含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔的制作方法

1.本发明属于风塔技术领域，特别涉及一种含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔。


背景技术：

2.近年来风机的单机发电功率越来越大，要求风机的尺寸越来越大，风机的重量也越来越重，所需的塔筒高度和直径也越来越大，存放场地要求较高，运输成本高，传统的风机塔筒高度一般在120米以上，塔筒直径一般在5米以上，并且容易产生共振造成倒塌。
3.一般公路运输时货物高度超过5米就因为限高难以运输，为了便于运输很多大直径的塔筒采取了分片筒板现场制作焊接的形式，但是现场焊接不仅施工工期长、施工效果不稳定，而且成本较高，现场焊接的效果得不到保证。


技术实现要素：

4.为了解决以上问题，本发明决定研发一种含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔。
5.一种含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔，包括叶片、机舱、上塔筒、下塔筒、预应力螺栓、预应力锚栓、基础固定板，所述下塔筒包括若干层组合塔筒，所述每层组合塔筒包括若干个互相匹配的分片筒板，所述分片筒板的内壁的左右边缘上分别设置有左分片竖向法兰和右分片竖向法兰，所述每层组合塔筒的分片筒板的左分片竖向法兰和相邻的分片筒板的右分片竖向法兰通过预应力螺栓固定连接；所述分片筒板的内壁的上端和下端分别设置有上横向反向法兰和下横向反向法兰，所述每层的组合塔筒的分片筒板的下横向反向法兰与下一层组合塔筒的分片筒板的上横向反向法兰通过预应力螺栓固定连接；所述上塔筒的内壁底端设置有连接横向反向法兰，所述连接横向反向法兰与下塔筒顶层的分片筒板的上横向反向法兰通过预应力螺栓连接；所述下塔筒底层的分片筒板的下横向反向法兰通过预应力锚栓与基础固定板连接。
6.进一步地，所述上横向反向法兰上分别设置有上螺栓孔和上筋板，所述上螺栓孔和上筋板交错分布；所述下横向反向法兰上分别设置有下螺栓孔和下筋板，所述下螺栓孔和下筋板交错分布；所述预应力螺栓分别贯穿上层组合塔筒的下螺栓孔和下层组合塔筒的上螺栓孔将相邻两层的分片筒板连接，且上筋板和下筋板对应支撑设置。
7.进一步地，所述分片筒板的左分片竖向法兰和右分片竖向法兰上分别设置有左螺栓孔和右螺栓孔，所述预应力螺栓贯穿一个分片筒板的左螺栓孔和相邻的分片筒板的右螺栓孔将左右相邻的分片筒板连接。
8.进一步地，还包括塔架，所述下塔筒底端通过预应力螺栓固定于塔架。
9.进一步地，所述塔架包括塔架过渡段、塔架塔柱、横杆、斜杆、基础装置，所述塔架塔柱的底端固定于基础装置，所述塔架塔柱之间安装有横杆、斜杆，所述塔架塔柱的顶端安装有塔架过渡段，所述下塔筒的底端通过基础固定板安装于塔架过渡段。
10.进一步地，所述分片筒板的内壁顶端与上横向反向法兰之间的距离为150～200mm，所述分片筒板的内壁底端与下横向反向法兰的距离为150～200mm。
11.安装方法：分片筒板组装起来的塔筒直径一般在5米以上，可以根据实际直径的大小分为4～8片，现场组装时可以先用小吊车，用预应力螺栓连接各分片筒板的左分片竖向法兰和相邻分片筒板的右分片竖向法兰，这样每层组合塔筒分几片就连接几片，将每层组合塔筒的分片筒板组成一段圆锥体的塔筒；每层组合塔筒组装完毕后再用大吊车吊装就位，用预应力螺栓连接每层组合塔筒的分片筒板的下横向反向法兰和相邻层组合塔筒的分片筒板的上横向反向法兰。
12.应用：
13.1.含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔结构可用于塔筒风塔结构，下塔筒分片便于运输；
14.2.含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔结构也可用于构架式塔架结构上，作为过渡结构，避免了叶片扫塔，同时下塔筒分片便于运输。
15.本发明取得的有益效果如下：
16.1.含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔的下塔筒直径做了加大，这样能够使风塔做的更高，承载力更大，满足单机功率大的要求；为方便运输下塔筒采取了分片的形式，避免了因塔筒直径过大遇到公路限高运输不了的情况；
17.2.现场常规的单筒风塔的高度为120米，在风力达到6级以上时，塔筒就会出来较大的晃动，风力再大时就会产生共振现象，本发明研发的分片风塔结构直径大，具有较好的稳定性，能避免产生共振现象；预应力螺栓结构能够抵抗疲劳强度，提高了塔筒的高度，高度能够达到140～180米，分片风塔和塔架的组合的高度能够达到200米以上，不仅满足了高度需求同时避免了叶片扫塔；
18.3.含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔结构，下段大直径塔筒采用了分片结构，可以进行标准化生产，运输时分片塔筒可进行一车多片运输，分片塔筒运输到现场后，将分片塔筒进行组装，能够减少施工工期，节约成本。
19.4.上筋板、下筋板、上法兰加强板、下法兰加强板使得上横向反向法兰和下横向反向法兰的连接结构使环向法兰连接及纵向法兰连接更强，加强了分片筒片结构连接强度，增强塔筒的整体性；且相邻的两层组合塔筒的左分片竖向法兰和右分片竖向法兰连接的位置交错开，这样连接更牢固。
附图说明
20.图1为含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔的结构示意图；
21.图2为上横向反向法兰和下横向反向法兰的连接结构示意图；
22.图3为下横向反向法兰的仰视图；
23.图4为图3中沿着a-a的方向的上横向反向法兰和下横向反向法兰的连接结构侧视图；
24.图5为图3中沿着b-b的方向的上横向反向法兰和下横向反向法兰的连接结构侧视图；
25.图6为图3中沿着c-c的方向左分片竖向法兰的侧视图；
26.图7为分片筒板的立体图；
27.图8为含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔和塔架的结构示意图；
28.图9为安装有上法兰加强板和下法兰加强板的上横向反向法兰和下横向反向法兰的连接结构示意图；
29.图10为图9中沿着d-d的俯视图；
30.图中附图标记为：
31.1叶片、2机舱、3上塔筒、4分片筒板、5基础固定板、6塔架过渡段、7塔架塔柱、8斜杆、9横杆、10基础装置、11下横向反向法兰、12下筋板、13上段分片筒板、14预应力螺栓、15上筋板、16下段分片筒板、17上横向反向法兰、18下螺栓孔、19上螺栓孔、20左螺栓孔、21左分片竖向法兰、22分片筒板本体、23右分片竖向法兰、24右螺栓孔、25下法兰加强板、26上法兰加强板、27预应力锚栓。
具体实施方式
32.实施例1
33.如图1-7，一种含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔，包括叶片1、机舱2、上塔筒3、下塔筒、预应力螺栓、预应力锚栓27、基础固定板5，所述下塔筒包括若干层组合塔筒，所述每层组合塔筒包括若干个互相匹配的分片筒板4，所述分片筒板4的内壁的左右边缘上分别设置有左分片竖向法兰21和右分片竖向法兰23，所述每层组合塔筒的分片筒板的左分片竖向法兰21和相邻的分片筒板4的右分片竖向法兰23通过预应力螺栓14固定连接；
34.所述分片筒板4的内壁的上端和下端分别设置有上横向反向法兰17和下横向反向法兰11，所述每层的组合塔筒的分片筒板4的下横向反向法兰11与下一层组合塔筒的分片筒板4的上横向反向法兰17通过预应力螺栓14固定连接；
35.所述上塔筒的内壁底端设置有连接横向反向法兰，所述连接横向反向法兰与下塔筒顶层的分片筒板4的上横向反向法兰17通过预应力螺栓14连接；所述下塔筒底层的分片筒板4的下横向反向法兰11通过预应力锚栓27与基础固定板5连接。
36.所述上横向反向法兰17上分别设置有上螺栓孔19和上筋板15，所述上螺栓孔19和上筋板15交错分布；所述下横向反向法兰11上分别设置有下螺栓孔18和下筋板12，所述下螺栓孔18和下筋板12交错分布；所述预应力螺栓14分别贯穿上层组合塔筒的下螺栓孔18和下层组合塔筒的上螺栓孔19将相邻两层的分片筒板4连接，且上筋板15和下筋板12对应支撑设置。
37.所述分片筒板4的左分片竖向法兰21和右分片竖向法兰23上分别设置有左螺栓孔20和右螺栓孔24，所述预应力螺栓贯穿一个分片筒板的左螺栓孔20和相邻的分片筒板的右螺栓孔24将左右相邻的分片筒板连接。且相邻的两层组合塔筒的左分片竖向法兰21和右分片竖向法兰23连接的位置交错开，这样连接更牢固。
38.所述分片筒板的内壁顶端与上横向反向法兰之间的距离为150mm，所述分片筒板的内壁底端与下横向反向法兰的距离为150mm。
39.实施例2
40.如图1-8，一种含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔，包括叶片1、机舱2、上塔筒3、下塔筒、预应力螺栓、预应力锚栓27、基础固定板5，所述下塔筒包括若干层组合塔
筒，所述每层组合塔筒包括若干个互相匹配的分片筒板4，所述分片筒板4的内壁的左右边缘上分别设置有左分片竖向法兰21和右分片竖向法兰23，所述每层组合塔筒的分片筒板的左分片竖向法兰21和相邻的分片筒板4的右分片竖向法兰23通过预应力螺栓14固定连接；
41.所述分片筒板4的内壁的上端和下端分别设置有上横向反向法兰17和下横向反向法兰11，所述每层的组合塔筒的分片筒板4的下横向反向法兰11与下一层组合塔筒的分片筒板4的上横向反向法兰17通过预应力螺栓14固定连接；
42.所述上塔筒3的内壁底端设置有连接横向反向法兰，所述连接横向反向法兰与下塔筒顶层的分片筒板4的上横向反向法兰17通过预应力螺栓14连接；所述下塔筒底层的分片筒板4的下横向反向法兰11通过预应力锚栓27与基础固定板5连接。
43.所述上横向反向法兰17上分别设置有上螺栓孔19和上筋板15，所述上螺栓孔19和上筋板15交错分布；所述下横向反向法兰11上分别设置有下螺栓孔18和下筋板12，所述下螺栓孔18和下筋板12交错分布；所述预应力螺栓14分别贯穿上层组合塔筒的下螺栓孔18和下层组合塔筒的上螺栓孔19将相邻两层的分片筒板4连接，且上筋板15和下筋板12对应支撑设置。
44.所述分片筒板4的左分片竖向法兰21和右分片竖向法兰23上分别设置有左螺栓孔20和右螺栓孔24，所述预应力螺栓贯穿一个分片筒板的左螺栓孔20和相邻的分片筒板的右螺栓孔24将左右相邻的分片筒板连接。且相邻的两层组合塔筒的左分片竖向法兰21和右分片竖向法兰23连接的位置交错开，这样连接更牢固。
45.还包括塔架，所述下塔筒底端通过预应力螺栓固定于塔架，所述塔架包括塔架过渡段6、塔架塔柱7、横杆9、斜杆8、基础装置10，所述塔架塔柱7的底端固定于基础装置10，所述塔架塔柱7之间安装有横杆9、斜杆8，所述塔架塔柱7的顶端安装有塔架过渡段6，所述下塔筒的底端通过基础固定板5安装于塔架过渡段6。
46.所述分片筒板4的内壁顶端与上横向反向法兰之间的距离为200mm，所述分片筒板4的内壁底端与下横向反向法兰的距离为200mm。
47.实施例3
48.如图9-10，还包括上法兰加强板26和下法兰加强板25，所述预应力螺栓贯穿下法兰加强板25、上段分片筒板的下横向反向法兰11、下段分片筒板的上横向反向法兰17、上法兰加强板26固定安装，所述上法兰加强板26和下法兰加强板25在遇到左分片竖向法兰21和右分片竖向法兰23处对上法兰加强板26和下法兰加强板25进行割口处理。上法兰加强板26和下法兰加强板25的设置使环向法兰连接及纵向法兰连接更强，加强了分片筒片结构连接强度，增强塔筒的整体性。
49.其余与实施例2相同。

技术特征：
1.一种含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔，其特征在于：包括叶片、机舱、上塔筒、下塔筒、预应力螺栓、预应力锚栓、基础固定板，所述下塔筒包括若干层组合塔筒，所述每层组合塔筒包括若干个互相匹配的分片筒板，所述分片筒板的内壁的左右边缘上分别设置有左分片竖向法兰和右分片竖向法兰，所述每层组合塔筒的分片筒板的左分片竖向法兰和相邻的分片筒板的右分片竖向法兰通过预应力螺栓固定连接；所述分片筒板的内壁的上端和下端分别设置有上横向反向法兰和下横向反向法兰，所述每层的组合塔筒的分片筒板的下横向反向法兰与下一层组合塔筒的分片筒板的上横向反向法兰通过预应力螺栓固定连接；所述上塔筒的内壁底端设置有连接横向反向法兰，所述连接横向反向法兰与下塔筒顶层的分片筒板的上横向反向法兰通过预应力螺栓连接；所述下塔筒底层的分片筒板的下横向反向法兰通过预应力锚栓与基础固定板连接。2.根据权利要求1所述的一种含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔，其特征在于：所述上横向反向法兰上分别设置有上螺栓孔和上筋板，所述上螺栓孔和上筋板交错分布；所述下横向反向法兰上分别设置有下螺栓孔和下筋板，所述下螺栓孔和下筋板交错分布；所述预应力螺栓分别贯穿上层组合塔筒的下螺栓孔和下层组合塔筒的上螺栓孔将相邻两层的分片筒板连接，且上筋板和下筋板对应支撑设置。3.根据权利要求1所述的一种含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔，其特征在于：所述分片筒板的左分片竖向法兰和右分片竖向法兰上分别设置有左螺栓孔和右螺栓孔，所述预应力螺栓贯穿一个分片筒板的左螺栓孔和相邻的分片筒板的右螺栓孔将左右相邻的分片筒板连接。4.根据权利要求1所述的一种含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔，其特征在于：还包括塔架，所述下塔筒底端通过预应力螺栓固定于塔架。5.根据权利要求4所述的一种含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔，其特征在于：所述塔架包括塔架过渡段、塔架塔柱、横杆、斜杆、基础装置，所述塔架塔柱的底端固定于基础装置，所述塔架塔柱之间安装有横杆、斜杆，所述塔架塔柱的顶端安装有塔架过渡段，所述下塔筒的底端通过基础固定板安装于塔架过渡段。6.根据权利要求1所述的一种含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔，其特征在于：所述分片筒板的内壁顶端与上横向反向法兰之间的距离为150～200mm，所述分片筒板的内壁底端与下横向反向法兰的距离为150～200mm。7.根据权利要求1所述的一种含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔，其特征在于：还包括上法兰加强板和下法兰加强板，所述预应力螺栓贯穿下法兰加强板、上段分片筒板的下横向反向法兰、下段分片筒板的上横向反向法兰、上法兰加强板固定安装，所述上法兰加强板和下法兰加强板在遇到左分片竖向法兰和右分片竖向法兰处对上法兰加强板和下法兰加强板进行割口处理。

技术总结
本发明公开了风塔技术领域的一种含有反向平衡法兰及预应力螺栓的分片风塔，包括叶片、机舱、上塔筒、下塔筒、预应力螺栓、预应力锚栓、基础固定板，所述下塔筒包括若干层组合塔筒，所述分片筒板的内壁的左右边缘上分别设置有左分片竖向法兰和右分片竖向法兰，所述每层组合塔筒的分片筒板的左分片竖向法兰和相邻的分片筒板的右分片竖向法兰通过预应力螺栓固定连接；所述分片筒板的内壁的上端和下端分别设置有上横向反向法兰和下横向反向法兰，所述每层的组合塔筒的分片筒板的下横向反向法兰与下一层组合塔筒的分片筒板的上横向反向法兰通过预应力螺栓固定连接。有益效果如下：分片筒板可以进行标准化生产，便于运输，现场组装，节约成本。节约成本。节约成本。


技术研发人员：王同华 张强 兰计北
受保护的技术使用者：青岛华斯壮能源科技有限公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/6/3