，即，使过渡筒段101的高度h较高，以使过渡筒段101能够承受较大的应力，从而使混凝土筒段10的整体结构强度符合设计使用需求。
73.请一并参阅图9与图10，图9是本技术实施例第二方面公开的风力发电机组的结构示意图，图10是本技术实施例第二方面公开的风力发电机组的局部放大示意图，本发明实施例第二方面公开了一种风力发电机组2，包括底座20、风力发电机头21以及如上述第一方
面所述的风电塔筒1，风电塔筒1的直筒段100设于底座20上，风力发电机头21设于风电塔筒1的钢筒段11上。该底座20至少部分用于固定设置于地下，以将风电塔筒1以及风力发电机头21固定于地面，该风电塔筒1的制造难度低，制造成本低，从而使得风力发电机组2整体的制造难度低，制造成本低。
74.由前文所述，为了加强风电塔筒1与底座20之间的连接强度、连接稳固性，以使风电塔筒1与底座20形成为更加稳定的一个整体结构，可通过设置预应力钢筋来将风电塔筒1与底座20相拉紧。
75.具体地，底座20可设有地下室200以及第二通孔201，第二通孔201的两端分别连通于地下室200以及过渡筒段101的内部空间。第二预应力钢筋13的一端穿设于过渡筒段101的第一通孔101a并固定连接于内圈部分1101a或外圈部分1101c，第二预应力钢筋13的另一端穿设于第二通孔201并延伸至地下室200内，以供操作人员在地下室200内对第二预应力钢筋13进行拉紧，并将第二预应力钢筋13固定连接于地下室200的顶面，从而实现第二预应力钢筋13的安装。
76.可选地，第二预应力钢筋13的另一端可锚固连接于第二通孔201的孔壁，从而，增大第二预应力钢筋13与地下室200的有效连接面积，增强连接稳固性，使第二预应力钢筋13与地下室200能够用于共同承担更大的应力。
77.以上对本发明实施例公开的风电塔筒及风力发电机组进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的风电塔筒及风力发电机组及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种风电塔筒，其特征在于，包括：混凝土筒段，所述混凝土筒段包括直筒段以及过渡筒段，所述直筒段用于设置于底座上，沿所述直筒段的高度方向上，所述过渡筒段设置于所述直筒段的上端，所述过渡筒段的外径尺寸与所述直筒段的外径尺寸相等，所述直筒段的厚度为t1，所述过渡筒段的厚度为t2，t2/t1≥2，所述过渡筒段具有高度h，1m≤h≤4m；以及钢筒段，所述钢筒段设置于所述过渡筒段的上端，且所述钢筒段的外径小于所述过渡筒段的外径，且所述钢筒段的内径大于或等于所述过渡筒段的内径。2.根据权利要求1所述的风电塔筒，其特征在于，0.25m≤t1≤0.6m，1m≤t2≤6m，所述过渡筒段的内径为d1，所述过渡筒段的外径为d3，2m≤d1≤5m，6m≤d3≤15m。3.根据权利要求1所述的风电塔筒，其特征在于，所述混凝土筒段还设有加强筒，所述加强筒位于所述直筒段的内部，且所述加强筒连接于所述过渡筒段与所述直筒段的内壁面之间，或者，所述加强筒位于所述直筒段的上方，且所述加强筒连接于所述过渡筒段与所述直筒段之间。4.根据权利要求3所述的风电塔筒，其特征在于，所述风电塔筒还包括横梁，所述横梁位于所述加强筒的内侧，且所述横梁的两端分别连接于所述加强筒。5.根据权利要求3所述的风电塔筒，其特征在于，所述加强筒和/或所述过渡筒段内沿环向设置有第一预应力钢筋。6.根据权利要求1-5任一项所述的风电塔筒，其特征在于，所述钢筒段包括第一筒段以及第二筒段，沿所述高度方向上，所述第一筒段设置于所述过渡筒段的上端，所述第二筒段设置于所述第一筒段的上端，且所述第一筒段的结构强度强于所述第二筒段的结构强度。7.根据权利要求6所述的风电塔筒，其特征在于，所述第一筒段包括法兰座以及连接筒段，所述法兰座包括由内至外依次环设的内圈部分、连接部分以及外圈部分，所述内圈部分和/或所述外圈部分固定连接于所述过渡筒段的上端，所述连接筒段设置于所述连接部分上，所述第二筒段设置于所述连接筒段上。8.根据权利要求7所述的风电塔筒，其特征在于，所述第一筒段还包括多个加劲肋，多个所述加劲肋沿所述连接筒段的周向间隔排列，所述加劲肋连接于所述连接筒段与所述外圈部分之间，或者，所述加劲肋连接于所述连接筒段与所述内圈部分之间。9.根据权利要求7所述的风电塔筒，其特征在于，所述过渡筒段设有第一通孔；所述风电塔筒还包括第二预应力钢筋，所述第二预应力钢筋的一端固定连接于所述外圈部分或所述内圈部分，所述第二预应力钢筋的另一端用于穿设于所述第一通孔并固定连接于所述底座，所述第二预应力钢筋用于将所述法兰座与所述底座拉紧连接。10.一种风力发电机组，其特征在于，包括底座、风力发电机头以及如权利要求1-9任一项所述的风电塔筒，所述风电塔筒的所述直筒段设于所述底座上，所述风力发电机头设于所述风电塔筒的所述钢筒段上。

技术总结
本发明公开了一种风电塔筒及风力发电机组，该风电塔筒包括混凝土筒段以及钢筒段。混凝土筒段包括直筒段以及过渡筒段，直筒段用于设置于底座上，沿直筒段的高度方向上，过渡筒段设置于直筒段的上端，过渡筒段的外径尺寸与直筒段的外径尺寸相等，直筒段的厚度为t1，过渡筒段的厚度为t2，t2/t1≥2，过渡筒段具有高度h，1m≤h≤4m，过渡筒段具有内径尺寸d1，钢筒段设置于过渡筒段的上端，钢筒段具有内径尺寸d2，d2≥d1。通过使混凝土筒段包括直筒段，使得直筒段的结构简单，从而降低风电塔筒整体的建造难度以及建筑成本。此外，通过使过渡筒段的高度h较高，以使过渡筒段能够承受较大的应力，从而使混凝土筒段的整体结构强度符合设计使用需求。用需求。用需求。


技术研发人员：李盛勇 徐麟 吕坚锋 隋晓
受保护的技术使用者：广州容柏生建筑工程设计咨询有限公司
技术研发日：2021.12.24
技术公布日：2023/6/28