单层网壳与双层网壳钢结构冷却塔结构分析及比较

以某2×330 MW间接空冷机组"一机一塔"方案的冷却塔几何参数为例,采用双曲线塔型,对结构体系分别采用单层网壳和双层网壳方案,进行了有限元静力分析、动力分析及弹塑性全过程分析,并对两种结构体系的钢结构冷却塔的结构受力特性、动力特性及弹塑性稳定性进行了比较。     

加劲环和子午肋对特大型冷却塔静风响应的影响研究

为研究内部加劲环和外部子午向加劲肋对特大型冷却塔静风响应的影响规律,以国内在建某电厂四塔组合超规范高度限值的220m特大型冷却塔为例,针对光滑塔、加肋塔、加环塔和加肋加环塔四种塔型设计方案,进行刚体测压模型风洞试验,获得该特大型冷却塔表面风压分布模式和塔群系数,并采用有限元方法对比分析了四种冷却塔模型动力特性和风致响应特征。在此基础上,提炼出加劲环和子午肋的设置对特大型冷却塔静风响应的影响规律。研究表明:加劲环的套箍作用能提高冷却塔整体结构刚度和基频,并显著减小了环基内力;子午肋通过减小塔筒负压极值明显减小了塔筒、支柱和环基的内力,同时也略微降低冷却塔的整体结构基频;同步加肋加环冷却塔整体刚度较优且受力性能更好。     

埋地式离心鼓风横流冷却塔在地铁工程中的应用研究

根据地铁站的风道及出入口的结构特点,设计了一种新型离心鼓风横流式侧出风冷却塔,水流从塔上部竖直落下,空气由离心风机压入后水平通过淋水填料后从侧面排出。通过模拟地下风道环境并对该塔型进行热力性能实验,发现在不同的湿球温度下都能满足所需性能要求。从设置方案、环境影响、能耗、设备投资等方面与常规冷却塔和蒸发冷凝式冷水机组进行了比较,结果表明,该塔型占地少、投资省、景观效果好、噪声低,更加节能环保。     

不同塔型双塔布置特大型冷却塔山地环境干扰效应研究

为研究塔型因素、复杂山形对双塔布置冷却塔干扰效应的影响规律,以国内在建210m高双塔布置冷却塔为例,基于风洞试验获得了不同塔型冷却塔考虑复杂山形双塔布置冷却塔表面压力分布模式。在此基础上,对比分析了三种塔型冷却塔的平均风压和脉动风压分布规律,探讨了考虑复杂山形和周边建筑干扰时塔型因素对干扰效应的影响,最后针对最不利工况进行了复杂山形和塔群之间的风致干扰机理研究。结果表明塔型因素对冷却塔干扰效应影响显著。本文主要结论可为此类复杂地形下双塔组合冷却塔塔型选取提供科学依据。     

基于配筋量准则的冷却塔结构抗风设计

通过风洞试验、结构有限元分析和结构配筋设计计算,对某八塔组合冷却塔工程进行系统分析,通过内力加权的方法整合荷载模式多样性的影响,提出以内力加权为准则的冷却塔结构安全评定准则。获得了冷却塔结构空间和时间尺度动态配筋及其包络配筋结果,并与现行规范基于单塔配筋结果进行对比。研究表明,风的脉动效应不可忽略,在配筋层面可以看出其影响不只存在于迎风面,对侧风面与背风面也有显著影响。群塔干扰对塔下部的影响大于对上部的影响,在冷却塔的设计中全塔选择统一的群塔干扰系数与风振系数是不合理的。     

双曲线冷却塔空气流场分析及结构优化选型

本文综合研究了冷却塔塔内外空气流场的分布特性 ,为了适应和改善流场 ,提出冷却塔结构设计亟待解决的 8个方面的课题。从结构设计服从于服务于水工工艺出发 ,充分发挥结构选型的优势 ,塔内最大限度地适应并改善、流场 ,消除全部涡漩。使 2种流体 :冷空气和热水雾 (滴 )之间热交换率最高。塔外加肋或调整群塔间距及布置型式减小风荷载体型系数 ,使冷却塔结构设计施工总工程量最省。以上分析可以认定抛物线塔型最好 (风洞模型试验后 ) ,抛物线冷却塔将比双曲线冷却塔冷却效果优越的多     

超大型冷却塔筒壁施工塔吊柔性附着受力影响分析

超大型发电厂的冷却塔施工过程中,塔筒施工是难度最大的部分,塔吊柔性附着技术是其中一个关键技术。不同于以往研究塔吊本身,文章研究了塔吊柔性附着对于冷却塔施工期塔筒整体结构的受力影响,建立了有限元分析模型,分析了附着间距、施工高度、施工荷载等关键因素对施工期塔筒的受力影响,建议了结构加强的位置,并可通过对比分析确定最合理的整体布置方式。     

某燃煤电站间接空冷系统优化

本文根据电厂厂址的水文气象条件以及机组运行方式,对拟新建的燃煤空冷电站的间冷系统进行优化。通过对多个参数(设计背压、总散热面积、凝汽器面积、冷却倍率、冷却塔塔型等)进行计算分析,最终对项目设计提出了建议性结论。     

双曲线冷却塔的施工要点分析

从冷却塔的结构特点出发对冷却塔施工中的关键施工部位、环基大体积混凝土工程、人字柱工程以及筒体工程质量问题和塔筒混凝土外观质量的控制进行了分析,以供广大技术人员参考。     

基于结构可靠性的双曲线冷却塔施工期风荷载取值及应用

针对施工期间的钢筋混凝土双曲线冷却塔塔筒结构,采用"结构可靠度的时段分析方法",以"结构在施工期内的可靠度=设计基准期内的可靠度"为前提,求出塔筒施工期风荷载的标准值,并将其用于实际工程。该成果可为冷却塔(特别是超大型冷却塔)塔筒结构的施工期验算提供依据,对规范作出相应的补充。     

基于分层壳单元模型超大型冷却塔风致倒塌机制与失效准则

历史上超大型冷却塔风毁事件多次发生,国内外现行规范中缺乏超大型冷却塔风致倒塌机制与失效判别准则。以我国西北地区某在建高228 m的冷却塔为背景,建立分层壳单元模型,考虑塔筒的多尺度壁厚及配筋率变化,通过刚体测压风洞试验获取了冷却塔表面风荷载,结合增量动力分析法分析了典型风速下塔筒位移和内力响应,确定临界倒塌风速为83 m/s;基于节点失效前后von Mises应力变化规律提炼了冷却塔倒塌过程中3种内力重分布机制,结合塔筒喉部位移构建了结构变形失效准则。研究表明：采用分层壳单元模型可以有效模拟超大型冷却塔倒塌全过程,中心破坏区域扩散形成裂隙网,直至完全倒塌破坏;塔筒首个单元失效首先引发滑动面机制,随后以转动铰机制和滑移面机制为主进行内力重分布;当结构变形失效指标(喉部迎风面与背风面的相对水平位移与喉部直径之比)不小于1.5%时,超大型冷却塔失效倒塌。     

Collapse mechanism and failure criteria based on layered shell element model for super-large cooling tower under wind action

历史上超大型冷却塔风毁事件多次发生，国内外现行规范中缺乏超大型冷却塔风致倒塌机制与失效判别准则。以我国西北地区某在建高228 m的冷却塔为背景，建立分层壳单元模型，考虑塔筒的多尺度壁厚及配筋率变化，通过刚体测压风洞试验获取了冷却塔表面风荷载，结合增量动力分析法分析了典型风速下塔筒位移和内力响应，确定临界倒塌风速为83 m/s；基于节点失效前后von Mises应力变化规律提炼了冷却塔倒塌过程中3种内力重分布机制，结合塔筒喉部位移构建了结构变形失效准则。研究表明：采用分层壳单元模型可以有效模拟超大型冷却塔倒塌全过程，中心破坏区域扩散形成裂隙网，直至完全倒塌破坏；塔筒首个单元失效首先引发滑动面机制，随后以转动铰机制和滑移面机制为主进行内力重分布；当结构变形失效指标(喉部迎风面与背风面的相对水平位移与喉部直径之比)不小于1.5%时，超大型冷却塔失效倒塌。     

大型湿式冷却塔系统湿量平衡分析与计算

针对燃煤火电厂、钢铁厂等行业大型湿式冷却塔蒸发损失带来的工业余湿量过大使得出塔空气含湿量增大、造成空气环境恶劣等问题,以燃煤火电厂湿式冷却塔系统为例,对出塔空气含湿量的来源进行了分析。根据物质守恒和能量守恒等基本定律,建立了湿量计算的基本模型。计算了出塔空气含湿量的关键组成部分,即不同工况下产生的工业余湿量,并与系统实际运行产生的工业余湿量数据进行了分析比较。结果表明,正常工况下,通过理论分析计算得到的湿式冷却塔系统的湿量与实际运行时的湿量较吻合。所建立的湿式冷却塔系统湿量计算模型既可用于燃煤火电厂冷却塔系统的运行优化,又能减少湿式冷却塔系统蒸发带来的工业余湿量,降低对周围空气质量的影响。     

冷却塔塔筒施工质量控制技术

在对冷却塔塔筒施工质量不同项目检查状况了解的基础上,分析了影响质量问题的主要因素,并从思想工作、技术工作以及组织工作三方面着手确定了质量控制保证体系,保证了塔筒结构的施工质量。     

大型冷却塔风振系数取值探讨

为澄清大型冷却塔等效风荷载设计安全问题,对比了系列气弹模型风洞试验、中国水工规范(GB/T 50102—2014)和欧洲规范(VGB-R610e:2010)的风效应关键参数-风振系数取值情况。按照欧洲规范推导了适用于中国风场环境的冷却塔风振系数计算公式,并对不同高度冷却塔风振性能及影响因素进行分析。相比于中国规范采用依赖场地类别的常数项作为风振系数,欧洲规范风振系数则考虑了冷却塔几何尺寸与动力特性、基本风压大小等多种因素的影响;两国规范风振系数取值与风洞试验结果均有一定的偏差。将众多影响因素归结为气动力参数和结构线型参数,对塔筒壳体的风振系数取值进行分析,最终推荐了一种大型冷却塔风振效应计算方法。     

冷却塔塔群条件下风压影响因子的取值探讨

自然通风冷却塔属高耸的薄壳结构,对风荷载极为敏感,特别是在塔群情况下,风速、风压分布和塔间气流十分复杂。根据几组塔群风洞试验结果,对塔群条件下风压影响因子取值进行探讨,供参考。     

一种新型逆流密闭式冷却塔

以蒸发式冷却设备为基础,提出了一种新型逆流密闭式冷却塔.该塔型增加了循环喷淋水与管内工艺热流体之间的温差,从而提高了冷却性能,减少了盘管面积,降低了总的设计成本.根据该类塔型的特点,提出了相关的热力计算方法.该方法可用于设计计算,也可用于对冷却塔的换热模块的性能进行分析比较.     

自升式折臂塔机的特殊拆除

某单位在冷却塔施工中使用1台郑州机械设计研究所的ZTQ240自升式塔机(折臂塔机)和1台升降机配合进行塔筒的施工。ZTQ240自升式塔机最大起重量8t,最大起升高度142.2m(折臂工况),折臂高度范围3.5～26m。因该塔机的起重臂能够折臂,所以在双曲线冷却塔的施工中,不受塔筒曲线变化的影响。当塔身高度一定时,通过折臂提高塔机的施工高度,满足塔筒向上施工;在施工完成后不因冷却塔的"喉部"半径小     

超大型排烟冷却塔风压分布及双孔道位置优化

为了研究烟塔合一技术中开孔孔洞的形状和相对位置对塔的稳定性和压力分布的影响,以采用这一技术的中国最高、最大的某电厂超大型烟塔合一冷却塔为研究对象,通过风洞试验对比了该塔筒表面开孔的排烟冷却塔和常规无孔冷却塔在开孔处的风压分布和塔筒整体阻力系数,得到了排烟冷却塔在烟道开孔周围塔筒表面的局部风压分布特征;通过改变两孔道间的夹角来考虑两孔道间的相对位置对冷却塔整体受力的影响;对比了开孔冷却塔与未开孔冷却塔的受力性能.结果表明:两孔道相对位置的变化对冷却塔整体阻力系数影响很大;开孔后冷却塔整体阻力系数均大于未开孔时的阻力系数.     

钢结构双曲抛物面冷却塔探索

本文研究了火力发电厂冷却塔采用钢结构这种结构形式的可行性,阐述了钢结构冷却塔的结构方案、各部分参数的确定方法,并将它与同规模钢筋混凝土冷却塔进行了对比。对比分析表明:钢结构冷却塔方案可行,且其构造简单、施工方便、投资降低,不失为冷却塔建设的一种可选方案。