[發明專利]一種光熱吸熱器管束或管屏預應力的施加方法

有效

• 申請號: 201711473721.4
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108229001B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 吳岳勝;劉訓志;周家勇
• 申請（專利權）人: 自貢華西能源工業有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 余小飛;錢成岑

本發明提供一種光熱吸熱器管束或管屏預應力的施加方法，屬于預應力施加技術領域。包括：1)確定光熱吸熱器預應力管束或管屏預起拱形狀曲線；2)根據預起拱形狀曲線的形狀對管束或管屏進行冷彎；3)將冷彎后成型的管束或管屏固定住，并消除殘余應力；4)在預應力支點處對彎狀管束或管屏進行彈性回壓，使預應力支點壓回到與管束或管屏兩端點分布在同一直線上；5)將預應力支點處及管束或管屏兩端點處固定，通過強制位移在管束或管屏中產生預應力，實現預應力的施加。本發明施加方法是基于預起拱形狀曲線施加的，操作簡單，過程易控、方法可靠，只需對各個控制點的位移量進行把控，即可實現目標預應力值的施加，滿足光熱吸熱器管束或管屏預應力要求。

技術領域

本發明屬于預應力施加技術領域，特別涉及到單側受熱光熱吸熱器預應力的施加，具體為一種光熱吸熱器管束或管屏預應力的施加方法。

背景技術

太陽能作為永久的、清潔的能源具有光明的前景。太陽輻射能的即時利用是當前技術研究的重點，是作為一種能取代常規能源的新能源。

光熱吸熱器管束或管屏，由于能流密度的不均勻性，按常規約束形式對管束進行約束時，會產生極大的熱應力，導致吸熱器所能承受的峰值熱流密度較低。采用預應力設計方法可明顯降低熱應力并提高結構可承受的峰值熱流密度，而預應力的施加方式對預應力的效果有很大影響，因此有必要提成一種針對預應力設計對光熱吸熱器管束或管屏進行預應力施加的方法。

發明內容

本發明的目的在提供一種單側受熱管束或管屏光熱吸熱器預應力施加方法，尤其適用于光熱吸熱器等單側受熱管束或管屏的預應力施加，可明顯降低熱應力并提高結構可承受的峰值熱流密度。

本發明目的通過下述技術方案來實現：

本發明所述的預應力施加方法主要通過以下三個階段來實現：1、預先起拱彎曲；2、消除殘余應力；3、強制位移裝配形成預應力。具體實施方式如下：

一種光熱吸熱器管束或管屏預應力的施加方法，包括以下步驟：

1)確定光熱吸熱器預應力管束或管屏預起拱形狀曲線，包括：

A、求解溫度場

根據光熱吸熱器管壁實際的熱流密度輸入和介質流量，計算管束或管屏的溫度場；

B、求解管束或管屏變形形狀

將上述步驟A得到的溫度場結果讀入分析軟件中，設置管束或管屏上下端的約束，中間不設置任何約束點，求解管子或管屏的變形形狀；

C、求解不考慮能流輸入時常溫狀態的應力σ_p

將上述步驟B得到的變形形狀反向，得到與其變形形狀對稱相反的形狀作為初始起拱形狀曲線，選好管束或管屏的預應力支點，設置好上下端約束，并在預應力支點處施加往直管軸線位置的位移δ₀，求解不考慮能流輸入時常溫狀態的應力σ_p；

D、確定調整系數k

根據上述步驟C獲得的常溫狀態的應力σ_p，求解調整系數k：

其中，C為強度調整系數；[σ]_t為工作溫度下的材料許用應力值；

E、確定管束或管屏預起拱曲線：

將上述步驟C得到的位移δ₀乘以調整系數k得到的位移即為管束或管屏預起拱需要施加的實際位移δ_p＝kδ₀；將步驟C得到的初始起拱形狀曲線乘以調整系數k即為管束或管屏預起拱形狀曲線；

2)根據預起拱形狀曲線的形狀對管束或管屏進行冷彎，冷彎后管束或管屏的形狀與預起拱形狀曲線的形狀一致；