为现浇钢筋混凝土结构。水池底板采用分离式
现浇钢筋混凝土结构。
.2冷却塔大小分类
双曲线自然通风冷却塔按淋水面积一般大
致可分为:
小于1000m 双曲线自然通风冷却塔属于
小型冷却塔。1000m ~5000m 属于中型冷却
塔。5000m ~10000m 属于大型冷却塔。大于
l0000m 双曲线自然通风冷却塔属于超大型冷
却塔。
3冷却塔结构设计
冷却塔的通风筒是一种典型的薄壳结构。
它的厚度最薄处与其直径之比,如果将冷却塔
成比例地缩小到鸡蛋直径大小,则它比鸡蛋壳
还要薄。在风荷载作用下冷却塔顶部的位移可
以达到几十厘米,超过厚度的数倍。
1965年11月1日,英国渡桥电厂(装机容量
200MW),配8座高为114rn的冷却塔,为双排梅
花形布置,在8级风中倒掉了3座,造成了一起
严重的倒塌事故。事故后,关于风载作用下冷
却塔的空气动力和结构强度问题,曾经引起过
世界上的普遍注意。英国渡桥电厂冷却塔倒塌
事故,现在看来其原因是多方面的,主要有:
①冷却塔平面布置不合理;②塔型不是连续的
双曲线;③冷却塔结构设计按照无矩理论且单
层配筋;④冷却塔塔壁较薄塔顶未设刚性环。
但大量研究成果表明,认为大风通过塔群内的
塔与塔之间时,f包括厂房)受其影响,风的频谱 有较大的变化这是倒塌的主要原因之一。
冷却塔通风筒壳体母线形状确定之后,关
于壳壁厚度,一般为指数变厚壳、基本等厚壳
和分段等厚壳,综合我院以往设计的冷却塔经
验,小型冷却塔一般我们均按照指数变厚壳设
计。中型冷却塔我们均按照基本等厚壳厚壳设
计。对于大型冷却塔和超大型冷却塔我们则按
照分段等厚壳设计。
众所周知,风荷载是双曲线自然通风冷却
塔的主要荷载之一,关于风压沿塔高的分布,
我们过去在设计小塔时,大都是以塔顶最大风
压作为全塔的设计风压,而实际上,风压沿塔
高是变化的,也可以按照上下阶梯形分布或上
下连续变化来计算,国外按阶梯形分布用得较 多,我们对上述三种情况,在洛河电厂一期工
程7000m 冷却塔设计中,曾经作过比较,阶梯
形分布子午向薄膜力T1比上下连续分布时小
10%左右,纬向薄膜力T2比上下连续分布时小
16%左右,因此我们现在设计的冷却塔采用的
风压沿塔高均按阶梯形分布来计算。
随着我国国民经济的飞速发展,发电厂单
机装机容量的增大, “十二五”期间在内陆要
新建一批核电厂,电厂内的冷却塔已从过去的
大中型冷却塔转为超大型冷却塔。我们在多个
工程己设计了数个淋水面积超过10000m 的超
大型冷却塔。其中徐州彭城三期工程淋水面积
12000m2冷却塔已投产使用。在徐州发电有限公
司2×1000MW机组(上大压小 工程中,我院设
计的目前我们国家最大的“烟塔合一”淋水面
积12000m 自然通风排烟冷却塔也于2010年12月
1日实现结构封顶。现在我们正在着手做湖南桃
花江核电厂双曲线自然通风冷却塔淋水面积达
到18000m ,塔高200m。
由于发电厂单机装机容量的增大,核电厂
用水量的增加。冷却塔也愈宜向高大方向发展。
由此产生的问题是:冷却塔是否越高大越划得来
一般来说冷却塔越高大,成本也就越高。我自己
设计以及参与设计和校核的冷却塔,曾经做过比
较,小型冷却塔配筋通风筒筒壁混凝土的含钢
量在100kg/m 以下,中型冷却塔配筋通风筒筒
壁的混凝土含钢量在100kg/m ~120kg/m 之
间,大型冷却塔配筋风筒筒壁的混凝土含钢量在
150kg/m 左右。而目前超大型冷却塔配筋风筒筒
壁的混凝土含钢量在160kg/m ~170kg/m 之间。
小型塔对地基承载力要求不是很高,一般天然地
基也能满足。中型塔和大型塔以及超大型塔就需
要地基处理。而冷却塔地基处理的费用,过去一
般占冷却塔总造价的10%~15%,而现在有的
20%都包不住。因此冷却塔淋水面积到达某一大
小之后,自然会产生建一个大塔不如建两个小塔
合算的问题,这就要做总体的技术经济比较。由
于我们的冷却塔结构设计优化还存在着一定的缺
陷,因此,进一步从省成本、安全、热效率、结
构力学、水力学、流体力学等各个方面,冷却塔
整体优化设计问题己提到我们的日程上来了。
《火力发电厂水工设计规范》DL/T5339.
2006冷却塔结构设计的冷却塔高度目前限制在
165m。无可置疑现行的《火力发电厂水工设计
2ol1年04月第2期
.45 规范》DL/T5339.2006风压分布系数也是根据单
塔来制订的。而我们现在做的超大型冷却塔结
构设计早已突破了当前规范的高度限制。
冷却塔结构的非线性问题。冷却塔的厚
度很小,无论从静力还是从动力分析的角度来
看,非线性问题是迫切的。在风荷载作用下冷
却塔顶部的位移可以达到几十厘米,超过厚度
的数倍。这在数量上早己超出了线性理论的适
用范围。线性问题要求位移比厚度小很多,传
统设计中采用线性问题近似,在塔小时相差不
会很大,而对于大塔或者超大型冷却塔,这种
误差会变得不可忽略。
为了考虑非线性效果,在塔变形时引起的
风压变化也将成为不可忽略的因素。何况这个风
压的变化可以与变形耦合产生积累,对于大塔或
者超大型冷却塔,这种因素是不能省略的。
冷却塔结构设计中,在遇到塔群的情况
下,是否要考虑群塔的影响现行的《火力发电
厂水工设计规范》DL/T5339.2006没有明确规
定。我的意见还是应该考虑塔群的影响。英国
渡桥电厂冷却塔倒塌事故的大量研究成果,认
为大风通过塔群内的塔与塔之间时,(包括厂房)
受其影响,风的频谱有较大的变化这是倒塌的
主要原因之一。我们在多个工程中委托有关大
学做的《冷却塔风洞试验》和《冷却塔塔群试
验研究》报告的结论意见,也都充分说明了这
一点。另外,现在设计高层建筑时,碰到两楼
之间的净距小于楼宽的2倍时,都要考虑群楼效
应,风压值经风洞试验测定后,两楼之间的风
速将增大1.3~1.5倍,连体建筑也应考虑。在
《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》 JGJ 3.91,第2.2.2条写明“高层建筑的平面宜选
用风压较小的形状,并应考虑邻近高层建筑对
其风压分布的影响”。
另外冷却塔也愈宜向高大方向发展,而
随之带来新的问题也就越复杂。小塔认为不重
要的问题,对于大塔和超大型塔就显得非常尖
锐。例如:施工初缺陷的影响、地基的不均匀
沉降、地震反应的时程分析、风震问题、在冷
却塔施工时抽掉几对人字柱对筒体的影响以及
“烟塔合一”的冷却塔在通风简壁上预留大孔
洞的应力分析问题等等。
4结语
随着电子计算机技术的高速发展,我国电
力建设事业己取得了日新月异地变化。冷却塔
CAD软件的研制与开发也取得了长足的进步。
自我院设计的平圩电厂后,我们国家从比利时
哈蒙公司引进了冷却塔设计计算程序,并用其
计算程序也设计了一些双曲线型自然通风冷却
塔。由于计算机环境的不断改变,有的冷却塔
CAD软件虽然也有配筋计算与绘图功能,但功
能不够完善,使用不便。因此,在这方面,我
们还有很多工作需要去做。
参考文献:
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世界首个煤制芳烃示范项目开工建设
… 一3月27 El,世界首个煤制芳烃示范项El——陕西华电榆横煤制芳烃示范项目正式开工建设。
根据项目规划,榆横煤制芳烃示范项目总投资2854 ̄元,建设规模为3007/,,,bJ--f-煤制甲醇和1007/吨
/年芳烃装置,一期将先行建设万吨级煤制芳烃中试装置,项目全部投产后年销售收入将it3484F_.,元,对
促进榆林地区煤炭资源实施高效清洁转化、实现陕北能源化工基地可持续发展具有重大意义。
华电榆横煤制芳烃示范项目采用的循环流化床煤制芳烃技术,不仅可以降低我国石油对外依存
度,还可以消化过剩的甲醇,具有明显的比较优势和重要的战略意义。
(摘自:http://www.cpnn.com.cn
46-2o11年o4月第2
期