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本专利针对传统风电塔筒施工周期长、成本高、适应性差的问题，提出钢壳混凝土塔筒结构。通过将钢壳作为混凝土浇筑模板，结合模块化锥形筒体设计，实现无需模板施工、降低材料损耗，并利用法兰连接提升安装效率。该结构兼具钢结构强度与混凝土耐久性，适应复杂环境施工需求，显著缩短工期并节省成本。
【专利摘要】一种钢壳混凝土风电塔筒，包括：一塔筒混凝土基座，该基座的上方设置有过渡段，在过渡段的上方依次地固定有多段筒体；所述多段筒体均为同轴的内钢壳和外钢壳组成的上部直径略小于下部直径的锥形结构，每一筒体的上端插入另一段筒体的下端，每两段相邻筒体的内钢壳和外钢壳固定连接为一体；内钢壳和外钢壳中间浇筑有混凝土。本实用新型抗疲劳性高，施工时无需模板，加工、运输、吊装方便，适合复杂环境条件下施工，能够有效节省成本，实现长期稳定运行。
[0001]本实用新型属于风力发电设备【技术领域】，具体地涉及一种钢壳混凝土风力发电塔筒。
[0002]风力发电塔架是风力发电设备的重要组成部分，占约风电投资30%以上。目前风电塔架的主要结构为:钢结构、钢筋混凝土结构和钢-混凝土混合结构，且绝大部分结构截面设计成圆筒形。随着风力发电机组功率不断增大，风力发电塔架高度及承载能力、耐久性能要求慢慢的升高。现有的钢结构塔架施工周期短，但由于局部稳定问题，不能充分的发挥钢材强度，材料消耗大，投资大；而钢筋混凝土塔架虽然经济、稳定性能好，但施工周期长。由于风电场地环境条件差，因此运输、吊装都存在很大问题，如何提供一种制作简单、运输方便、吊装简易、施工时间短、适应复杂地形环境条件、节约投资的塔架是急需解决的技术问题。
[0003]本实用新型目的是提供一种钢壳混凝土塔筒，具有施工速度快、经济实用的优点。
[0005]一塔筒混凝土基座，该基座的上方设置有过渡段，在过渡段的上方依次地固定有多段筒体；
[0006]所述多段筒体均为同轴的内钢壳和外钢壳组成的上部直径略小于下部直径的锥形结构，每一筒体的上端插入另一段筒体的下端，每两段相邻筒体的内钢壳和外钢壳固定连接为一体；
[0008]所述的钢壳混凝土风电塔筒，其中内钢壳内壁的上下两端均设有内法兰，外钢壳内壁的上下两端均设有外法兰，每两段相邻筒体之间通过内法兰和外法兰固定连接。
[0009]所述的钢壳混凝土风电塔筒，其中每两段相邻筒体的内钢壳和外钢壳焊接固定为一体。
[0010]所述的钢壳混凝土风电塔筒，其中最上段的筒体的顶部用安装有钢筋笼。
[0011]所述的钢壳混凝土风电塔筒，其中最下段筒体与过渡段之间、最上段筒体顶部与钢筋笼之间均通过螺栓固定连接。
[0012]所述的钢壳混凝土风电塔筒，其中内钢壳和外钢壳的截面形状为圆形。
[0014](I)与钢结构塔筒相比动力响应小，改善了塔架的抗扭转、抗疲劳性能，增加了刚度。
[0015](2)施工时，钢壳可作为浇筑混凝土的模板，且不需要制作钢筋，有效节省成本。[0016](3)加工、运输、吊装方便，适合复杂环境条件下施工，特别是大型化的塔筒的施工安装。
[0022]图6是图3中标号C的钢壳混凝土顶部与上方钢塔架连接结构示意图。
[0025]1-内钢壳，2-外钢壳，3-钢壳中部现浇混凝土，4-内连接法兰，5-外连接法兰，6-法兰连接螺栓，7-钢筋笼，8-钢塔架，9-连接螺栓，10-过渡段，11-钢筋混凝土基座。
[0026]本实用新型的钢壳混凝土风电塔筒的结构如图1和图3所示，在钢筋混凝土基座11上安装有过渡段10 (过渡段10为混凝土)，在该过渡段10上依次连接有若干个衔接而成的筒体，在筒体的顶部通过连接螺栓9固定安装有钢筋笼7和钢塔架8(如图5和图7所示)。本实用新型的筒体是由内钢壳I和外钢壳2组成的上部直径略小于下部直径的锥形结构，优选的方案该壳体可为同轴圆柱形，每相邻的两个筒体可采用焊接的方式连接。本实用新型也可以在内钢壳I和外钢壳2的内壁上下两端分别设置内法兰4和外法兰5 (如图4所示)，上下两段相邻的筒体通过内连接法兰4、外连接法兰5、法兰连接螺栓6连接成一体(如图6所示)。在实际应用中，根据不同设计高度、制作流程与工艺、运输能力、吊装能力决定筒体的数量。
[0028]在塔筒混凝土基座11的上方设置过渡段10，在过渡段10的上方设置与连接内钢壳I和外钢壳2的内法兰4和外法兰5，当混凝土基座达到一定的要求的强度后，将最下段筒体通过内法兰4、外法兰5及法兰连接螺栓6固定在过渡段10上，浇筑钢壳内的混凝土 3，浇筑混凝土后的结构如图2所示(各段筒体均需要浇注混凝土)。依次安装各段筒体，在最上端筒体上安装塔筒顶部钢筋笼7和钢塔架8，通过连接螺栓9固定。
[0029]本实用新型耐腐蚀性、抗疲劳性高，施工时无需模板，且不需要制作钢筋，有效节省成本，安装便捷，便于运输。
1.一种钢壳混凝土塔筒，其特征是，包括:一塔筒混凝土基座，该基座的上方设置有过渡段，在过渡段的上方依次地固定有多段筒体；所述多段筒体均为同轴的内钢壳和外钢壳组成的上部直径略小于下部直径的锥形结构，每一筒体的上端插入另一段筒体的下端，每两段相邻筒体的内钢壳和外钢壳固定连接为一体；内钢壳和外钢壳中间浇筑有混凝土。
2.根据权利要求1所述的钢壳混凝土塔筒，其特征是，内钢壳内壁的上下两端均设有内法兰，外钢壳内壁的上下两端均设有外法兰，每两段相邻筒体之间通过内法兰和外法兰固定连接。
3.根据权利要求1所述的钢壳混凝土塔筒，其特征是，每两段相邻筒体的内钢壳和外钢壳焊接固定为一体。
4.根据权利要求1所述的钢壳混凝土塔筒，其特征是，最上段的筒体的顶部用安装有钢筋笼。
5.根据权利要求1所述的钢壳混凝土塔筒，其特征是，最下段筒体与过渡段之间、最上段筒体顶部与钢筋笼之间均通过螺栓固定连接。
6.根据权利要求1所述的钢壳混凝土塔筒，其特征是，内钢壳和外钢壳的截面形状为圆形。
【发明者】胡锡文, 尹文杰, 国卫生, 马峥嵘, 任燕, 曹彩虹, 曾令艳, 张永吉, 李明, 司其东 申请人:中材建设有限公司
技术研发人员：胡锡文;尹文杰;国卫生;马峥嵘;任燕;曹彩虹;曾令艳;张永吉;李明;司其东
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