[發(fā)明專利]一種大型火力發(fā)電廠主廠房結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910024116.8
• 申請日: 2009-09-28
• 公開（公告）號: CN101672118A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李紅星;白國良;趙春蓮;李曉文;鐘曉春;朱軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力工程顧問集團西北電力設(shè)計院;西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: E04H5/02
• 分類號: E04H5/02;E04B1/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廠房設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型大型火力發(fā)電廠主廠房結(jié)構(gòu)體系。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)的中小型火力發(fā)電廠中，由于施工水平及施工機具等的限制，主廠房結(jié)構(gòu)體系以裝配式結(jié)構(gòu)為主。隨著施工水平及施工機械制造、安裝能力的提高，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式取代裝配式結(jié)構(gòu)體系。近年來，我國鋼鐵產(chǎn)能大幅度增長，火力發(fā)電廠機組容量也不斷增加，在高烈度抗震設(shè)防區(qū)開始采用鋼結(jié)構(gòu)體系。

近年來，我國新建大型火力發(fā)電廠主廠房大部分都采用鋼結(jié)構(gòu)體系或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系。通常，在高烈度區(qū)(8度抗震設(shè)防及以上)采用鋼結(jié)構(gòu)體系，認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)具有更好的抗震性能；在較低烈度區(qū)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，以期節(jié)約造價。也有個別電廠曾采用外包鋼結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)體系，但都沒有得到廣泛應(yīng)用。

由于火力發(fā)電廠主廠房結(jié)構(gòu)受到工藝條件的約束和限制，造成結(jié)構(gòu)體系存在著設(shè)計上的缺陷。鋼結(jié)構(gòu)體系分為純框架體系、鋼框架-支撐體系及鋼框架-特殊支撐體系等。純框架體系因剛度較小，主廠房高度較大而基本不采用。常用的鋼框架-支撐體系一般需要設(shè)置大量的支撐，限制了工藝的布置和運行檢修空間，并且造價較高、鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層維護量大。鋼框架-特殊支撐體系在國內(nèi)也有少量應(yīng)用，但因設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的缺乏而應(yīng)用并不廣泛。

混凝土結(jié)構(gòu)體系有混凝土純框架體系、混凝土框架-端部剪力墻體系兩種。一般在低烈度區(qū)常用純框架體系，在高烈度區(qū)則需要設(shè)置剪力墻。采用傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系(混凝土純框架體系、混凝土框架-端部剪力墻體系)時，結(jié)構(gòu)因材料本身的特點和結(jié)構(gòu)布置的特殊性造成抗震性能不佳。研究結(jié)果表明，600MW主廠房在8度I類場地，采用混凝土框架-端部剪力墻結(jié)構(gòu)體系，軸壓比和層間位移角等能夠基本滿足國家抗震規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基本要求。事實上7度III類場地條件下，薄弱層側(cè)移偏大和鋼筋配筋過多造成施工困難的問題已經(jīng)比較突出。

鑒于火力發(fā)電廠主廠房結(jié)構(gòu)形式的現(xiàn)狀，有必要提出一種新型結(jié)構(gòu)體系，以期改善主廠房結(jié)構(gòu)抗震性能和降低造價。通過對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系的分析及大量的計算，在滿足工藝要求的前提下，提出了采用型鋼混凝土框架-鋼筋混凝土分散剪力墻混合結(jié)構(gòu)作為主廠房結(jié)構(gòu)體系。在有限元計算分析及試驗研究的基礎(chǔ)上，驗證了該新型結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)良抗震性能。

根據(jù)申請人所進行的資料檢索，目前針對火電廠大容量機組主廠房型鋼混凝土框架-鋼筋混凝土分散剪力墻結(jié)構(gòu)體系的研究在國內(nèi)尚屬空白。民用建筑中針對型鋼混凝土柱-墻組合結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土異型節(jié)點及類似研究已有報道，但對火電廠主廠房結(jié)構(gòu)體系這種結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸大、結(jié)構(gòu)錯層多、節(jié)點受力與變形異性大、剛度與質(zhì)量分布不均勻程度大、水平向結(jié)構(gòu)連續(xù)性差、結(jié)構(gòu)整體性能差的類似結(jié)構(gòu)體系，少有研究成果。

在大型火力發(fā)電廠主廠房框排架結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用型鋼混凝土框架-鋼筋混凝土分散剪力墻新型結(jié)構(gòu)體系，對于改善主廠房結(jié)構(gòu)抗震性能、降低造價和維修費用以及保證電廠生產(chǎn)安全運行具有十分重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于設(shè)計既有優(yōu)良的抗震性能、能夠在高烈度區(qū)采用、造價相對較低且后期維護費用少的大型火力發(fā)電廠新型結(jié)構(gòu)體系。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)解決方案：

一種大型火力發(fā)電廠主廠房結(jié)構(gòu)，包括汽機房1、除氧間2和煤倉間3，所述除氧間2一側(cè)與汽機房1相鄰，除氧間2另一側(cè)與煤倉間3相鄰；所述煤倉間3與除氧間2框架四周分散布置有橫向和縱向剪力墻；所述除氧間2與煤倉間3框架柱在煤斗層下為型鋼混凝土柱；所述汽機房1、除氧間2和煤倉間3整體構(gòu)成型鋼混凝土框架-分散剪力墻結(jié)構(gòu)。

所述汽機房1內(nèi)設(shè)置有排架柱，排架柱由鋼筋混凝土柱構(gòu)成。

所述除氧間2框架由型鋼混凝土柱構(gòu)成；所述除氧間2內(nèi)設(shè)置有除氧器大梁6，所述除氧器大梁6由型鋼混凝土梁構(gòu)成。

所述煤倉間3框架內(nèi)設(shè)置有煤斗大梁7，煤斗大梁7由型鋼混凝土梁構(gòu)成；所述煤斗大梁7以下的煤倉間3框架由型鋼混凝土柱構(gòu)成；所述煤斗大梁7以上的煤倉間3框架由鋼筋混凝土柱或鋼柱構(gòu)成。

所述除氧間2和煤倉間3部分布置橫向和縱向分散剪力墻8。