阅读说明：本技术 采用充气保压增强型塔筒的超大型水平轴风力发电机 (Ultra-large horizontal axis wind driven generator adopting inflatable pressure-maintaining enhanced tower barrel ) 是由 朱杰 于 2019-11-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种采用充气保压增强型塔筒的超大型水平轴风力发电机,塔筒为圆直筒形和锥台形两种,均采用分段外发兰连接,接缝处密封,顶部设有封头,塔内底部做气密封层,塔内腔构成气密闭腔,注入气体并保压,气密内腔中的压强P如下：<Image he="202" wi="644" file="DDA0002287612130000011.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>,圆直筒形塔筒下部与基础间还设有斜支撑件,由此,改善了受力条件,大幅提高了综合性能：刚度、压力空气阻尼减振、承载塔顶重力、抗失稳折断、倾覆、抗台风飓风及拓展海上风电,性费比大幅提高,塔筒可造的更高更大,显著提升发电量,特别适合制定标准化,系列化,模块化的国内和国际标准,可将塔筒的繁复设计改变为选型设计,十分高效简便。(The invention discloses an ultra-large horizontal axis wind driven generator adopting an inflatable pressure maintaining enhanced tower barrel, wherein the tower barrel is in a circular straight barrel shape and a frustum shape, and is connected by adopting segmented external flanges, the joint is sealed, the top of the tower is provided with a seal head, the bottom of the tower is provided with an air sealing layer, the inner cavity of the tower forms an airtight closed cavity, gas is injected and pressure is maintained, and the pressure P in the airtight inner cavity is as follows: and an inclined support piece is arranged between the lower part of the cylindrical tower barrel and the foundation, so that the stress condition is improved, and the comprehensive performance is greatly improved: rigidity, pressure air damping vibration reduction, tower top gravity bearing, instability, breakage, overturning, typhoon and hurricane resistance and offshore wind power expansion are greatly improved, and the tower barrelThe tower can be made higher and larger, the generated energy is obviously improved, the standard, the serialization and the modularized national and international standards are particularly suitable for making, the complicated design of the tower can be changed into the model selection design, and the tower is very efficient and simple.)

采用充气保压增强型塔筒的超大型水平轴风力发电机

技术领域

本发明涉及一种大型水平轴风力发电机，特别是涉及一种模块化的塔筒增强型的超大型水平轴风力发电机，应用于风力发电机技术领域。

背景技术

风力发电机作为一种洁净的可再生能源在世界范围得到很大发展，21世纪将会成为大规模开发利用的新能源，全球风能资源十分丰富，在各国政策的支持鼓励下，风力发电得到迅猛发展，目前，中国已成为世界风电装机容量最多的国家。

通常高处的风速比低处风速大，由于风能与风速的平方成正比，更高的塔筒能使风轮单位扫风面积能获得更多的风能，有研究指出，在通常情况下塔筒每升高1米，风力发电机年发电量可增加0.5-1％，若塔筒升高100米，风力发电机年发电量可增加0.5-1倍。由于风轮的扫风面积越大获取的风能越多，而风轮的扫风面积与风轮叶片长度的平方成正比，若叶片长度增加1倍，风轮扫风面积是原来的4倍，获取的风能是原来的4倍。同时升高塔筒和加长叶片，提升发电量的效应是二者单独效应的乘积，若塔筒升高100米，叶片加长1倍，二者的综合效应是6-8倍。即发电量是原来的6到8倍，效益十分可观，对大大降低度电成本，提高风电的竞争力是最主要的有效路径。

基于上述原因，世界风电包括陆上风电和海上风电的发展趋势是风电设备超大型化，塔筒造的更高更大，叶片更长，单机容量更大，近些年来，风力发电机钢制塔筒的高度不断攀升，从120米、140米到目前的最高166米，叶片长度从60米、70米、83米，单机容量从4mw、6mw到8mw，截止2019年10月最新报道，世界最大的风力发电机Haliade_x12mw海上风力发电机已下线进入现场安装，该机具有世界最长的叶片107米，世界最大的单机容量12mw，塔筒高135米，单单机舱的重量达700吨，采用永磁直驱电机。

有关报道称美国有关研究机构正在着手研究500米高的塔筒，200米长的叶片和单机容量50mw的超大巨型机。中国多为引进国外的风电技术，现能生产155米高的塔筒，80米长的叶片和单机容量8mw的风力发电机。

当前，在世界风电设备超大型化发展进程中，至少遇到以下瓶颈问题有待解决：

超大型塔筒制造成本剧烈上升的瓶颈问题，有关研究指出，塔筒高度的增加其制造难度会大大增加，其制造成本会随塔筒高度的增加而呈指数比例上升，很快塔筒高度增加带来的发电量增加的效益与剧烈上升的制造成本就会达到一个平衡点，现有技术的塔筒经过近些年来充分的挖掘和发展，至今尚未突破钢制塔筒塔高度180米，由此可以推测：塔高180米大致是现有技术塔筒建造的盈亏平衡点，也即现有技术虽然完全有能力建造超过180米高的塔筒，但在经济上是不划算的。

含风轮，机舱和机舱内设备的塔顶机头的超大型化会导致机头的重力载荷大幅增加，同样会引起塔筒制造成本剧烈上升的瓶颈问题，随着风力发电机叶片的不断增长，单机容量的不断攀升，塔顶机头的重力载荷从几百吨很快会攀升到上千吨，将来会达到2000吨甚至更高，这一点从目前世界上最长107米叶片和最大单机容量12mw的风力发电机，其机舱的重量达到700吨，如果加上3根叶片的重量，其机头总重量已经达到900余吨可以很好的证明，机头重力载荷的大幅增加会对塔筒的刚度，强度提出更高的要求，塔筒直径要加大，筒壁厚度要加厚，从而导致塔筒的制造成本剧烈上升。

现有技术塔筒抗超强台风和飓风的瓶颈问题，现有技术的塔筒相当于中空薄壁长径比13——20的细长杆件，在超强台风和飓风袭击下，塔顶机头偏离中心距离过大，而由此偏心距离乘以机头重力载荷形成的对塔筒的弯矩过大，加之塔筒薄壁刚度不够，容易使塔筒失稳导致塔筒折断倒塌，也有因塔筒基础强度不够，导致整个塔筒连根拔起的倾复，每年国内外风力发电机塔筒折断倒塌和倾复的事故多有报道，根据不完全统计，仅2019年1月到10月，全球已经发生了风力发电机倒塔事故6起，其中，中国甘肃省1起，美国3起，巴西2起，而塔筒折断和倾复的事故是毁灭性的，不仅建设投资损失殆尽，还有一大笔事故善后处理费用须承担，此类事故会极大挫伤和阻碍风电的发展，因此，必须从技术上解决风力发电机抗超强台风和飓风的难题，极力避免和杜绝此类事故的发生。

塔筒的振动，共振，减振问题也是有待解决的技术难题之一。

当前风力发电机塔筒超大型化的步伐明显落后于叶片超大型化的问题，一般说来，叶片越长，风轮越大相配置的塔筒越高，而今年制造的世界最大的风力发电机Haliade__x12mw的107米长的叶片，相当于直径220米的风轮仅配置了135米高的塔筒，显然是不匹配的，应当配置180米到220米的塔筒更适宜，更能充分发挥二者的功效，进一步提高发电量，之所以这样，显然是塔筒的超大型化技术跟不上叶片超大型化的需求。

现有技术专利申请号为CN20121033343.9的发明专利公开了一种利用风电场塔筒进行空气压缩机太阳集热储能发电系统，采用分段制造，分段塔筒之间法兰连接，把塔筒做成密封容器，解决压缩空气储能问题，内腔中不保压，压力可在0至5MPa以上变动，实现压缩空气储能。并不能解决使塔筒抗超强台风和飓风，也无法克服塔筒的振动，共振，减振问题。专利申请号为CN20122048859.2发明专利公开了一种高原风力发电机组塔架，包括通过法兰进行结合的多段塔筒，段筒之间的法兰结合部以密封胶密封，以保证高原风力发电机组塔架的整体密封，采用气压泵增压使塔架内部大气压强保持在82kpa以上，塔架有二道密封门，人员可通过密封门进入塔架作业，其目的是解决高原地区大气压强低，空气密度小，会影响风力发电机电气设备的正常可靠运行以及检修人员检修时易产生高原反应的技术问题，海拔高度0米时，大气压强为101kpa，高度为4000米时，大气压强为54kpa。高原风力发电机组塔架采用分段塔筒法兰连接，法兰连接缝处采用密封技术使整个塔筒内腔成为气密内腔，对筒內充气保压，能解决高原低气压对电气设备运行的安全性可靠性影响和检修人员的呼吸安全问题。高原风力发电机组塔架采用法兰结合部以密封胶密封，进行气压泵充气，保压是不低于82kpa，相当于在82kpa至101kpa之间，不高于1标准大气压。高原风力发电机组塔架适用于高海拔地区。

综上，如何紧跟世界风电发展超大型化的趋势，通过技术提升，打破风电设备超大型化其制造成本呈指数比例上升的规律，通过增加较少的成本，大幅提高设备的综合性能，来解决好上述瓶颈问题被提到日程上来。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种采用充气保压增强型塔筒的超大型水平轴风力发电机，改善了塔筒的整体受力条件，大幅提高了综合性能，尤其是提高了塔筒的整体性力学性能，使塔筒刚度、压力空气阻尼减振、承载塔顶重力、抗失稳折断、抗倾覆、抗台风飓风能力显著提升，拓展了海上风电应用范围，使超大型水平轴风力发电机性费比大幅提高，塔筒可造的更高更大，成倍提升发电量。本发明圆直筒形塔筒特别适合制定标准化，系列化，模块化的国内和国际标准，可将塔筒的繁复设计改变为选型设计，十分高效简便。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种采用充气保压增强型塔筒的超大型水平轴风力发电机，包括地面基础、整体塔筒、机头装置、人行吊笼装置和辅助装置，整体塔筒的底部坐落安装于地面基础上，在整体塔筒的塔底段的下端设有内外法兰与地面基础通过地脚螺栓固定连接，在每个地脚螺栓两旁的法兰与筒壁之间均设有加强筋板，机头装置包括机舱、主轴、轮毂和叶片，整体塔筒的塔顶段的上端与支承轴承相配合，支承轴承与机舱法兰连接，机舱上安装有主轴，主轴上安装有轮毂，轮毂上安装有叶片，整体塔筒采用分段制造，相邻的分段塔筒之间进行法兰连接；分段塔筒的连接法兰采用外法兰，整体塔筒主要由塔底段、塔身段、塔顶封头段和塔顶段进行自下而上连接安装而成；由塔底段、塔身段、塔顶封头段通过法兰组成密闭的充气保压容器，充气保压容器的底部直接安装地面基础上，并在法兰连接缝处均采用密封结构形成分段塔筒外法兰连接缝密封装置，使整个塔筒内腔局部段成为气密内腔，使气密内腔中注入适合的气体介质，并进行保压，所述气密内腔中的压强P如下：

公式中G为机头装置的总重量，S为气密内腔的横截面积；

塔顶封头段采用二连异形法兰，由压力容器封头部分的外侧横向凸台的下表面或上表面形成法兰连接部；塔底段筒內地面基础均设有气密封层；塔内每段塔筒密封结构下方均设有检修平台，相邻的平台之间设有活动人行爬梯，塔筒底部设有检修人孔，塔顶封头段的封头上设有通气管及电动阀，塔顶段上设有门洞，在门洞外设有门洞平台，在塔外从塔底到塔顶均设有人行吊笼装置，在塔身上设有安全阀、压力表和易燃易爆气体检测仪、充气管及充气阀，在充气阀与塔筒之间的充气管道上接有排气管和排气阀；在塔外从塔底沿塔身向上到塔顶段，在塔顶段的电缆通道口敷设有组合电缆。

作为本发明优选的技术方案，塔身段分别由至少2个分段塔筒组装而成，塔筒内腔直径为6-12米。

作为本发明优选的技术方案，气密内腔中的压强P为0.16～0.7MPa；在整个塔筒内腔局部段成为气密内腔中充入的气体为氮气或洁净空气，当采用空气压缩机充气时，空气压缩机采用无油润滑空气压缩机。

作为本发明优选的技术方案，整体塔筒为圆直筒形结构，整体塔筒由圆直筒形塔底段、圆直筒形支撑座段、圆直筒形塔身段、圆直筒形塔顶封头段、圆直筒形塔顶段组成，圆直筒形支撑座段设置在圆直筒形塔底段和圆直筒形塔身段之间，在圆直筒形塔筒下部与基础间，围绕圆直筒形塔筒的外壁周边对称均布设有至少3根斜支撑件，斜支撑件的中心线与塔筒轴心线成不小于30度的夹角，斜支撑件的两端均设有法兰，斜支撑件的一端与圆直筒形支撑座段的塔筒上的突出的支撑座的法兰连接，斜支撑件的另一端与斜支撑件地面基础支撑连接。进一步优选圆直筒形塔身段(30)由至少2个结构、尺寸、材质相同的圆直筒形的分段塔筒组装而成，塔筒内腔直径为6-12米。

作为本发明优选的技术方案，整体塔筒为锥台形结构，整体塔筒由锥台形塔底段、锥台形塔身段、锥台形塔顶封头段、锥台形塔顶段组成。

作为本发明优选的技术方案，在分段塔筒之间采用二连接外法兰为连接缝设置气密封结构，二连接外法兰采用螺栓和螺母连接，二连接外法兰的内圈以连接缝为对称中心，加工一道横截面为燕尾形的环形燕尾槽，将燕尾形弹性密封圈嵌于燕尾槽内，在沿密封圈两侧与燕尾槽接缝处连续堆注密封胶，形成两道环形连续严密的密封胶圈。

作为本发明优选的技术方案，封头段法兰的本体向内圈延展后，再向对侧法兰方向延展凸起形成管状凸管，凸管外经小于对侧法兰内径，两者单边留有不超过10mm间隙，凸管的壁厚与封头壁厚相当，构成二连异形法兰的连接结构，压力容器的封头与二连异型法兰上的凸管对焊一体化连接，同时塔顶段下端的外法兰分别与二连异型外法兰连接。

作为本发明优选的技术方案，人行吊笼装置包括卷扬机、提升钢丝绳、天轮、天轮支架、吊笼、导轨滑靴、导轨、导轨支架、吊笼平台，在塔顶段的顶部焊接二个对称布置的天轮支架，在二天轮支架的水平梁上安装天轮轴承座，卷扬机安装在吊笼平台下方的地面基础上，吊笼停放在吊笼平台上，提升钢丝绳从卷扬机的卷筒垂直上引绕过天轮后下引与吊笼的吊点相连接，在吊笼两侧，并在平台到天轮之间，按照沿着高度方向按1.5米的间隔距离，从在塔筒外壁上焊接导轨支架，并在导轨支架上安装固定T型导轨，在吊笼本体两侧上下各设有一只导轨滑靴，安装时将导轨滑靴的凹槽卡入T型导轨，形成滑动配合机构，启动卷扬机牵引吊笼进行上下升降运行在筒壁上焊接有门洞平台，工作人员可经由扶梯到达吊笼平台，再乘吊笼上升到门洞平台，再进入门洞，从而进入塔顶段的塔筒空腔内，然后进入机舱。

作为本发明优选的技术方案，在塔外从塔底沿塔身向上到塔顶段，在塔筒外壁上沿着电缆向上每隔1.5米的距离焊接一个组合电缆支架，进行敷设时，将若干根电缆并排沿组合电缆支架敷设，并用电缆卡将电缆固定安装在组合电缆支架上，上引到塔顶段并穿入电缆通道口后进入塔顶段的塔筒内，之后进入机舱与机舱电气设备进行电连接。

作为本发明优选的技术方案，在筒内地面基础上再扎制钢筋进行二次混凝土浇灌，厚度不低于600毫米，将筒内地脚螺栓全部复盖，形成二次浇灌混凝土面层气密性结构，然后在二次浇灌混凝土面层上不低于10毫米的耐压地坪漆。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.本发明超大型水平轴风力发电机的充气保压塔筒大大提高了塔筒承载塔顶机头重力载荷的能力，截止2019年10月，世界最大风力发电机单机容量为12mw，机头总重量约900吨，随着单机容量的不断攀升，不久的将来还会出现15mw，20mw及更大的机型，塔顶机头重力载荷也会上升到1000-2000吨，甚至更高，本发明的技术方案能很好的解决塔顶机头重力载荷日益增大的趋势问题，为今后制造巨型机留出了技术空间；

2.本发明充气保压塔筒大大提高了塔筒的刚度，筒內压力气体能大大提高塔身的刚度，大幅提高塔筒抗折断的能力；

3.本发明筒內压力气体能对塔身的振动起到阻尼减振作用，能迅速衰减塔身的振动幅度，提升塔筒抗疲劳强度的性能；

4.本发明大大提高了塔筒抗失稳折断和倾复的能力，塔筒折断倒塌和连根倾复是塔筒的二种主要事故，风阻一方面对塔身产生倾倒弯矩，另一方面塔顶机头受风阻作用会产生偏摆而偏离塔筒轴向中心，其偏离中心的距离乘以机头重力载荷也产生了对塔身的倾倒弯矩，二弯矩同向同时迭加，在遭受超强台风飓风袭击下，超过塔身强度的承载能力，塔身会突然失稳折断或者连根倾复，本发明为充气保压塔筒，在气体压力作用下，塔身刚度大大提高，导致塔顶机头受风阻作用偏离中心的距离大大减小，加之塔顶机头的重力载荷大部分或全部经筒內压力气体传递到筒內地面基础，故机头偏心距乘以机头重力载荷产生的弯矩大大减小，由此，二弯矩迭加的作用大大减小，本发明塔筒因此而能大大提高在台风飓风袭击下抗失稳折断和倾复的能力；

5.本发明圆直筒形塔筒下部外壁与地面基础之间增设了至少3根沿筒壁周边对称均布的斜支撑件，大大增加了塔筒在遭受超强台风飓风袭击时抗连根倾复的能力；

6.本发明能大幅提高塔筒的生存风速，本发明塔身刚度的地方提高，抗失稳折断能力的提高和抗连根倾复能力的提高，所以塔筒的生存风速有能力从现有设计生存风速每秒70米提高到每秒90米以上；

7.本发明装置的性费比优势明显，使大型风力发电机的综合性能提升与增加的成本之比大幅提升，一定程度上打破了塔筒制造成本随塔筒高度的增加而呈指数比例增加的规律，可有效突破现有技术塔筒盈亏平衡点180米的高限，预计将高限提高到300米；本发明塔筒高度的增加可提升风力发电机年发电量0.5-1倍，按照本发明塔筒高限比现有塔筒高限多出120米，则塔筒每升高1米可提升年发电量0.5-1％，实现了更高的经济效益；

8.本发明的塔筒可提高使用寿命，一方面充气保压塔筒的阻尼减振作用能提高塔筒的抗疲劳能力，延长使用寿命，另一方面由于受力条件的改变，原来塔筒壁厚上薄下厚的结构要求现在变得厚薄趋于均衡，可以要求厚薄一致，这样，就能消除薄壁处受腐蚀影响造成的薄弱环节，延长塔筒的使用寿命；

9.本发明特别适合海上浮动式风力发电机，海上浮动式风力发电机受超强风浪袭击时，塔筒摇摆，特别是机头摇摆偏离垂直线的偏心距远大于固定式塔筒，此时塔筒受风阻弯矩和塔顶机头重力载荷乘以偏心距产生的弯矩，双重迭加的影响峰值会很大，对塔筒的刚度和抗失稳的能力要求更高；而本发明充气保压塔筒正好符合这一综合要求，所以特别适合作为海上浮动式风力发电机的塔筒；

10.现有技术锥台形塔筒，分段制造，分段运输，道路能抵达的安装地域，本发明同等规模尺寸的塔筒也能道路运输抵达，但本发明性能更好，塔筒同直径等级的条件下，可以造的更高，单机容量可以更大；

11.本发明超大型风力发电机适合海上风电发展，本发明超大型风力发电机塔筒直径很大，可以从8米到十几米，受运输道路通过条件的限制，陆上安装受地域限制较大，而海上安装不受运输条件的限制，可以大力发展；

12.本发明的圆直筒形塔筒特别适合标准化、模块化、系列化生产制造，现有技术的风力发电机锥台形塔筒其技术参数是五花八门的，即使是同一装机容量级别的风力发电机塔筒，其塔身高度、塔筒直径、筒壁厚度都差别很大，各制造厂商都有各自的设计标准；本发明圆直筒形塔筒，塔身从上到下均是同一直径，如按现有技术等强度设计理念，塔底筒壁要厚，塔顶筒壁要薄，自下而上塔身壁厚是从厚到薄的过度状态，但本发明是充气保压塔筒，一方面气体压力对筒壁的作用力是相同的，要求筒壁厚度一致，另一方面塔顶机头重力载荷大部分或全部都通过压力气体传递到筒內地面基础，这样对塔筒底部的筒壁就不需要额外加厚；综合以上二方面的受力效应，本发明圆直筒形塔筒的壁厚可以从上到下都是一样的，这样，采用分段制造后，按分段塔筒的功能可分为5类，从塔底到塔顶依次为：塔底段、支撑座段、塔身段、封头段、塔顶段，在一个塔筒中除塔身段外其它4个分段都是单一的，塔身段是构成塔筒的主要部分，一个塔筒内可以包含若干个、十几个、几十个塔身段，其尺寸、构造、材质都是一样的，是标准化的、通用的、模块化的，随着世界风电设备超大型化的不断推进，本发明还可以把圆直筒形塔筒的直径按一定间隔依次圆整阶梯放大，制定为一个系列标准，例如按塔筒直径：6米、8米、10米、12米......，形成一个系列，以适应塔筒不断增高，叶片不断增长和单机容量不断增大的世界风电发展的趋势，这样，在同一直径标准中的塔筒，不仅塔身段是模块化的，其它4类分段塔筒的同类分段塔筒尺寸、构造、材质都是一样的，通用的、标准化的，以此，可以形成统一的塔筒制造标准；

13.本发明圆直筒形塔筒的模块化、标准化、系列化的结构，把一项项不同地域、不同风况的风力发电机塔筒的繁复设计工作改变为按系列标准选型和模块调整的简便工作，为塔筒的设计带来极大的便利，本发明圆直筒形塔筒是预先按标准化、系列化、模块化设计好的，在陆上、海上每个新地域设计建造风力发电机时，只要选型调整即可；根据装机容量及机头重力载荷从直径系列标准中选定适用的塔筒直径，再根据安装的地点的风况，按50年一遇最大风速选取塔筒的高度，通过模块调整很容易达到选型设计要求，十分高效便捷；

14.本发明圆直筒形塔筒的标准化、系列化、模块化的特性特别适合组织专业化、规模化、标准化、系列化的生产制造，并进一步降低制造成本。

附图说明

图1为本发明实施例一采用充气保压增强型圆直筒形塔筒的超大型水平轴风力发电机的结构示意图。

图2为本发明实施例一的塔顶段上部的截面的剖面图。

图3为本发明实施例一的分段塔筒外法兰连接缝处燕尾形密封装置剖面图。

图4为本发明实施例一的二连异形法兰封头连接剖面图。

图5为本发明实施例一的塔身段的剖面图。

图6为本发明实施例四采用充气保压增强型锥台形塔筒的超大型水平轴风力发电机的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：

实施例一：

在本实施例中，参见图1-图5，一种采用充气保压增强型塔筒的超大型水平轴风力发电机，包括地面基础、整体塔筒、机头装置、人行吊笼装置和辅助装置，整体塔筒的底部坐落安装于地面基础上，在整体塔筒的塔底段的下端设有内外法兰与地面基础通过地脚螺栓固定连接，在每个地脚螺栓两旁的法兰与筒壁之间均设有加强筋板53，机头装置包括机舱21、主轴20、轮毂19和叶片18，整体塔筒的塔顶段的上端与支承轴承22相配合，支承轴承22与机舱法兰连接，机舱21上安装有主轴20，主轴20上安装有轮毂19，轮毂19上安装有叶片18，整体塔筒采用分段制造，相邻的分段塔筒之间进行法兰连接，分段塔筒的连接法兰采用外法兰，整体塔筒主要由塔底段、塔身段、塔顶封头段和塔顶段进行自下而上连接安装而成；由塔底段、塔身段、塔顶封头段通过法兰组成密闭的充气保压容器，使充气保压容器的底部直接安装地面基础上，并在法兰连接缝处均采用密封结构形成分段塔筒外法兰连接缝密封装置11，使整个塔筒内腔局部段成为气密内腔，使气密内腔中注入适合的气体介质，并进行保压，所述气密内腔中的压强如下：

所述气密内腔中的压强P如下：

公式中G为机头装置的总重量，S为气密内腔的横截面积；且气密内腔中的压强P为0.16～0.7MPa；

塔顶封头段采用二连异形法兰13，由压力容器封头部分的外侧横向凸台的下表面或上表面形成法兰连接部；塔底段筒內地面基础均设有气密封层；塔内每段塔筒密封结构下方均设有检修平台，相邻的平台之间设有活动人行爬梯，塔筒底部设有检修人孔2，塔顶封头段的封头14上设有通气管15及电动阀16，塔顶段上设有门洞25，在门洞25外设有门洞平台26，在塔外从塔底到塔顶均设有人行吊笼装置，在塔身上设有安全阀10、压力表8和易燃易爆气体检测仪9、充气管5及充气阀4，在充气阀4与塔筒之间的充气管道5上接有排气管和排气阀3；在塔外从塔底沿塔身向上到塔顶段，在塔顶段的电缆通道口27敷设有组合电缆28。

在本实施例中，参见图1和图2，人行吊笼装置包括卷扬机38、提升钢丝绳31、天轮23、天轮支架24、吊笼36、导轨滑靴40、导轨34、导轨支架32、吊笼平台37，在塔顶段的顶部焊接二个对称布置的天轮支架24，在二天轮支架24的水平梁上安装天轮轴承座41，卷扬机38安装在吊笼平台37下方的地面基础上，吊笼36停放在吊笼平台37上，提升钢丝绳31从卷扬机38的卷筒垂直上引绕过天轮23后下引与吊笼36的吊点相连接，在吊笼36两侧，并在平台37到天轮23之间，按照沿着高度方向按1.5米的间隔距离，从在塔筒外壁上焊接导轨支架32，并在导轨支架32上安装固定T型导轨34，在吊笼本体两侧上下各设有一只导轨滑靴40，安装时将导轨滑靴40的凹槽卡入T型导轨34，形成滑动配合机构，启动卷扬机38牵引吊笼36进行上下升降运行在筒壁上焊接有门洞平台26，工作人员可经由扶梯39到达吊笼平台37，再乘吊笼36上升到门洞平台26，再进入门洞25，从而进入塔顶段的塔筒空腔内，然后进入机舱21。

在本实施例中，参见图1和图3，在分段塔筒之间采用二连接外法兰为连接缝设置气密封结构，二连接外法兰采用螺栓44和螺母45连接，二连接外法兰的内圈以连接缝为对称中心，加工一道横截面为燕尾形的环形燕尾槽，将燕尾形弹性密封圈46嵌于燕尾槽内，在沿密封圈两侧与燕尾槽接缝处连续堆注密封胶，形成两道环形连续严密的密封胶圈43。

在本实施例中，参见图1和图2，在塔外从塔底沿塔身向上到塔顶段，在塔筒外壁上沿着电缆向上每隔1.5米的距离焊接一个组合电缆支架42，进行敷设时，将若干根电缆并排沿组合电缆支架42敷设，并用电缆卡29将电缆固定安装在组合电缆支架42上，上引到塔顶段并穿入电缆通道口27后进入塔顶段的塔筒内，之后进入机舱21与机舱电气设备进行电连接。

在本实施例中，参见图1-图5，整体塔筒为圆直筒形结构，整体塔筒由圆直筒形塔底段35、圆直筒形支撑座段33、圆直筒形塔身段30、圆直筒形塔顶封头段12、圆直筒形塔顶段17组成，圆直筒形支撑座段33设置在圆直筒形塔底段35和圆直筒形塔身段30之间，在圆直筒形塔筒下部与基础间，围绕圆直筒形塔筒的外壁周边对称均布设有4根斜支撑件6，斜支撑件6的中心线与塔筒轴心线成不小于30度的夹角，斜支撑件6的两端均设有法兰，斜支撑件6的一端与圆直筒形支撑座段33的塔筒上的突出的支撑座7的法兰连接，斜支撑件6的另一端与斜支撑件地面基础1支撑连接。本实施例为圆直筒形标准化、系列化、模块化充气保压改性增强型塔筒的超大型水平轴风力发电机。

在本实施例中，参见图1-图5，在整个塔筒内腔局部段成为气密内腔中充入的气体为氮气或洁净空气，当采用空气压缩机充气时，空气压缩机采用无油润滑空气压缩机。

在本实施例中，参见图1、图3-图5，封头段法兰的本体向内圈延展后，再向对侧法兰方向延展凸起形成管状凸管，凸管外经小于对侧法兰内径，两者单边留有不超过10mm间隙，凸管的壁厚与封头壁厚相当，构成二连异形法兰13的连接结构，压力容器的封头14与二连异型法兰13上的凸管对焊一体化连接，同时塔顶段下端的外法兰分别与二连异型外法兰13连接。

在本实施例中，参见图1和图5，塔底段和塔身段分别由至少2个分段塔筒组装而成，塔筒内腔直径为6-12米。

在本实施例中，参见图1和图5，在筒内地面基础上再扎制钢筋进行二次混凝土浇灌，厚度不低于600毫米，将筒内地脚螺栓全部复盖，形成二次浇灌混凝土面层气密性结构，然后在二次浇灌混凝土面层上不低于10毫米的耐压地坪漆。

本实施例为标准化、系列化、模块化充气保压改性增强型塔筒的超大型水平轴风力发电机，如图1所示，塔筒形状是从塔底到塔顶均为同一直径的圆直筒形，采用分段制造，分段运抵安装现场后吊装组装成型，塔筒按功能从下到上分段有5种类型：圆直筒形塔底段35、圆直筒形支撑座段33、圆直筒形塔身段30、圆直筒形塔顶封头段12和圆直筒形塔顶段17，各分段之间均采用外法兰螺栓44螺母45连接，在同一直径的塔筒中，圆直筒形塔底段35、圆直筒形支撑座段33、圆直筒形塔顶封头段12和圆直筒形塔顶段17都是唯一的，而圆直筒形塔身段30有若干个，十几个至几十个中的可选数量，它们的尺寸、结构、材质都是一样的，是通用的、标准化的、模块化的，它们是组成塔筒高度的主要部分，是塔筒高度的模块，通过增减圆直筒形塔身段30的个数可方便的调整塔筒的高度。

在本实施例中，参见图1、图4，塔筒的安装按自下而上顺序进行，圆直筒形塔底段35下端设有内外法兰与地面基础地脚螺栓固定连接，在每个地脚螺栓两旁法兰与筒壁之间均设有加强筋板53，圆直筒形塔底段35的上端与圆直筒形支撑座段33外法兰连接，视斜支撑件6组合长短情况，还可在圆直筒形塔底段35与圆直筒形支撑座段33之间插接一个或若干个圆直筒形塔身段30，圆直筒形支撑座段33上端与圆直筒形塔身段30外法兰连接，圆直筒形塔身段30按设计要求的个数相互连接，最上端圆直筒形塔身段30与圆直筒形塔顶封头段12下端外法兰连接，圆直筒形塔顶封头段12上端的二连异形法兰13与圆直筒形塔顶段17下端外法兰连接，圆直筒形塔顶段17上端与支承轴承22相配，采用内法兰连接，也可以是外法兰连接，支承轴承22与机舱法兰连接，机舱21上安装有主轴20，主轴20上安装有轮毂19，轮毂19上安装有叶片18。

在本实施例中，圆直筒形塔底段35底端内外法兰与地脚螺栓连接紧固后，在筒內地面基础扎制钢筋，进行二次混凝土浇灌，厚度0.6米，再在混凝土面上做地坪漆厚度5-10毫米。分段塔筒之间外法兰连接缝的气密封，圆直筒形塔底段35、圆直筒形支撑座段33、圆直筒形塔身段30和圆直筒形塔顶封头段12之间的外法兰连接缝处的气密封可按燕尾形密封方案，如图3所示，在环形燕尾槽内嵌入燕尾形密封圈46，再在密封圈二侧与法兰接缝处堆注二道环形密封胶圈43。

在本实施例中，塔筒内腔充气保压采用氮气充气，采用氮气瓶或者槽车液氮充气，充气前关闭通气管15上的电动阀16，关闭检修人孔2和排气阀3连接好氮气瓶或槽车储氮罐与塔筒的充气管路，调整氮气瓶或储氮罐上输出的减压阀至输出气压等于塔筒的工作压力，打开充气阀4给塔筒充气，直到筒內气压达到工作压力，充气完成，但此时为了保压并不关闭气瓶或储气罐输出减压阀至充气管之间的阀门，以防塔筒微量泄漏可实时补气保压。采用无油润滑空压机充气，充气前完成气瓶充气的相关操作程序，接通空压机与塔筒的充气管路，将空压机的输出压力上限调至塔筒的工作压力，启动空压机，打开充气阀4，通过充气管5给塔筒充气，当塔筒达到工作压力时，空压机会自动停机，为了保压，不要关闭空压机和充气阀4，以防塔筒微量泄漏可以实时补气保压，这是因为空压机输出压力低于调定值时会自动启动进行充气保压。

在本实施例中，斜支撑件的安装，为了便于运输和安装，斜支撑件采用分段制造，二端设法兰，本实施例分段斜支撑件6由一段钢管，二端焊接法兰构成，分段斜支撑件6在同一直径的塔筒中是通用的、标准化的、模块化的，安装时先将一分段斜支撑件6的法兰套入地面基础1上的地脚螺栓内并预紧固，再在此段上端法兰与支撑座7的法兰之间***连一根分段斜支撑件6，再用法兰螺栓紧固连接，如此操作完成4根斜支撑件的安装。

在本实施例中，吊笼提升装置和人行通道，吊笼提升装置包括卷扬机38、提升钢丝绳31、天轮23、天轮支架24、吊笼36、导轨滑靴40、导轨34、导轨支架32、吊笼平台37，在塔顶段17的顶部焊接二个对称布置的天轮支架24，在二天轮支架24的水平梁上安装天轮23的轴承座41，卷扬机38安装在吊笼平台37下方的地面基础上，吊笼36停放在吊笼平台37上，提升钢丝绳31从卷扬机38的卷筒垂直上引绕过天轮23后下引与吊笼36的吊点相连接，在吊笼36二侧设定的距离从吊笼平台37到天轮高度按1.5米间隔在塔筒外壁上焊接导轨支架32，再在导轨支架32上安装固定T型导轨34，在吊笼本体二侧上下各设有一只导轨滑靴40，安装时将导轨滑靴40的凹槽卡入T型导轨34，二者形成滑动配合，启动卷扬机38可实现吊笼36的上下运行，在塔底段17设有门洞25，在筒壁上焊接有门洞平台26，工作人员可从扶梯39上到吊笼平台37，再乘吊笼36上升到门洞平台26，再进入门洞25，进入塔顶段17内，此后按现有技术进入机舱。

在本实施例中，进行组合电缆敷设，从塔筒底部竖直向上到电缆通道口，每隔1.5米在筒壁上焊接一组合电缆支架42，再用电缆卡29将组合电缆28固定在组合电缆支架42上，沿电缆支架42敷设，直到电缆通道口27，组合电缆28进入通道口27，进入塔顶段17内，之后与机舱电气设备的连接按现有技术执行，塔底组合电缆与电网的连接按现有技术执行。筒內密封件的安装，安装前先打开排气阀3和电动阀16，再打开人孔2，安装人员进入筒內，每道燕尾形密封槽下方1.5米沿筒壁周边设有宽度1米的环形平台，平台之间设有活动扶梯，安装时提起活动扶梯，将燕尾形密封圈46的一边越过扶梯下端后将扶梯放下，再将燕尾形密封圈46嵌入环形燕尾槽内，整理平整后，在燕尾形密封圈46的二侧与法兰接缝处堆注密封胶43圈，形成二道密封胶圈。塔筒安全附件，塔筒充气保压后相当于低压压力容器，须按照压力容器安全规范要求在塔筒上设压力表8、易燃易爆气体检测仪9和安全阀10，并按规范定期送检。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，无斜支撑件结构，采用实施例一的简化结构，在最大风速不高的无台风飓风的地域，在塔筒基础足够牢固，塔筒高度不很高的条件下，可在实施例一的塔筒中省去支撑座段33、斜支撑件6和斜支撑件的地面基础1，形成无斜支撑件的塔筒结构。

实施例三：

本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图6，整体塔筒为锥台形结构，整体塔筒由锥台形塔底段49、锥台形塔身段50、锥台形塔顶封头段51、锥台形塔顶段52组成。本实施例充气保压改性增强型塔筒的超大型水平轴风力发电机，如图6所示，塔筒是锥台形的，采用分段制造，分段运抵安装现场后吊装组装成型，塔筒按功能分段有4种类型：锥台形塔底段49、锥台形塔身段50、锥台形封头段51、锥台形塔顶段52，各分段之间均采用外法兰螺栓44、螺母45连接，在同一直径的锥台形塔筒中，锥台塔身段50有若干个、十几个至几十个，但它们的尺寸均不相同，是不通用的。

参见图6，本实施例锥台形塔筒的安装，按自下而上顺序进行，锥台形塔底段49下端设有内外法兰与地面基础地脚螺栓固定连接，锥台形塔底段49的上端与锥台形塔身段50外法兰螺栓连接，按设计依次将设定数量的彼此相配对应的锥台塔身段外法兰连接，最上端的锥台塔身段与锥台形封头段51外法兰连接，锥台形封头段51上端的二连异形法兰与锥台形塔顶段52下端的外法兰连接，锥台形塔顶段52上端与支承轴承22相配，可以是内法兰连接，也可以是外法兰连接，支承轴承22与机舱21法兰连接，机舱21上安有主轴20，主轴20上安有轮毂19，轮毂19上安有叶片18。

参见图6，本实施例塔筒的气密封，锥台形塔底段49、锥台形塔身段50、锥台形封头段51之间外法兰连接缝的密封装置与实施例一相同。锥台形塔底段49下端内外法兰与地面基础地脚螺栓连接处的密封方案与实施例一相同，并做二次钢筋混凝土浇灌和地坪漆。塔筒筒內充气保压、吊笼提升装置及人行通道、筒外组合电缆敷设、筒內密封件安装、塔筒安全附件与实施例一相同。

综上，专利申请号为CN20121033343.9的发明专利公开了一种利用风电场塔筒进行空气压缩机太阳集热储能发电系统，其与本发明上述实施例对比分析，二者同样采用分段制造，分段塔筒之间法兰连接，均把塔筒做成密封容器，二者不同之处在于本发明上述实施例是为了提高塔筒的综合性能和降低制造成本，而利用风电场塔筒进行空气压缩机太阳集热储能发电系统的目的是为了压缩空气储能，以及本发明上述实施例筒內保压为0.16～0.7MPa的压强，利用风电场塔筒进行空气压缩机太阳集热储能发电系统为0至5MPa以上，压力相差很大，本发明是保压的，该发明不保压，压力可在0至5MPa以上变动。

专利申请号为CN20122048859.2发明专利公开了一种高原风力发电机组塔架，包括通过法兰进行结合的多段塔筒，段筒之间的法兰结合部以密封胶密封，以保证高原风力发电机组塔架的整体密封，采用气压泵增压使塔架内部大气压强保持在82kpa以上，塔架有二道密封门，人员可通过密封门进入塔架作业”，高原风力发电机组塔架的目的是解决高原地区大气压强低，空气密度小，会影响风力发电机电气设备的正常可靠运行以及检修人员检修时易产生高原反应的技术问题，海拔高度0米时，大气压强为101kpa，高度为4000米时，大气压强为54kpa，对比分析：本发明上述实施例与高原风力发电机组塔架的共同之处在于，均采用分段塔筒法兰连接，法兰连接缝处均采用密封技术使整个塔筒内腔成为气密内腔，均对筒內充气保压，不同之处在于：1、充气保压的目的不同，本发明上述实施例是为了提高塔筒的综合性能和降低塔筒的制造成本，高原风力发电机组塔架是为了解决高原低气压对电气设备运行的安全性可靠性影响和检修人员的呼吸安全，2、密封技术要求等级不同，本发明上述实施例考虑到塔筒一旦组装建成，在整个使用寿命期间，不可能因为要更换法兰结合面之间的密封垫、密封件、密封胶再将塔筒解体，而密封垫、密封件、密封胶的使用寿命是有限的，3到5年必须更换，所以本发明上述实施例提供的是外法兰连接，在法兰连接缝处的内圈设燕尾槽，燕尾槽内嵌入燕尾形密封圈，再在密封圈二侧与法兰的接缝处堆注密封胶的密封方案，而该实用新型采用的是：法兰结合部以密封胶密封。3、充气气体介质要求不同，本发明上述实施例要求充入的气体为氮气或者洁净的空气，高原风力发电机组塔架使用的是气压泵充气。4、保压的压力不同，本发明上述实施例保压的压力范围为海拔0米，压强P为0.16～0.7MPa，而高原风力发电机组塔架保压是不低于82kpa，相当于在82kpa至101kpa之间。5、适用的地域不同，本发明上述实施例适用于全世界所有地域包括高原地区，高原风力发电机组塔架适用于高海拔地区。

总之，本发明上述实施例针对以上5个瓶颈问题，提供了在圆直筒形塔筒和锥台形塔筒内腔采取气密封闭装置，塔内充气并保持一定的工作压力，工作压力的大小大致满足：工作压力乘以塔筒内腔横截面积产生的向上推力等于机头的重力载荷，另外，在圆直筒形塔筒下部外壁沿周边与地面基础之间增设至少3根对称均布斜支撑件的具有改性增强型塔筒的超大型水平轴风力发电机技术解决方案。本发明上述实施例塔筒内腔的气体压力能在塔筒直径不增大，塔筒壁厚不增加的条件下，大幅度提高塔筒的刚度，塔内压力气体还能将支承轴承以上的机头重力载荷部分或者全部传递到塔底筒內地面基础上，大大提高了塔筒的承载能力，塔内压力气体还能对塔筒的振动起到阻尼减振作用，大大减小了塔筒振动的幅度，特别是在超大风载时，塔顶机头偏离中心的距离会比原来小很多，而机头对塔筒壁的重力载荷大幅下降到接近0，二者乘积对塔筒形成的倾倒弯矩变得很小，从而大大改善了塔筒的受力条件，提高了抗失稳的能力，塔筒刚度的大幅提高和塔筒底部增加的至少3根斜支撑件的综合作用，大大提高了塔筒抗折断和倾复的能力，也即提高了抗超强台风和飓风的能力。

本发明上述实施例通过采取塔内气密封，并充气保压和在圆直筒形塔筒下部增至少3根斜支撑件的相对较少的成本，就能将塔筒在以上几方面的综合性能大幅提升，在一定程度上打破了塔筒的制造成本随塔筒高度的增加呈指数比例上升的规律，从而可以突破现有钢制塔筒塔高180米的盈亏平衡点，将塔筒造的更高更大，将塔筒的超大型化推向一个更高的水平。本发明上述实施例的塔筒按形状可分为圆直筒形塔筒和锥台形塔筒二种，二种塔筒均采用分段制造，从塔底向塔顶依次分段，按分段塔筒的不同功能进行分类。本发明上述实施例的圆直筒形塔筒的分段塔筒可分为5类：塔底段，支撑座段，塔身段，封头段，塔顶段，支撑座段为圆直筒形塔筒特有，锥台形塔筒不设斜支撑件。塔身段是构成塔筒的主要部分，每一个塔筒里包含了若干个，十几个或者几十个塔身段，圆直筒形塔筒的塔身段直径都是相同的，尺寸一样、结构一样、材质都是一样的，是标准化的、通用的、是模块化的，可以作为调节塔筒高度的模块，也即可通过增减塔身段的个数方便的调节塔筒的高度，这为设计、选用、制造不同高度的塔筒带来极大的方便。锥台形塔筒的分段塔筒可分为4种类型：锥台塔底段、锥台塔身段、锥台封头段、锥台塔顶段，锥台塔身段都是锥台形的，而且每个塔身段的尺寸都不一样，不能通用。分段塔筒的制造工艺与现有技术基本相同，均采用钢板卷制成型再焊接二端的法兰，不同之处在于现有技术的锥台形分段塔筒二端焊接的是内法兰，而本发明的圆直筒形分段塔筒和锥台形分段塔筒二端均焊接的是外法兰，这是由于本发明上述实施例是充气保压塔筒，在每相邻分段塔筒二外法兰连接缝处的法兰内圈上设有密封槽，便于密封的缘故。本发明上述实施例二种塔筒的塔底段，锥台塔底段与现有技术相同均采用内外法兰与地面基础地脚螺栓固定连接，而上端均采用外法兰本发明上述实施例支撑座段为圆直筒形塔筒所特有，目的是提高抗超强台风和飓风袭击的能力，防止塔筒倾复，在最大风速较低的地域，此段可以不加装，省去4个斜支撑件和支撑座段，支撑座段是由塔身段沿外壁对称均布焊接至少3根与塔身段轴线成30度夹角的短钢管，钢管的另一端焊接有支撑件连接法兰构成的。本发明上述实施例二种塔筒的封头段、锥台封头段，由于本发明为充气保压塔筒，相当于低压压力容器，在塔筒封头段、锥台封头段的顶部参照压力容器的规范设置了封头，为了在法兰上焊接封头同时又不影响分段塔筒的法兰连接，本发明上述实施例提供了二连法兰的技术方案，在常规外法兰的基础上，下侧法兰的本体向内圈延展间隙和封头壁厚的宽度，再以壁厚向上延展一段管状结构，用以与封头焊接，间隙为不超过10毫米，而上下分段塔筒的法兰连接不受影响。

本发明上述实施例二种塔筒的塔顶段，锥台塔顶段是连接封头段与支承轴承之间的塔段，其上开有门洞和电缆通道口，塔顶段，锥台塔顶段下端为外法兰分别与封头段，锥台封头段的二连法兰连接，塔顶段，锥台塔顶段的上端与支承轴承法兰连接，按现有技术可以是内法兰或者是外法兰连接。对于本发明上述实施例塔筒的气密封结构，圆直筒形和锥台形二种塔筒均是一个全密闭的充有适合气体并保持一定工作压力的塔筒，塔筒采用分段制造，分段运输，在现场分段吊装，通过分段与分段之间的外法兰连接组装而成，为使组装后塔筒的内腔形成一个全密闭的内腔，必须对内腔中的每对法兰的连接缝进行气密封，以及塔底段与地面基础地脚螺栓连接的法兰进行气密封。本发明上述实施例对分段塔筒法兰连接缝处提供了自紧式燕尾形或者等腰梯形的密封圈的密封技术方案，首先必须将现有技术分段塔筒的内法兰连接改为本发明的外法兰连接，这样就无须对法兰连接的螺栓处密封，只须在塔筒内壁二法兰连接缝处进行密封即可，以燕尾形为密封槽的横截面，以二法兰连接缝为对称中心，在一侧法兰接口的内圈侧加工成半个燕尾形环形槽，另一侧法兰也对称加工，这样当一对分段外法兰连接时，在连接缝处的塔筒内侧就会形成一道燕尾形环形密封槽，密封施工时，将横截面为燕尾形，尺寸与密封槽相配或略微放大的橡胶密封圈嵌入密封槽内，保证密封圈整体松紧相当、平整，不得有局部***，再沿密封圈二侧与法兰体的接缝处堆注弹性密封胶，形成二道环形密封胶圈，当塔筒内腔充入压力气体后，气压作用在密封圈上，将密封圈紧紧压在密封面上，起到更好的气密封作用，燕尾槽的深度为30毫米，燕尾槽的宽边为70毫米，窄边为60毫米。

本发明上述实施例提供的自紧式燕尾形密封圈的密封方案，除塔内充入压力气体能进一步增强密封效果外，当塔筒在强风作用下产生弯曲，扭曲等变形时，密封圈和密封胶的弹性能起到很好的变形补偿作用，不会影响气密效果。本发明上述实施例燕尾形密封圈可以是橡胶的，塑料的，橡塑的或者其它适宜的材料和复合材料，要求是有一定弹性、气密的、经久耐用、阻燃的和不会释放易燃易爆气体的材料，本发明弹性密封胶同样必须具有一定弹性，气密封的、经久耐用的、阻燃的和不会释放易燃易爆气体的材料。本发明上述实施例塔底法兰连接处的气密封，塔底段和锥台塔底段底端采用的是内外法兰与地面基础地脚螺栓相固定连接，本发明采用在塔内地面基础进行二次钢筋混凝土浇灌，再做地坪漆的密封方案，即：塔筒地脚螺栓紧固完成后，在筒內地面基础上扎放钢筋，再进行二次混凝土浇灌，厚度在0.6米，混凝土要求致密型、不易开裂、不透气、耐压型，保养后再在混凝土面上做一层地坪漆，厚度5-10毫米，地坪漆要求有一定弹性，耐压，经久耐用，阻燃的，不会释放易燃易爆气体。本发明上述实施例检修人孔，本发明圆直筒形塔筒和锥台形塔筒，筒內的密封件经过一定使用周期，3到5年需要更换一次，所以在塔底段和锥台塔底段底部附近筒壁上均开有一个外开式的检修人孔，人孔开设的技术要求参照低压压力容器的人孔技术标准执行。本发明上述实施例筒內检修平台，为了便于更换密封件的施工作业，缩短作业时间，在每道密封圈的下方不超过1.5米处设一环形，不超过宽度1米的平台。筒內活动爬梯，为了便于每层密封件更换的施工作业，从筒內底部到封头段每层平台间均设有活动爬梯。检修人员透气管，为了保证检修人员进入筒內时保持空气流通，在塔顶封头上焊接有透气管，透气管上装有电动阀，电动阀和人孔同时打开可保持筒內空气流通，二者同时关闭可保持筒內密闭。本发明上述实施例的充、排气管及阀门，为了給塔筒充气和排气，在塔筒外侧底部附近焊接有充气管，充气管上设有充气阀，在充气阀与塔筒之间的充气管上再接一根排气管，其上设有排气阀，排气阀关闭，进气阀打开可以给塔筒充气，充气阀关闭排气阀打开，可以给塔筒排气，二阀门同时关闭可保持筒內气密封。本发明上述实施例充气保压塔筒的工作压力，工作压力的确定可按以下推算，圆直筒形塔筒：工作压力乘以筒內横截面积产生的向上作用力等于塔筒封头以上塔顶段与机头设备的总重力载荷，锥台形塔筒：工作压力乘以封头法兰处筒內横截面积产生的向上作用力等于塔筒封头以上锥台塔顶段与机头设备的总重力载荷，这样，相当于二者封头以上总重力载荷可通过筒內压力气体全部传递到筒內地面基础上，由于塔筒直径大小不同和塔顶机头设备重力载荷大小不同，工作压力也不同，工作压强的取值范围为：0.16～0.7MPa，塔筒直径越大，工作压力越小。塔筒相当于低压压力容器，必须参照压力容器的相关规范进行管理。本发明上述实施例塔筒充注气体介质的性质，塔筒内较佳的是充注氮气，可防止氧化反应引起的***，但筒內不得有金属镁，氮与镁能产生剧烈的化学反应，当采用空气作为充气介质时，必须采用无油润滑空气压缩机，充入的空气要洁净，必须达到可供人体直接呼吸的食品级，不得含有油雾，油滴，以防形成可燃混合气体引起***，也可以采用其它阻燃阻爆的气体作为充气介质，但需要认证符合安全条件。本发明上述实施例的塔筒安全附件的运行管理，塔筒上装有安全阀，压力表，易燃易爆气体检测仪，按照压力容器安全运行管理规范，这些附件必须按规范要求在运行过程中定期送检较验。本发明上述实施例塔筒的防爆安全措施：

1.筒內不得使用易挥发成易燃易爆气体的物质，为汽油、煤油、柴油、酒精、松节油等油类、油脂、油剂、油漆或其它类似性质的化学物品；

2.筒內不得滞留或储存可燃易爆的物质，包括油类、油脂、油剂及其它类似性质的化学物品和铝粉、镁粉及其它类似性质的金属粉末中的一种，不得混入易燃易爆的粉尘，包括棉花、面粉等类似性质的粉尘中的一种；

3.塔筒投入运行前必须通过专业***门检验合格方可投入运行，本说明书未尽安全事项，按专业***门的要求执行。

本发明上述实施例塔筒外壁电缆敷设，与现有技术风力发电机机舱内的电力电缆，控制电缆通过筒內敷设与外部电网连接不同，本发明筒內有压力气体，所以电缆改为塔外沿塔身外壁敷设，从塔底向上每隔不超过1.5米焊接一个组合电缆支架直到塔顶段、锥台塔顶段开设的电缆通道口下方，敷设时若干根电缆并排沿组合电缆支架敷设，并用电缆卡将电缆固定安装在电缆支架上，上引到塔顶段、锥台塔顶段穿入电缆通道口进入塔顶段和锥台塔顶段塔筒内，之后进入机舱与机舱电气设备的连接与现有技术相同，采用集电器连接或者绕缆连接，塔筒底部电缆端与电网的连接与现有技术相同。本发明上述实施例塔外人行吊笼，与现有技术筒內设有人行电梯不同，本发明筒內有压力气体，所以人行电梯改为人行吊笼并设在塔外，在塔顶段和锥台塔顶段上部的筒壁上焊接有由工字钢构成的二个对称三角天轮支架，在二个三角天轮支架的水平梁上安装有直径不超过1米的天轮，提升钢丝绳绕过天轮，靠近筒壁一侧的钢丝绳下引至塔底卷扬机上，在卷扬机上方净空不超过3米设有一钢平台，用于停放吊笼，绕过天轮的另一侧钢丝绳下引至塔底与吊笼的吊点相连接，参考电梯的设计规范，在吊笼的二侧从塔底吊笼平台向上到天轮高度设有T型电梯导轨，导轨与焊接在筒壁上的导轨支架固定连接，吊笼二侧固定有导轨滑靴，安装时导轨滑靴卡入导轨形成滑动配合，启动卷扬机可实现吊笼沿导轨上下运行，在塔顶段和锥台塔顶段的门洞下沿设有门洞平台，门洞平台焊接在筒壁上，当吊笼上行至门洞平台，打开吊笼侧门，工作人员可从吊笼出来通过门洞平台进入门洞，即进入塔顶段筒內，之后如何进入机舱按现有技术执行。

综上所述，本发明上述实施例提供了一种充气保压改性增强型塔筒的超大型水平轴风力发电机，塔筒为圆直筒形和锥台形两种，均采用分段外发兰连接，接缝处密封，顶部设有封头，塔内底部做气密封层，塔内腔构成气密闭腔，注入气体并保压，气密内腔中的压强P为0.16～0.7MPa，圆直筒形塔筒下部与基础间还设有至少3根斜支撑件，由此，改善了受力条件，大幅提高了综合性能：刚度、压力空气阻尼减振、承载塔顶重力、抗失稳折断、倾覆、抗台风飓风及拓展海上风电，性费比大幅提高，塔筒可造的更高更大，成倍提升发电量，本发明圆直筒形塔筒特别适合制定标准化，系列化，模块化的国内和国际标准，可将塔筒的繁复设计改变为选型设计，十分高效简便。

上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明采用充气保压增强型塔筒的超大型水平轴风力发电机的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。