用于连接相邻塔架区段的法兰辅助物的制作方法

用于连接相邻塔架区段的法兰辅助物的制作方法
【专利摘要】本发明描述了一种用于连接相邻塔架区段的法兰辅助物，其中，每个塔架区段包括塔架区段外壳、塔架区段法兰以及塔架区段外壳和塔架区段法兰之间的圆角过渡部；其中，法兰辅助物包括扩展部，扩展部被形成为补充圆角过渡部，使得法兰辅助物延伸到塔架区段的过渡区中。本发明还描述了一种用于连接相邻塔架区段的塔架区段连接装置，每个塔架区段包括塔架区段外壳、塔架区段法兰以及外壳和法兰之间的过渡区上的圆角过渡部，其中，所述塔架区段连接装置包括至少一个法兰辅助物和用以将法兰和法兰辅助物连接在一起的许多紧固件。本发明还描述了一种包括多个塔架区段的塔架，多个塔架区段中的至少两个相邻塔架区段与一个或多个此类法兰辅助物相连。
【专利说明】用于连接相邻塔架区段的法兰辅助物
【技术领域】
[0001]本发明描述了一种用于连接相邻塔架区段的法兰辅助物、塔架区段连接装置以及
ο
【背景技术】
[0002]诸如风力涡轮机的高层结构的塔架能够容易地达到115 m的高度。此类塔架通常由许多预制塔架区段构成，所述预制塔架区段被运输到岸上或离岸风力涡轮机地点并在那里组装。塔架区段包括本质上圆筒形的“外壳”，其朝着顶部略微逐渐缩减。塔架区段一般由钢制成，并且可具有10-30 m或更长的长度，对于其而言，典型的直径可能在2.0 m和7.0m之间。
[0003]理想地，塔架区段将通过其外壳壁被竖直地连接，使得任何加载力将被从一个外壳直接传递至下一个外壳。然而，这不是切实可行的，并且通常用成对的法兰来连接塔架区段。通常，法兰被焊接到塔架区段的上端和下端，这取决于塔架区段在塔架中的位置。通常通过用螺栓插入穿过法兰中的匹配的成对孔或通孔，一个塔架区段的下法兰被连接到下面的塔架区段的上法兰。为了使此类法兰连接中的应力最小化，法兰被形成为与外壳基本成直角。孔通常在“螺栓圆”中绕着每个法兰的圆周均匀地间隔开。为了塔架区段之间的最佳载荷传递，螺栓圆直径(BCD)应尽可能接近于塔架区段直径。
[0004]可以从制造地 点将塔架区段水平地运输到风力涡轮机地点。在运输期间出现的问题是塔架区段的重量促使外壳和法兰变形，并且它们的理想圆形截面可能会变成椭圆形，使得无法将该塔架区段彼此连接。为此，可将厚的稳健的法兰附接到塔架区段以便确保塔架区段在运输期间保持其形状。然而，此类厚的且刚性的法兰显著地增加制造成本，特别是由于风力涡轮机塔架变得越来越大，并且还与塔架组装期间的问题相关联。例如，难以修正由于法兰的固有刚性而引起的孔的任何不对准。此外，如果较厚的法兰在运输期间以任何方式变形，则不能矫正此类变形，并且整个塔架区段必须报废。
[0005]使用较少材料的较薄或“软”的法兰能够显著地降低塔架的制造成本。在运输期间可以某种适当的方式来支撑此类“薄”或“软”法兰以避免外壳和法兰变形。然而，与使用厚法兰的法兰连接相比，使用这些薄或“软”法兰的塔架区段之间的法兰连接不那么可靠。为了改善“软”法兰的结构强度，在突出的水平法兰和竖直外壳之间的过渡区域中使用额外的材料。由于该额外的材料在从水平法兰到竖直外壳的平滑过渡中呈现为弯曲表面，所以可将其称为“圆角过渡部”。虽然圆角过渡部能够改善法兰的强度，从而使得可以减小塔架区段直径并从而降低运输成本，但其也与许多缺点相关联。垫圈或螺母要求与螺栓成直角的平的接触表面，使得必须将用于螺栓的通孔或孔布置在离此类圆角过渡部相当大的距离处。圆角过渡部的区域基本是其中不可放置螺栓的“禁止”过渡区，使得螺栓圆直径受到形成具有此类圆角过渡部的法兰的需要的约束。然而，塔架区段之间的法兰连接的稳定性随着螺栓和外壳之间的距离增加而减小。
[0006]在解决此问题的一个方法中，通过使用附加的扁平环形段来加强薄法兰连接，扁平环形段被使用螺栓紧固到下法兰，以便通过减小下法兰的偏转量来减少焊接区中的应力。为了有效，此类扁平环形段必须是相对厚且宽的。此外，它们的有效性受到必须将其放置在法兰和外壳之间的圆角过渡部外面的限制。结果，外壳仍可在焊接区域中遭受损坏。

【发明内容】

[0007]因此本发明的目的是提供一种塔架区段之间的改善的法兰连接，其克服了上述问题。
[0008]通过权利要求1的用于连接相邻塔架区段的法兰辅助物，通过权利要求10的塔架区段连接装置以及通过权利要求13的塔架来实现此目的。
[0009]根据本发明，实现了一种用于连接相邻塔架区段的法兰辅助物，所述塔架区段每个包括塔架区段外壳、塔架区段法兰以及塔架区段外壳和塔架区段法兰之间的显著的圆角过渡部。根据本发明的法兰辅助物包括扩展部，扩展部被形成为补偿圆角过渡部，使得法兰辅助物延伸到塔架区段的过渡区中。短语“被形成为补充圆角过渡部”应被理解为指的是法兰辅助物扩展部被形成为以某种方式适应圆角过渡部，并且以某种方式与圆角过渡部进行物理接触。换言之，法兰扩展部材料能够延伸到禁止的“过渡区”中，禁止的“过渡区”在圆角过渡部的深度上延伸，并且必须被已知的加强装置的扁平环形段避开。在本发明的背景下，应将术语“圆角过渡部”理解为两个基本垂直的法兰和外壳壁之间的弯曲过渡部，其所具有的曲率由一个或多个半径限定。
[0010]根据本发明的法兰辅助物的优点是允许将任何法兰紧固件(例如螺栓、垫圈和螺母)布置成更接近于外壳壁，从而增加法兰在使载荷应力远离焊缝区偏转时的有效性。此夕卜，由于该扩展部适应圆角过渡部，所以可以有较大的圆角过渡部，导致能够减小作用在法兰和/或焊接区上的应力。法兰通常可由高品质钢制成，诸如根据制造标准EN 10025-3的S355NL，其是在具有较少杂质的情况下生产的并且因此更加昂贵。用较少材料制成的“较薄”法兰制造起来更加便宜，并且在塔架组装期间呈现出较少的问题。法兰辅助物不需要由此类高品质钢制成。替代地，能够使用低等级材料，诸如根据制造标准EN 10025-2的S355J2和S355K2，其明显更便宜。法兰的材料厚度的减小与法兰辅助物的较便宜的材料品质一起降低了塔架的总成本。在本发明的背景下，应将“薄”法兰理解为这样的法兰，其厚度不以显著的量超过塔架区段外壳的厚度。“薄”法兰的厚度可以与外壳的厚度基本相同，并且通常不比外壳更薄。
[0011]根据本发明，实现了一种用于连接相邻塔架区段的塔架区段连接装置，其中，每个塔架区段包括塔架区段外壳、塔架区段法兰以及该塔架区段的外壳和法兰之间的过渡区上的圆角过渡部。根本发明的塔架区段连接装置包括:至少一个法兰辅助物，该至少一个法兰辅助物包括扩展部，扩展部被形成为补充圆角过渡部，使得法兰辅助物延伸到该塔架区段的过渡区中；以及许多紧固件，所述紧固件安装在形成于法兰和法兰辅助物中的相应孔中，以将法兰和法兰辅助物连接在一起。
[0012]根据本发明的塔架区段连接装置的优点是其制作起来相对直接且简单，同时确保了从圆角过渡部到法兰辅助物的有利的应力吸收或载荷传递。因此，能够延长塔架的寿命，因为显著地降低了塔架区段发生疲劳损坏的可能性，特别是在焊接区域中。
[0013]根据本发明，一种塔架包括多个塔架区段，多个塔架区段中的至少两个相邻塔架区段与根据本发明的一个或多个法兰辅助物相连。
[0014]根据本发明的塔架的优点是能够将每个法兰的圆角过渡部制造得相当大，因为法兰辅助物能够其作用以使任何有害加载力偏转远离法兰/外壳连接，即远离焊接区，使得在有利地降低塔架制造成本的同时有利地改善塔架的结构稳定性。
[0015]如以下描述中所揭示的，本发明的特别有利的实施例和特征由从属权利要求给出。可以适当地将不同权利要求种类的特征组合以给出本文中未描述的其他实施例。
[0016]下面，在不以任何方式限制本发明的情况下，可以假设塔架是风力涡轮机塔架，并且塔架区段由钢预制而成。此外，可以假设塔架区段包括具有基本圆形截面的外壳。
[0017]在风力涡轮机的操作期间，塔架可能在一定程度上振荡或摇摆。塔架区段之间的结合部必须能够承受加载应力，并且使这些应力从外壳和法兰之间的固有较弱焊接区域偏转。根据本发明的法兰辅助物能够确保实现此功能，因为扩展部与圆角过渡区域进行物理接触，并且因此能够使应力从圆角过渡区传递到法兰辅助物中并从那里传递到法兰，使得法兰能够实现其功能。在根据本发明的法兰辅助物的特别优选实施例中，扩展部包括弯曲边缘表面，该弯曲边缘表面被成形为抵靠塔架区段的圆角过渡部。这样，使扩展部的有用的表面区域最大化，并且还使法兰辅助物的功能最大化。从圆角过渡部到法兰辅助物的最佳载荷传递还确保连接法兰的任何紧固件上的载荷也被有效地减少。
[0018]在本发明的另一特别优选实施例中，法兰辅助物扩展部被形成为仅与圆角过渡部的表面进行表面接触。扩展部的其余部分被成形为避免与塔架区段的任何部分接触。这样，法兰辅助物扩展部至多与圆角过渡部的弯曲表面进行接触。这确保外壳能够在外壳壁的任何部分不与法兰辅助物进行接触的情况下相对于法兰弯曲或偏转(如其应该的那样)，因为否则那样的话可能导致外壳壁或法兰扩展部的损坏。
[0019]如上文所指示的，通常单独地制造外壳和法兰，并将外壳焊接到法兰。焊接的过程导致塔架区段的圆周周围的凸起的焊“缝”。焊缝可以延伸超过外壳的表面数毫米。因此，在本发明的另一优选实施例中，法兰辅助物扩展部包括凹陷，该凹陷的尺寸被确定为适应塔架区段的外壳和法兰之间的此类焊缝。法兰辅助物将该超出的焊接金属考虑在内是重要的，因为在大多数情况下不会将其去除并且常常按照原状留下，作为接近于圆形开口的塔架区段的内侧和/或外侧的“凸起”。并且在这里，法兰辅助物的形状确保当外壳相对于法兰偏转时，在焊接区和法兰辅助物的主体之间不进行接触。
[0020]法兰辅助物的形状本质上使得紧固件的接触表面升高到法兰表面之上，并且允许此接触表面“移位”而更接近于外壳。为了将法兰辅助物与法兰连接在一起，法兰辅助物优选地还包括对应于塔架区段法兰中的孔的许多孔。在本发明的特别优选实施例中，法兰辅助物包括相对于扩展部形成的至少一个此类孔，使得布置于该孔中的紧固件的加载表面延伸到过渡区中。法兰中的相应孔的位置因此由法兰辅助物的形状决定，并且可以被形成为更接近于外壳，使得塔架区段的BCD接近于外壳的直径。这明显与现有技术的布置相反，在现有技术的布置中，任何加强环形段中的孔都是根据法兰中的孔制作的，其进而被要求放置在离圆角过渡部某个最小距离处，使BCD更加远离外壳直径。
[0021]优选地，根据法兰辅助物的主要目的来确定其尺寸。例如，如果仅期望增加已展示出令人满意的硬度的内部法兰的螺栓圆直径，则可将法兰辅助物制造得相对扁平。因此，在本发明的优选实施例中，法兰辅助物的厚度基于其所安装到的法兰的圆角过渡部的深度。这里，法兰辅助物的厚度不需要超过圆角过渡部的深度，因为没有理由这样做。
[0022]替代地，可能必须增加法兰连接的硬度而同时还改善B⑶，使其更接近于外壳直径。在这种情况下，可以将法兰辅助物制造得相当厚，厚度充分地超过圆角过渡部的深度或半径。因此，在本发明的优选实施例中，法兰辅助物的厚度是其所安装到的法兰的厚度的至少100%、更优选地至少120%、最优选地至少140%。例如，常规的法兰可要求约100 mm的厚度以提供某个塔架区段所需的硬度。可以用较薄法兰以及根据本发明的法兰辅助物来替换该“厚”法兰(由于需要使用高等级钢而昂贵并且在塔架组装期间有问题)。在这种情况下，法兰本身能够被构造为具有仅约50 mm的厚度，并且能够被具有50 mm厚度的法兰辅助物(由更经济的低等级钢制成)加强。扩展部和凹陷的组合使得能够在不侵入焊接区附近的过渡区中的情况下允许法兰辅助物获得基本任何期望的“高度”。从而，较厚的法兰辅助物增加了紧固件的螺栓长度，还提供了连接强度的增加。实际的法兰厚度将在很大程度上取决于风力涡轮机塔架将被暴露的条件，并且因此将会由风力涡轮机地点、所预期的载荷以及该地点处的普遍天气条件来确定。
[0023]为了促进塔架安装期间的法兰辅助物的安装，根据本发明的法兰辅助物优选地包括多个法兰辅助物区段。每个区段可对应于环形环的弧或一部分。所述区段可以被精确地机加工以在所有区段就位时邻接，从而形成闭合的环，或者在相邻段之间可允许一定的间隙。对于法兰辅助物在法兰之上和之下的塔架区段连接而言，可以以偏移方式来布置所述段。这样，可获得更有效的载荷分布。替代地，可使布置在“上”法兰上的各段与布置在“下”法兰上的那些段对准。
[0024]法兰相对于外壳的位置(即法兰是在内部上还是在外部上)可取决于塔架区段在塔架中的位置。塔架底部处的法兰可形成在外部上。因此，在本发明的优选实施例中，实现了一种法兰辅助物，用于在减小的BCD(即BCD小于在没有此类法兰辅助物的情况下所实现的塔架区段连接的BCD)的情况下连接相邻塔架区段的外部法兰。此类法兰辅助物可包括若干弧形件，其形成有内弯曲边缘以与外部法兰的面朝外的圆角过渡部相遇。完整的塔架区段连接因此可使用两个法兰辅助物，一个用于上塔架区段并且一个用于下塔架区段。
[0025]同样地，塔架的中间水平处的法兰可形成在内部上。因此，在本发明的另一优选实施例中，实现了一种法兰辅助物，用于在增大的BCD (即BCD大于在没有此类法兰辅助物的情况下所实现的塔架区段连接的BCD)的情况下连接相邻塔架区段的内部法兰。此类法兰辅助物可包括若干弧形件，其形成有外弯曲边缘以与内部法兰的面朝内的圆角过渡部相遇。并且在这里，完整的塔架区段连接可使用两个此类法兰辅助物，一个用于上塔架区段并且一个用于下塔架区段。
[0026]当然，如果需要的话，塔架区段的一端可具有内部和外部法兰两者，例如用于岸上风力涡轮机的最下区段，以促进其连接到混凝土基座。在这种情况下，可使用上述法兰辅助物中的每一个，在外壳的每一侧上各一个。
[0027]圆角过渡部应包括足够的“添加材料”以获得法兰中的令人满意的应力吸收。优选地，根据对于该塔架区段而言将预期的应力或载荷来确定“添加材料”的量。添加材料还优选地均匀分布在法兰和外壳壁之间以给出平滑的凹面过渡，例如当在截面中看时以四分之一圆或任何其他适当曲线类型的方式，例如椭圆的一部分、抛物线等。可以从“添加材料”的均匀分布导出半径或其他曲线定义参数的大小。例如，在一个示例性塔架区段的情况下，法兰厚度可以是60 mm，塔架区段的壁厚度可以是20 mm，并且添加材料可以分布为法兰和外壳之间的平滑凹面过渡部，具有15.0 mm的平均半径。因此，在本发明的优选实施例中，法兰辅助物扩展部的弯曲边缘表面的半径包括至少13.0 _、更优选地至少14.0 _、最优选地至少15.0 _，这取决于该法兰辅助物所要安装到的法兰的过渡区中的半径。
[0028]可设想将法兰辅助物实现为使得用于紧固件的孔被直接布置在圆角过渡部的旁边，从而使BCD尽可能接近于外壳。然而，这将意味着螺栓头或螺母非常接近于外壳壁。这可能会使得难以拧紧此类紧固件。因此，在本发明的优选实施例中，基于最小工具间隙来确定法兰辅助物(且因此还有法兰)中的孔的放置。
[0029]使用具有根据本发明的法兰辅助物的上述类型塔架区段连接而构造的风力涡轮机塔架可以以非常有利的BCD为特征，其中，被连接的塔架区段的外部法兰的螺栓圆直径从而包括塔架区段直径的至多105%、更优选地至多104.5%、最优选地至多104%，并且被连接的塔架区段的内部法兰的螺栓圆直径从而包括塔架区段直径的至少94.8%、更优选地至少95%、最优选地至少95.4%。当然，将由塔架区段尺寸来决定实际的螺栓圆直径，塔架区段尺寸进而由涡轮机的预期地点以及预期载荷确定。例如，对于具有5000 _的外壳直径的塔架区段而言，根据本发明的法兰连接的螺栓有效地朝着外壳移位约40 _。能够将螺栓放置得更接近于外壳主体导致法兰的改善的载荷吸收性能，并且能够显著地延长塔架的寿命O
【专利附图】

【附图说明】
[0030]从以下详细描述并结合附图考虑，本发明的其他目的和特征将变得明显。然而，应理解的是附图仅仅是出于图示的目的而设计的，并且不作为本发明的限制的定义。
[0031]图1示出了风力涡轮机；
图2示出了现有技术的塔架区段连接装置；
图3示出了根据本发明的塔架区段连接装置的实施例；
图4示出了用于安装到外部法兰的根据本发明的法兰辅助物的实施例；
图5示出了图4的元件的分解图中的截面；
图6示出了用于安装到内部法兰的根据本发明的法兰辅助物的实施例。
[0032]在附图中，相同的数字自始至终指示相同的物体。图中的物体不一定按比例绘制。
【具体实施方式】
[0033]图1示出了具有通常构造的风力涡轮机4。机舱6被塔架5支撑。塔架5是通过将塔架区段2 —个接一个地堆叠以达到期望高度而制成的。如图所示，塔架5通常在底部是最宽的并且朝着机舱逐渐地缩减。塔架区段2因此也相应地逐渐缩减。必须将相邻的塔架区段2牢固地固定到彼此。为此，塔架区段将在其上和/或下边缘(取决于其在塔架中的位置)处具有内部和/或外部法兰，以匹配一个或两个相邻塔架区段的法兰。
[0034]图2示出了用于风力涡轮机塔架的区段的现有技术连接装置。这里，使用两种不同的法兰实现方式来说明现有技术构造的问题，然而两个塔架区段2通常使用相同的实现方式。
[0035]图的上部示出了塔架区段2，其具有被焊接到法兰7_thin的外壳20，留下凸起的焊缝23。为了加强连接，使得法兰7_thin在运输期间保持其形状，法兰7_thin形成有相对大的圆角过渡部R1。然而，所得到的禁止过渡区TZ (用阴影区域表示)的深度限定了加强元件70的位置，使得在加强元件和竖直外壳区段之间留有显著的间隙。这最终会由于法兰连接吸收外壳的侧面载荷的受限的能力不足而导致疲劳损伤71。换言之，法兰7_thin和加强元件70的组合高度pa_chF未被有效地使用。此外，圆角过渡部Rl的半径决定了螺栓位置，使得螺栓和外壳之间的最小螺栓距离pa_dB是必须的。
[0036]图的下部示出了塔架区段2，其具有被焊接到较厚法兰7_thick的外壳20。由于因其厚度pa_hF而引起的其固有刚性，该法兰7_thick能够形成有相应较小的过渡部半径R2。然而，此构造最终会由于法兰7_thick吸收外壳20的侧面载荷的受限的能力不足而导致疲劳损伤71。
[0037]图3示出了根据本发明的塔架区段连接装置的一个实施例。这里，使用根据本发明的两个法兰辅助物I连接两个塔架区段2。使用相对薄的构造来形成“软”法兰21。通过在法兰和外壳之间的“拐角”中使用附加材料来形成厚的圆角过渡部RT而确保结构稳定性。此圆角过渡部RT可具有相对大的半径R，使得圆角过渡部RT在外壳部分20和法兰21之间的向内弯曲表面22上延伸。为了克服不利BCD的问题，根据本发明的法兰辅助物I被成形为补充圆角过渡部RT的形状。为此，法兰辅助物I包括具有弯曲边缘表面11的扩展部10，弯曲边缘表面11紧密地匹配圆角过渡部表面22。这样，法兰辅助物I能够延伸到“禁止”过渡区TZ中并且在基本整个圆角过渡部RT上进行表面接触。这与现有技术法兰加强元件相反，现有技术法兰加强元件必须停止于任何此类圆角过渡部的不远处。法兰扩展部10被形成为仅在圆角过渡部RT上进行表面接触而不与外壳壁进行接触。为此，法兰辅助物I包括远离外壳壁延伸的凹陷12。当塔架在风力涡轮机的操作期间或由于疾风而振荡时，此构造避免了外壳的任何不利的变形。凹陷12还确保法兰辅助物I能够配合在法兰21和外壳20之间的任何焊缝23上。螺栓3能够分别插入穿过法兰辅助物I和法兰21中的相应的孔14、24。为了将法兰辅助物I和法兰21固定在一起，可将螺母30拧紧在任一端。为了获得最佳的载荷吸收，在螺母30和法兰辅助物I之间布置垫圈31。当然，可以替代地使用具有螺栓头的螺栓和单个螺母。
[0038]所示的实现方式相比于现有技术连接具有多种优点。最有利地，能够使得螺栓3的位置更接近于外壳20，S卩，短的螺栓距离d_B是可行的。能够使得紧固件(通常是垫圈31)的承载表面更接近于外壳20，即使其位于弯曲的圆角过渡部RT之上。如果期望的话，通过增加法兰辅助物I的厚度并使用由螺栓长度1_B指示的相应的长螺栓3，能够进一步增加通过匹配的弯曲接触表面11、22所实现的载荷吸收。这样，能够实现刚性法兰连接的增加的总连接高度ch_F以更有效地吸收在塔架振荡时产生的载荷。根据本发明的塔架区段连接装置允许较短的法兰宽度w_F，因此降低了法兰材料成本。法兰21还可形成有相对薄的法兰高度h_F,从而进一步降低材料成本。
[0039]图4示出了根据本发明的法兰辅助物I的一个实施例，其用于安装到具有外壳直径2_D的塔架外壳区段20的外部法兰21_ext。该图示出了被固定到一对外部法兰21_ext的两个法兰辅助物I。在本实施例中，法兰辅助物I包括绕着外壳区段20的圆周布置的许多区段100或段100。在本实施例中，区段100被成形为紧密地邻接以提供总的闭合的环，并且区段100在法兰连接之上和之下对准。[0040]图5示出了图4的元件的分解图中的截面。该图示出了法兰辅助物I的尺寸被确定为减小法兰21_ext的B⑶。这是由能够抵靠着圆角过渡部配合的扩展部10而实现的。法兰扩展部的此设计和所得到的改善的载荷传递使得较薄的法兰成为可能，同时还允许用于螺栓3的孔移动至更接近于外壳20，使得实现减小的B⑶。这进而使得可以用较窄的塔架区段2构造更细长和经济的塔架。
[0041 ] 图6示出了根据本发明的法兰辅助物I的一个实施例，其用于安装到内部法兰21_int。这里，法兰辅助物I的效果是增大B⑶，因为能够使得用于螺栓3的孔更接近于外壳20，类似于上文在图4和5中的解释。
[0042]虽然已经以优选实施例及其变体的形式公开了本发明，但将会理解的是在不偏离本发明的范围的情况下可以对其进行许多其他修改和变更。
[0043]为了简明起见，应理解的是遍及本申请使用的“一”或“一个”不排除复数，并且“包括”不排除其他步骤或元件。
【权利要求】
1.一种用于连接相邻塔架区段(2)的法兰辅助物(1)，其中，每个塔架区段(2)包括塔架区段外壳(20)、塔架区段法兰(21_int、21_ext)以及所述塔架区段外壳(20)和所述塔架区段法兰(21_int、21_ext)之间的圆角过渡部(22);其中，所述法兰辅助物(I)包括扩展部(10)，所述扩展部(10)被形成为补充所述圆角过渡部(22)，使得所述法兰辅助物(I)延伸到塔架区段(2)的过渡区(TZ)中。
2.根据权利要求1所述的法兰辅助物，其中，所述扩展部(10)包括弯曲边缘表面(11)，所述弯曲边缘表面(11)被成形为抵靠塔架区段(2)的圆角过渡部(22)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的法兰辅助物，其中，所述扩展部(10)包括凹陷(12)，所述凹陷(12)的尺寸被确定为适应所述塔架区段(2)的外壳(20)和法兰(21_int、21_ext)之间的焊缝(23)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的法兰辅助物，其中，所述扩展部(10)被形成为仅与所述圆角过渡部(22)的表面进行表面接触。
5.根据前述权利要求中任一项所述的法兰辅助物，其中，所述法兰辅助物(I)包括对应于所述塔架区段法兰(21_int、21_ext)中的孔(24)的许多孔(14)，其中，至少一个此类法兰辅助物孔(14)被形成为使得布置在该孔(14)中的紧固件(3、30、31)延伸到所述过渡区(TZ)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的法兰辅助物，被实现为在减小的螺栓圆直径(BCD_lo)的情况下连接相邻塔架区段(2)的外部法兰(21_ext)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的法兰辅助物，被实现为在增大的螺栓圆直径(BCD_hi)的情况下连接相邻塔架区段(2)的内部法兰(21_int)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的法兰辅助物，其中，所述法兰辅助物(I)的厚度包括其所安装到的法兰(21、21_int、21_ext)的厚度的至少100%、更优选地至少120%、最优选地至少140%。
9.根据前述权利要求中任一项所述的法兰辅助物，包括多个法兰辅助物区段(100)。
10.一种用于连接相邻塔架区段(2)的塔架区段连接装置，其中，塔架区段(2)包括塔架区段外壳(20)、塔架区段法兰(21_int、21_ext)以及所述外壳(20)和所述法兰(21)之间的过渡区(TZ )上的圆角过渡部(22 )，所述连接装置包括 -至少一个法兰辅助物(I)，所述至少一个法兰辅助物(I)包括扩展部(10)，所述扩展部(10)被形成为补充塔架区段(2)的圆角过渡部(22)，使得所述法兰辅助物(I)延伸到该塔架区段(2)的过渡区(TZ)中；以及 -许多紧固件(3、30、31)，所述紧固件(3、30、31)安装在形成于所述法兰(2)和所述法兰辅助物(I)中的相应孔(14、24)中，以将所述法兰(21_int、21_ext)和所述法兰辅助物(O连接在一起。
11.根据权利要求10所述的塔架区段连接装置，其中，所述法兰辅助物(I)的扩展部(10)包括弯曲边缘表面(11)，所述弯曲边缘表面(11)具有半径(R)，所述半径(R)对应于所述法兰辅助物(I)所安装到的法兰(21、21_int、21_ext)的过渡区(TZ)的深度。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的塔架区段连接装置，其中，基于最小工具间隙(c_tool)来确定孔(14)在所述法兰辅助物(I)中的放置。
13.—种包括多个塔架区段(2)的塔架(5)，所述多个塔架区段(2)中的至少两个相邻塔架区段(2)与根据权利要求1至9中任一项所述的一个或多个法兰辅助物(I)相连。
14.根据权利要求13所述的塔架，包括成对的内部法兰(21_int)和/或成对的外部法兰(21_ext)。
15.根据权利要求13或权利要求14所述的塔架，其中，被连接的塔架区段(2)的外部法兰(21_ext)的螺栓圆直径(BCD_lo)从而包括塔架区段直径(2_D)的至多105.0%、更优选地至多104.5%、最优选地至多104.0%，并且被连接的塔架区段(2)的内部法兰(21_int)的螺栓圆直径(B⑶)从而包括塔架区段直径(2_D)的至少94.8%、更优选地至少95.0%、最优选地至少95.4%。
【文档编号】F03D11/04GK103994135SQ201410056063
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年2月19日 优先权日:2013年2月19日
【发明者】J.S.拉姆 申请人:西门子公司