[發(fā)明專利]一種電廠用大型雙曲線型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110330021.6
• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN102505880A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李紅星;趙春蓮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計院
• 主分類號: E04H5/12
• 分類號: E04H5/12;E04H12/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電廠大型冷卻塔設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電廠用大型雙曲線型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠中，大型冷卻塔基本上都是采用鋼筋混凝土薄殼雙曲線型冷卻塔。這一結(jié)構(gòu)型式已經(jīng)過多年的研究與實踐，并在大量工程中得到應(yīng)用，取得了良好的效果。鋼筋混凝土薄殼雙曲冷卻塔的研究成果豐富，目前已可以設(shè)計直徑超過150m，高度達(dá)200m左右的超大塔。

隨著技術(shù)的發(fā)展和業(yè)主的多樣化，間接冷卻這一冷卻方式在富煤缺水區(qū)電廠將大量采用，鋼結(jié)構(gòu)雙曲線型冷卻塔這一新型結(jié)構(gòu)型式也將成為業(yè)主的選擇之一。在國際工程項目中，由于受當(dāng)?shù)夭牧虾褪┕ぜ夹g(shù)的限制，混凝土材料較難獲得或混凝土施工費用較高時鋼結(jié)構(gòu)雙曲線型冷卻塔的優(yōu)勢更加突出。在寒冷地區(qū)，由于混凝土部分可施工時間有限，為不影響整個建設(shè)周期以及考慮到混凝土結(jié)構(gòu)在寒冷地區(qū)性能劣化較快，鋼結(jié)構(gòu)雙曲線型冷卻塔就成為可選擇方案。

在國外存在著一種圓形鋼結(jié)構(gòu)大塔，結(jié)構(gòu)為圓形變截面鋼結(jié)構(gòu)塔型，其下部圓直徑約120m，經(jīng)過一次或兩次變截面變化，到上部圓直徑約60m，總高度約125m，主要受力構(gòu)件為格構(gòu)柱。格構(gòu)柱構(gòu)成大型三角構(gòu)架后吊裝，蒙皮結(jié)構(gòu)固定于三角構(gòu)架上。此塔結(jié)構(gòu)相對簡捷，受力也較為明確，但熱工性能比雙曲線型冷卻塔較差。

鑒于國內(nèi)外對電廠用冷卻塔的研究、設(shè)計和使用現(xiàn)狀，提出一種雙曲線型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔。即不改變冷卻塔的雙曲線型形狀，而采用鋼結(jié)構(gòu)來構(gòu)成冷卻塔，使用鋁或玻璃鋼制蒙皮材料封閉。鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔的骨架由斜立柱在空間交叉后構(gòu)成，即直線斜立柱繞塔上圓心和下圓心構(gòu)成的鉛垂線旋轉(zhuǎn)陣列構(gòu)成。直線斜立柱可以是圓鋼管柱或方鋼管柱，也可以是由角鋼或槽鋼構(gòu)成的四角格構(gòu)柱，在下部1/5至1/3范圍可在鋼管內(nèi)澆灌混凝土，構(gòu)成鋼管混凝土柱。

根據(jù)申請人所進(jìn)行的資料檢索，目前針對電廠用雙曲線型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔在國內(nèi)乃至國外尚屬空白。國外所用鋼結(jié)構(gòu)塔為圓形截面，與雙曲線型塔有本質(zhì)的不同；國內(nèi)同濟(jì)大學(xué)曾提出一種鋼結(jié)構(gòu)塔，但其采用的是鋼骨架+鋼拉索的結(jié)構(gòu)形式，與此次申請的塔型結(jié)構(gòu)完全不同。

在電廠中采用雙曲線型鋼結(jié)構(gòu)大塔，具有自重輕、施工速度快、地基基礎(chǔ)處理簡單、綜合造價低廉、抗震抗風(fēng)性能優(yōu)良、后期維護(hù)成本低等優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種雙曲線型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔。它具有相對較低的造價、更快的施工速度和低廉的后期維護(hù)成本。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)解決方案：

一種電廠用雙曲線型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，包括直線斜立柱、相交的節(jié)點和加勁環(huán)。所述鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔骨架為直線斜立柱繞塔上圓心和下圓心構(gòu)成的鉛垂線旋轉(zhuǎn)陣列構(gòu)成，直線斜立柱相交處即為節(jié)點，沿塔高度方向，根據(jù)需要布置三至五道加勁環(huán)。塔高度超過150m，下部直徑約150m。

所述直線斜立柱為圓鋼管柱或方鋼管柱，也可以是由角鋼或槽鋼構(gòu)成的四角格構(gòu)柱。所述直線斜立柱下部1/5至1/3范圍可在鋼管內(nèi)澆灌混凝土，構(gòu)成鋼管混凝土柱。所述直線斜立柱的相交節(jié)點2可采用直接焊接，也可以采用預(yù)先制造好節(jié)點核心而周圍桿件再與之連接的方式。所述鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔蒙皮結(jié)構(gòu)采用鋁或玻璃鋼制作。

通過使用直線斜立柱可以減少構(gòu)件加工難度。根據(jù)交點位置可將直線斜立柱分段制作，整體吊裝連接。所述的雙曲線型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔與傳統(tǒng)混凝土冷卻塔相比可大幅度減輕結(jié)構(gòu)自重，自重約為混凝土冷卻塔的10％-20％，可節(jié)約地基處理及基礎(chǔ)造價，從而使整體造價更低。通過采用鋁或玻璃鋼蒙皮材料減少了后期維護(hù)費用。

計算分析表明，本發(fā)明的雙曲線型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔具有自重輕、施工速度快、地基基礎(chǔ)處理簡單、綜合造價低廉、抗震抗風(fēng)性能優(yōu)良、后期維護(hù)成本低等優(yōu)點?？蓮V泛應(yīng)用區(qū)富煤缺水區(qū)間冷機組冷卻塔工程。

附圖說明

圖1本發(fā)明雙曲線型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔三維視圖；

圖2本發(fā)明雙曲線型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔加勁環(huán)平面圖；

圖3本發(fā)明雙曲線型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔立柱剖面圖；

圖4本發(fā)明雙曲線型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔節(jié)點大樣圖；

其中：1為直線斜立柱；2為節(jié)點；3為加勁環(huán)。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

參見圖1、2、3和4，一種雙曲線型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，包括直線斜立柱、相交的節(jié)點和加勁環(huán)，直線斜立柱繞塔上圓心和下圓心構(gòu)成的鉛垂線旋轉(zhuǎn)陣列構(gòu)成雙曲冷卻塔的骨架，直線斜立柱相交處為節(jié)點，沿塔高度方向，根據(jù)需要布置三至五道加勁環(huán)。塔高度超過150m，下部直徑約150m。