大容量机组空冷系统抗震性能化设计研究

大容量机组空冷系统属电站生命线工程的重要组成部分,结构与设备的安全性直接影响电厂的正常生产。为了有效控制不同水准强度地震作用下结构及关键设备的破坏程度,在综合考虑结构及内部关键设备破坏造成的社会影响和经济损失等因素后,提出大容量机组空冷系统抗震性能化设计方法,明确相应的抗震性能目标和性能水准。空冷系统抗震性能化设计中通过合理的抗震构造措施,确保不同性能目标下结构的承载能力及延性需求,解决以生命安全为抗震设防唯一目标的单一抗震设防标准不够全面的设计弊端,从而减小震后经济损失。     

1000MW超超临界机组空冷支架结构设计选型研究

目前,300,600MW直接空冷机组基本采用空间钢桁架-钢筋混凝土管柱结构形式,结构的抗侧移刚度低、抗震防线单一。而1000MW空冷机组平台高度更高,设备荷载更重及结构破坏造成的危害更大,传统结构形式已不适合高烈度区1000MW机组。为了解决传统结构抗震设计弊端,提出高烈度地区1000MW机组采用空间钢桁架＋斜撑-钢筋混凝土管柱结构形式,并通过模型试验对其抗震性能进行验证。研究结果表明,空间钢桁架-斜撑-钢筋混凝土管柱结构受力合理、抗震性能良好,能更好地运用于大容量机组中,为高烈度区1000MW机组结构选型提供参考。     

考虑设备使用安全性的空冷支架结构体系基于位移的抗震设计方法研究

现有的空冷支架结构抗震设计方法没有明确考虑设备在地震中的使用安全性,不符合投资效益准则。通过空冷支架结构的抗震性能试验研究,给出适合该类结构-设备耦合体系在地震作用下的性能水平,提出考虑设备使用安全性的空冷支架结构抗震性能目标量化值,并建立一种适用于该类结构体系的基于位移的抗震设计方法和步骤。最后,以某1 000 MW空冷支架结构为例进行基于位移的抗震设计,并采用非线性动力时程分析对提出的基于位移的设计方法进行验证。结果表明,提出的基于位移的抗震设计方法较为合理。     

空冷支架结构基于内容物的性能设计方法研究

空冷支架结构体系是电厂结构的重要组成部分,结构及设备的安全性直接关系到发供电的正常运行。本文针对空冷支架结构及内部设备的特点,进行了基于结构内容物的性能设计方法研究,提出了结构的抗震性能目标、性能水准及实施性能设计的方法。其性能水准确定兼顾了结构及内容物的抗震性能水准,并划分为五个水平,采用结构层间位移角限值予以量化。给出的相关设计指标,可以有效地保证不同强度地震作用下结构及设备的安全。并通过算例说明基于结构内容物性能的抗震设计方法的实施步骤。     

空冷支架清水混凝土柱施工技术

山西阳高晋能热电厂技改工程空冷支架位于主厂房A列外场地，由12根圆环形钢筋混凝土柱及两个钢结构楼梯组成。柱基础采用独立承台结构，每个承台下设25根JZHB—240—1312C型预制混凝土方桩。圆环柱外径为3200mm，内径为2500mm，壁厚为350mm，顶标高为20．700m。模板选用3m高定型钢模板，每个圆柱用4块1／4圆弧形钢模板组成。混凝土柱模板的施工初期，混凝土施工工艺在外观上存在一定的缺陷，特别是柱底部500mm范围内，出现了鱼鳞状水纹，模板接缝处有局部漏浆、错台，表面气泡较多。为消除上述缺陷，项目部组织有关人员召开专题研讨会，同时就模板拼装、模板隔离剂、水泥以及外加剂的选用做了大量的试验，取得了较为理想的效果。具体分析及处理方法如下。     

空冷凝汽器支架结构管柱抗震性能研究

对应用于空间钢桁架空冷凝汽器支架结构的大尺寸、小壁径比钢筋混凝土管柱的抗震性能进行了试验及数值模拟.制作了四个缩尺比为1/8的钢筋混凝土管柱试件,并进行了拟静力试验,得出了各试件的滞回曲线、骨架曲线等.利用OpenSecs对钢筋混凝土管柱进行了低周反复加载条件下的非线性分析.结果显示,计算所得的滞回曲线、骨架曲线与试验所得的曲线大体吻合,这表明通过OpenSees所建立的空心管柱有限元模型能够比较好地模拟这种大尺寸、小壁径比钢筋混凝土管柱的受力以及耗能性能.     

火电厂直接空冷结构体系抗震计算分析

火力发电厂直接空冷结构体系是随着空冷工艺出现而形成的新型工业建筑,结构组成及其受力性能复杂,其抗震计算分析是结构设计的关键问题。建立了直接空冷结构体系有限元计算模型,通过模态计算分析了结构的动力特性。按照抗震规范要求进行了单向地震作用反应谱分析和双向地震作用结构响应计算,并采用时程分析计算了结构的地震内力和变形。进行了非线性时程分析,分析了结构的破坏过程和破坏模式。抗震计算分析表明,直接空冷结构体系扭转效应突出,大震作用下易形成柱铰破坏机制。     

三跨空冷支架结构挡风墙阵风系数风洞试验研究

空冷支架结构体型独特,空冷平台以上有较高的挡风墙,性质属于围护结构,但又与结构一起随风振动,与规范上所说的围护结构不同,因此不能直接采用规范给出的阵风系数,抗风计算时仅参考国外一些参数,是否准确无法验证。通过1/150三跨刚性模型风洞试验,考虑风向角、周围建筑物、风机是否转动等因素,得到三跨空冷支架结构挡风墙在不同工况下的阵风系数,并对其分布规律进行分析,提出设计建议。得到的各种参数不仅为空冷支架结构体系的抗风设计提供了依据,而且为我国行业规程关于空冷凝汽器支架结构体系风参数相关条文的进一步修订和完善提供了基础研究资料。     

1000MW空冷支架结构动力特性分析

为了了解和掌握空冷支架结构体系的动力特性,分别建立1000MW传统体系的常用布置形式(无悬挑、两边悬挑、三边悬挑、四边悬挑)和带斜撑新体系四边悬挑模型并对其进行分析,分析结果显示空冷支架结构扭转效应明显.对比两种体系分析结果可得,带斜撑新体系有效的提高了结构刚度.     

空冷支架结构体系数值风洞模拟研究

本文采用Fluent软件,对某大型火力发电厂空冷支架结构体系的风荷载进行了数值模拟.选用可实现的k-ε湍流模型,考虑风向角、周边建筑物等因素对挡风墙上风荷载的影响,得到了各分块区域的体型系数,并将数值模拟结果与风洞试验结果进行了对比,两者基本保持一致,从而验证了CFD数值模拟技术的可行性,其结果可为结构设计提供参考.     

1000MW空冷竖向混合结构平扭耦联地震反应分析

直接空冷支架结构是火电厂的重要组成部分,结构的安全性直接关系到电厂的正常运行。传统300,600MW机组空冷支架结构采用典型的钢桁架-钢筋混凝土管柱竖向混合布置形式,结构刚度、质量沿竖向分布极不均匀。1000 MW空冷机组与300,600 MW空冷机组相比,从工艺布置到设备支撑结构都发生了质的变化,震后结构破坏造成危害更大。针对1000 MW机组空冷支架结构扭转效应明显的特点,考虑地震动扭转分量的平扭耦联地震动反应分析,研究多维地震作用下结构的动力响应。研究结果表明,平扭耦联地震作用对该类竖向混合结构的不利影响应予重视。     

空冷支架结构管柱体型系数与群柱效应研究

空冷支架结构下部为大直径群柱,上部为钢桁架平台,结构抗风设计时许多参数还不清楚。为掌握该类结构风压分布规律,对1∶150的刚性模型,进行风洞试验研究。同时利用FLUENT6.1流体软件对结构管柱所处风场进行数值模拟,获取不同工况下管柱的整体体形系数。详细介绍风洞试验结果与管柱表面风压试验数据处理方法,将试验结果与数值模拟结果进行对比,验证了CFD数值模拟技术的可行性。     

空冷支架结构挡风墙风压分布试验研究

空冷凝汽器支架结构是一种新型的工业建筑,该类结构抗风设计时有许多参数不很清楚,而我国现行荷载规范给定的风参数不能直接采用。结合空冷支架结构的特点,制作了1∶150的刚性模型,进行了风洞试验研究。详细介绍了空冷支架结构上部挡风墙表面平均风压的风洞试验结果及风洞试验数据处理方法,探讨了挡风墙风压分布规律的几个重要影响因素,所得结论对该类结构抗风设计有重要的指导意义。     

空冷支架结构冷凝器表面风载体型系数研究

空冷支架结构属电厂新型结构体系,结构体形相对复杂,下部为大直径混凝土管柱群,上部为设置挡风墙的空间平台,平台支撑着冷却设备。目前,仅DL 5022—2012《火力发电厂土建结构设计技术规程》给出了挡风墙的体型系数,其他部位风参数取值国家规范尚未涉及。由于平台上部A型布置的冷凝器属多孔透气构造,其表面风载体型系数取值无参考可言,抗风设计时有的风参数取值甚至不合理。通过刚性模型风洞试验及数值模拟,研究了冷凝器表面风压分布规律,获取了不同工况下冷凝器表面的风载体型系数,为空冷支架结构抗风设计提供基础资料。     

隔震支座对空冷支架结构地震响应影响的研究

空冷凝汽器支架结构是一类特殊的工业建筑。主要针对该类建筑的结构形式,采用隔震技术,即在每个管柱的下方设置铅芯橡胶隔震支座,采用SAP 2000分析软件对原结构和隔震结构的地震响应进行比较分析。结果表明,隔震支座改善了结构的抗震性能,隔震技术对于这种结构体系具有很好的实际应用前景。     

1000MW热电厂主厂房钢骨混凝土柱-剪力墙结构抗震性能研究

受工艺的限制,火电厂主厂房结构布置复杂、空间整体性差。传统钢筋混凝土框排架主厂房的薄弱部位多,安全储备低,在高烈度区的运用受到限制。提出高烈度区大容量机组主厂房采用SRC柱-剪力墙混合结构,以提高结构的抗震性能,并降低工程造价。通过1 000 MW机组SRC柱-剪力墙主厂房模型结构抗震性能试验,研究了结构的变形特点、刚度退化规律、破坏模式和耗能能力等。研究结果表明,SRC柱-剪力墙主厂房混合结构承载能力高、抗震性能良好,剪力墙延缓了框排架子结构的开裂和破坏,能更好的运用于高烈度区大容量机组中。