1多元支撐方案解鎖全域應用場景（4：3）.pdf

《1多元支撐方案解鎖全域應用場景（4：3）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《1多元支撐方案解鎖全域應用場景（4：3）.pdf（22頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、匯報時間：2020年10月 匯報人：彭棠解鎖全域應用場景中 船 海 裝 風 電 有 限 公 司中 船 海 裝 風 電 有 限 公 司多元支撐方案LEARN MORECHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會中國船舶 匯報人：彭棠時間：10月18日解鎖全域應用場景中船海裝風電有限公司多元支撐方案CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會中國船舶 CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會1.1.支撐結構發展趨勢支撐結構發展趨勢2.2.多元支撐結構解決方案多元支撐結構解決方案3.3.市場布局市場布局CHINA WINDPOWER 2

2、0232023北京國際風能大會 風機大型化是機組降本重要技術手段，近年風機大型化速度加快風機大型化是機組降本重要技術手段，近年風機大型化速度加快 在風機大型化下，支撐結構成本占比增加，鋼塔向混塔等多種技術路徑轉變在風機大型化下，支撐結構成本占比增加，鋼塔向混塔等多種技術路徑轉變61%66%65%65%62%56%53%39%34%35%35%38%44%47%0%20%40%60%80%100%2345678百分比陸上風電支撐結構成本占比風機支撐結構52%51%51%45%47%44%48%49%49%55%53%56%0%20%40%60%80%100%579101216百分比海上風電支撐結

3、構成本占比風機支撐結構CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會基礎設計單位提資給風基礎設計單位提資給風機廠家機廠家廠家進行荷載優化、塔廠家進行荷載優化、塔筒設計筒設計風機基礎設計優化風機基礎設計優化1.00E+0081.50E+0082.00E+0082.50E+0083.00E+008-40-30-20-1001020高程(m)彎矩(Nm)Bladed(風+浪)Bladed(風+浪)+Sacs浪 Bladed風+Sacs浪 分離式設計需分離式設計需多輪迭代多輪迭代，無法準確獲得結構響應無法準確獲得結構響應 廠家與設計院追求各自結構最優，廠家與設計院追求各自結構最優，非

4、整體工程量最優非整體工程量最優分離式設計分離式設計第一次荷載迭代第二次荷載迭代第n次荷載迭代風機廠家提供初版載荷風機廠家提供初版載荷和塔筒資料和塔筒資料風機基礎設計以及提資風機基礎設計以及提資給風機廠家給風機廠家廠家進行荷載優化、塔廠家進行荷載優化、塔筒設計筒設計風機基礎設計優化風機基礎設計優化CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會砂土：砂土：ReeseReese（19741974）樁徑為樁徑為0.61m0.61m 鋼管樁試驗鋼管樁試驗tanhuukHPApyAp粘土：粘土：MatlockMatlock（19701970）樁徑為樁徑為0.324m0.324m 鋼管樁試

5、驗鋼管樁試驗傳統傳統p-yp-y曲線適用性差，計算結果偏保守曲線適用性差，計算結果偏保守!傳統傳統P-YP-Y曲線曲線CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會 引進國際先進引進國際先進大直徑單樁大直徑單樁基礎樁基礎樁-土相互作用優化分析方法土相互作用優化分析方法 建立樁建立樁-土相互作用標準設計方法，土相互作用標準設計方法，修正修正P-YP-Y曲線曲線基礎樁-土相互作用相互作用標準設計方法修正P-Y曲線PISAPISA方法方法CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會風浪、流風浪耦合截面時程載荷0.E+001.E+072.E+073.E+074.E

6、+070.0200.0400.0600.0 泥面處的一體化載荷比分離式泥面處的一體化載荷比分離式載荷降低約載荷降低約25%25%。風電機組風電機組-塔架塔架-基礎一體化全時程耦合分析，基礎一體化全時程耦合分析，降低支撐結構降低支撐結構成本成本8%8%。支撐結構尋優支撐結構尋優技術技術，結合一體化全時程耦合分析，結合一體化全時程耦合分析，降低降低支撐結構支撐結構成本成本10%10%。海上風電機組海上風電機組-塔架塔架-基礎一體化設計平臺基礎一體化設計平臺CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會 穩定性好、安全性高、經濟性好、穩定性好、安全性高、經濟性好、發電量高發電量高

7、組合結構轉接段，試驗驗證充分、工藝可靠，組合結構轉接段，試驗驗證充分、工藝可靠，受力性能優異、受力性能優異、可靠性高可靠性高 標準化程度高、構件單元通用性好、模具兼標準化程度高、構件單元通用性好、模具兼容性強，容性強，規?；a規?；a 尺寸可控、運輸通過性好；構件精度高、干尺寸可控、運輸通過性好；構件精度高、干式連接、式連接、施工高效施工高效 蘇、皖、鄂、豫、冀、魯等，中東南部低風蘇、皖、鄂、豫、冀、魯等，中東南部低風速、高切變區域速、高切變區域“三北三北”大基地、沙戈荒區域，大風輪大基地、沙戈荒區域，大風輪/大大兆瓦機型兆瓦機型核心優勢核心優勢適用場景適用場景CHINA WINDPOWE

8、R 20232023北京國際風能大會 頻率對結構極端載荷和等效疲勞載荷的敏感性分析，確定選定風電機組支撐結頻率對結構極端載荷和等效疲勞載荷的敏感性分析，確定選定風電機組支撐結構的構的最最優優頻率頻率區間區間 綜合考慮材料成本、運輸成本和施工成本，結合最優頻率區間，確定綜合成本綜合考慮材料成本、運輸成本和施工成本，結合最優頻率區間，確定綜合成本最優的鋼混塔筒分段比例最優的鋼混塔筒分段比例01002003004000.00E+004.00E+078.00E+071.20E+081.60E+08彎矩(Nm)時間(s)0.185Hz 0.195Hz 0.205Hz 0.217Hz 0.229Hz0.0

9、0.20.40.60.81.005 0 01 0 0 01 5 0 0 0.1 8 5 H z 0.1 9 5 H z 0.2 0 5 H z 0.2 1 7 H z 0.2 2 9 H z?(Nm)2/Hz*10000)?(H z)共 振 頻率風頻 率0.180.190.200.210.220.23185000190000195000200000205000210000 極端載荷 等效疲勞載荷頻率(Hz)極端載荷(kNm)2420024300244002450024600247002480024900 等效疲勞載荷(kNm)4060801001200.220.240.260.28整機頻率(H

10、z)混塔段高度(m)3P下限頻率拐點103.m塔底載荷時程分析塔底載荷時程分析塔底載荷頻遇分析塔底載荷頻遇分析塔底載荷塔底載荷頻率變化規律頻率變化規律混段比例混段比例頻率變化規律頻率變化規律CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會 轉接環作為鋼轉接環作為鋼-混段過渡節點，受力模式復雜，是混塔產生裂紋的關鍵風險點，混段過渡節點，受力模式復雜，是混塔產生裂紋的關鍵風險點，選擇合理的轉接環結構型式，通過高效數值仿真方法，同時結合實驗驗證，揭選擇合理的轉接環結構型式，通過高效數值仿真方法，同時結合實驗驗證，揭示轉接環在復雜載荷作用下的示轉接環在復雜載荷作用下的損傷機理及破壞模式

11、損傷機理及破壞模式，針對性對結構進行優化修，針對性對結構進行優化修正，避免裂紋等缺陷產生。正，避免裂紋等缺陷產生。軸壓荷載-軸向位移曲線組合結構轉接環組合結構轉接環鋼筋混凝土轉接環鋼筋混凝土轉接環轉接段模型破壞性試驗CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會 合理的裂紋寬度限值、鋼筋的直徑、間距和保護層厚度合理的裂紋寬度限值、鋼筋的直徑、間距和保護層厚度 精細分析模型和設計方法，開發可考慮壓彎剪扭耦合效應的纖維梁單元，實現精細分析模型和設計方法，開發可考慮壓彎剪扭耦合效應的纖維梁單元，實現壓彎剪扭復合荷載壓彎剪扭復合荷載下混塔的精確高效計算下混塔的精確高效計算 必要的模型

12、試驗驗證必要的模型試驗驗證縱縫模型試驗橫縫模型試驗裂紋寬度限值解析+有限元分析復合荷載試驗CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會 承載力高、抗側剛度大，材料利用承載力高、抗側剛度大，材料利用率高，鋼管混凝土組合，率高，鋼管混凝土組合，1+121+12 工廠預制部件，施工效率、質量高，工廠預制部件，施工效率、質量高，亦可現場澆筑亦可現場澆筑 無預埋件，無需配筋，無模具無預埋件，無需配筋，無模具 運輸、存儲方式靈活，裝配化建造、運輸、存儲方式靈活，裝配化建造、施工效率和質量高施工效率和質量高 獨立柱下基礎，征地面積小獨立柱下基礎，征地面積小 低風速、高切變區域，低風速、高

13、切變區域，復雜地形復雜地形 未來超高塔市場利器未來超高塔市場利器核心優勢核心優勢適用場景適用場景四立柱格構塔四立柱格構塔4 4根中空夾層根中空夾層鋼管混凝土柱組鋼管混凝土柱組拼成方形截面拼成方形截面角柱間采用圓角柱間采用圓鋼管連接鋼管連接無粘結體內張無粘結體內張拉預應力筋拉預應力筋組合轉接段組合轉接段四支腿、鋼混四支腿、鋼混組合結構組合結構鋼塔法蘭與中鋼塔法蘭與中間圓筒頂截面連間圓筒頂截面連接接角柱處張拉預角柱處張拉預應力筋應力筋CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會組合作用組合作用1 1：鋼管對混凝土的鋼管對混凝土的套箍作用套箍作用混凝土處于多向受壓狀態，混凝土極限

14、強度、塑性和韌性提高混凝土處于多向受壓狀態，混凝土極限強度、塑性和韌性提高組合作用組合作用2 2：混凝土混凝土對鋼管對鋼管的的支撐作用支撐作用避免或延緩鋼管發生局部屈曲，保證鋼材性能充分發揮避免或延緩鋼管發生局部屈曲，保證鋼材性能充分發揮混凝土受壓破壞鋼管混凝土組合效應鋼板受壓失穩中性軸附近材料強度中性軸附近材料強度未得到充分利用未得到充分利用各肢件材料強度各肢件材料強度均得到充分利用均得到充分利用實腹式柱實腹式柱截面截面格構式柱格構式柱截面截面CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會 預應力混凝土格構式塔架在復雜受力狀態下的滯回性能、承載能力及破預應力混凝土格構式塔架

15、在復雜受力狀態下的滯回性能、承載能力及破壞模式試驗研究壞模式試驗研究 節點疲勞性能試驗節點疲勞性能試驗滯回性能承載力及破壞試驗肋板加固下節肋板加固下節點的受力性能點的受力性能與參數分析與參數分析疲勞損傷下節疲勞損傷下節點的受力性能點的受力性能研究研究構件節點處的構件節點處的疲勞壽命預測疲勞壽命預測與參數分析與參數分析節點焊縫的殘余節點焊縫的殘余應力分布與對疲應力分布與對疲勞壽命的影響勞壽命的影響試驗試驗+有限有限元元試驗試驗+有限有限元元有限元有限元有限元有限元肋板肋板寬度寬度肋板肋板厚度厚度肋板肋板位置位置肋肋板板參參數數參數：疲勞載參數：疲勞載荷循環次數荷循環次數疲勞試驗疲勞試驗靜力試驗靜

16、力試驗ABAQUSABAQUSFe-safeFe-safe疲疲勞勞壽壽命命預預測測有無肋板有無肋板 有無混凝有無混凝土土 肋板參數肋板參數 參參數數分分析析 ABAQUSABAQUS焊接熱模擬焊接熱模擬肋板參數對肋板參數對殘余應力分殘余應力分布規律布規律FortranFortran熱源參熱源參數數CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會 環槽鉚釘連接技術，航空航天、鐵路軌道、重型汽車和鋼結構領域中較多采用環槽鉚釘連接技術，航空航天、鐵路軌道、重型汽車和鋼結構領域中較多采用環槽鉚釘進行防松，可滿足塔架環槽鉚釘進行防松，可滿足塔架2020年全壽命周期免維護需求。年全壽命周期

17、免維護需求。工程應用領域工程應用領域 輸電鐵塔、單管通訊塔輸電鐵塔、單管通訊塔防松原理：防松原理：利用胡克定律，在對鉚釘軸向拉伸的同時，徑向擠壓套環，使套環內徑金屬流動到鉚釘的環槽中，形成永久的金屬塑性變形連接環槽鉚釘構造環槽鉚釘構造牙型為獨立的環槽結構（非螺旋形）性能測試性能測試防松性能對比防松性能對比軸心疲勞曲線軸心疲勞曲線010203040010203040(%)(%)第1階 第4階 第2階 第5階 第3階 第6階自振頻率變化率與螺栓松自振頻率變化率與螺栓松動比例關系動比例關系CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會 適配性適配性強強，標準化設計、適配型譜廣標準化

18、設計、適配型譜廣 施工提效施工提效，工廠預制工廠預制、現場現場免養護免養護、縮短工期、縮短工期 應用面廣應用面廣，適合沙戈荒無人區、大基地項目適合沙戈荒無人區、大基地項目 經濟性好經濟性好，流水化作業、省用量、生產效率高流水化作業、省用量、生產效率高 可靠性高可靠性高，生產穩定生產穩定、隱蔽工程少隱蔽工程少、質量可控質量可控CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會肋梁，預制構件錨栓籠拼縫承臺 地質條件：砂土、碎石土、全風化巖石，地地質條件：砂土、碎石土、全風化巖石，地基承載力特征值基承載力特征值180 kPa180 kPa 海拔高度：海拔高度：35003500米及以下米

19、及以下 環境溫度：施工環境溫度環境溫度：施工環境溫度-5-5以上以上 適用區域：沙戈荒地區、地形復雜的山地適用區域：沙戈荒地區、地形復雜的山地適用場景適用場景CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會 拼縫抗剪設計：拼縫抗剪設計：通過在相鄰構件位置，設置通過在相鄰構件位置，設置U U型鋼筋，型鋼筋，U U型筋內設置插筋，進而型筋內設置插筋，進而提高基礎的抗剪承載力提高基礎的抗剪承載力 基礎整體連接性設計：基礎整體連接性設計：通過在承臺設置外包鋼筋，進而提高構件連接的整體性通過在承臺設置外包鋼筋，進而提高構件連接的整體性基礎模型基礎模型拼縫構造拼縫構造拼縫拼縫U型筋受力分析

20、型筋受力分析環向抱箍鋼筋受力分析環向抱箍鋼筋受力分析CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會 拼裝錨桿同心度控制：拼裝錨桿同心度控制：通過放樣劃線、設置定位銷、增大錨栓孔徑，進而確保通過放樣劃線、設置定位銷、增大錨栓孔徑，進而確保拼裝構件的位置度及錨栓同心度誤差拼裝構件的位置度及錨栓同心度誤差 灌漿工藝：灌漿工藝：通過設置分倉，確保底板灌漿的飽滿度；底板拼縫通過現澆的灌漿通過設置分倉，確保底板灌漿的飽滿度；底板拼縫通過現澆的灌漿方法，承臺拼縫通過壓漿法進行灌漿方法，承臺拼縫通過壓漿法進行灌漿設置墊層線設置墊層線定位環安裝定位環安裝增大錨栓孔增大錨栓孔底板灌漿試驗底板灌漿

21、試驗拼縫灌漿試驗拼縫灌漿試驗CHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會三北地區、沙戈荒地區三北地區、沙戈荒地區中東部地區中東部地區其它地區其它地區三北地區，三北地區，風資源條件風資源條件好，適合大好，適合大規模開發，規模開發，此地區主要此地區主要以鋼混塔筒、以鋼混塔筒、裝配式基礎裝配式基礎產品為主產品為主中東部地區，中東部地區，地勢平坦，地勢平坦，風切變相對風切變相對較好，適合較好，適合高塔筒方案，高塔筒方案，以以140140米及米及以上鋼混塔以上鋼混塔筒、格構式筒、格構式塔架為主力塔架為主力產品產品裝配式基礎裝配式基礎鋼混塔筒鋼混塔筒格構式塔架格構式塔架陸上布局陸上布局海上一體化建設海上一體化建設THANKSTHANKSFor Your WatchingCHINA WINDPOWER 20232023北京國際風能大會中國船舶 Phone&FaxPhone&FQR CodeQR Code