CN102735073B - 自然通风冷却塔水平刚性环优化布置方法 - Google Patents
自然通风冷却塔水平刚性环优化布置方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102735073B CN102735073B CN201210243920.7A CN201210243920A CN102735073B CN 102735073 B CN102735073 B CN 102735073B CN 201210243920 A CN201210243920 A CN 201210243920A CN 102735073 B CN102735073 B CN 102735073B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cooling tower
- horizontal stiffness
- stiffness ring
- ring
- horizontal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
Abstract
本发明公开了一种自然通风冷却塔水平刚性环优化布置方法，包括以下步骤：输入冷却塔的风荷载基本信息，得出风荷载沿冷却塔的高度和水平方向上的分布情况；对输入的冷却塔的风载荷基本信息进行多次迭代分析，得出合理的水平刚性环的优化布置；根据确定的布置进行刚性环高、宽尺寸的优化设计，即可得出最优化的水平加强环的布置及设计方案。本发明针对已定的冷却塔结构，通过优化布置冷却塔水平刚性环的位置、数量以及尺寸，可进一步获得最大的冷却塔稳定系数，也能进一步降低冷却塔的壁厚，节省整体投资。
Description
技术领域
本发明涉及冷却塔的制造技术领域，特别是设计一种自然通风冷却塔水平刚性环优化布置方法。
背景技术
现有的自然通风冷却塔由塔筒和淋水装置两部分组成。其中塔筒由钢筋混凝土的双曲线回转薄壳通风筒、斜支柱和含贮水池壁的基础组成。为了降低冷却塔的投入成本，设计人员将冷却塔做的越来越高、壳体做得越来越薄，这样就将大大降低冷却塔的稳定性。为了增加冷却塔的稳定性并且又降低冷却塔的投入成本，西德等国家提出了使用附加水平刚性环来获取最大屈曲系数。目前，国内外设计的自然通风冷却塔均采用这种方法，统一在冷却塔壳体顶部位置处设置一层水平刚性环。然而，要利用好此方法，尚存在很多技术难点未攻克。
本发明要解决的技术问题，就是针对已定的冷却塔结构，如何通过优化布置冷却塔水平刚性环的位置、数量以及尺寸，以获得最大的冷却塔稳定系数，从而进一步降低冷却塔的壁厚，节省整体投资。
发明内容
基于此，针对“已定的冷却塔结构，如何通过优化布置冷却塔水平刚性环的位置、数量以及尺寸，以获得最大的冷却塔稳定系数，从而进一步降低冷却塔的壁厚，节省整体投资”的问题，本发明提出一种自然通风冷却塔水平刚性环优化布置方法。
本发明的技术方案是：一种自然通风冷却塔水平刚性环优化布置方法，包括以下步骤：
输入冷却塔的风荷载基本信息，得出风荷载沿冷却塔的高度和水平方向上的分布情况；
对输入的冷却塔的风载荷基本信息进行多次迭代分析，得出合理的水平刚性环的优化布置；
根据确定的布置进行刚性环高、宽尺寸的优化设计，即可得出最优化的水平加强环的布置及设计方案。
在其中一个实施例中，“对输入的冷却塔的风载荷基本信息进行多次迭代分析，得出合理的水平刚性环的优化布置”包括以下步骤：
a）根据冷却塔风载荷基本信息建立不考虑水平刚性环的冷却塔有限元模型；
b）对冷却塔风载荷基本信息进行整体屈曲分析，得到一阶模态，确定最大位移高度；
c）根据确定的最大位移高度，设置水平刚性环，并建立有限元模型；
d）对步骤c建立的模型，进行整体屈曲分析，得到一阶模态，确定最大位移高度；
e）对步骤d确定的最大位移高度，设置水平刚性环，并建立有限元模型；
f)重复步骤b—步骤e，确定第3、4、5道水平刚性环位置；
g）得出并绘制冷却塔屈曲系数随水平刚性环数量变化的曲线，确定刚性环的数量。
在其中一个实施例中，“根据确定的布置进行刚性环高、宽尺寸的优化设计，即可得出最优化的水平加强环的布置及设计方案”包括以下步骤：
根据确定的刚性环位置及数量，得到随着厚度增加的曲系数变化曲线，确定最优的刚性环厚度；
根据确定的刚性环位置、数量和确定的最优的刚性环厚度，得到随着刚性环宽度增加的屈曲系数变化曲线，确定最优的刚性环宽度。
本发明的有益效果是：针对已定的冷却塔结构，通过优化布置冷却塔水平刚性环的位置、数量以及尺寸，可进一步获得最大的冷却塔稳定系数，也能进一步降低冷却塔的壁厚，节省整体投资。
附图说明
图1为本发明应用实例中屈曲安全因子随刚性环厚度的变化曲线；
图2为本发明应用实例中屈曲安全因子随刚性环宽度的变化曲线；
图3为本发明应用实例中屈曲安全因子随高度的变化曲线；
图4为本发明应用实例中屈曲安全因子随塔高的变化曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例：
一种自然通风冷却塔水平刚性环优化布置方法，包括以下步骤：
步骤一，输入冷却塔的风荷载基本信息，得出风荷载沿冷却塔的高度和水平方向上的分布情况。
根据冷却塔的风荷载基本信息输入，可以确定风荷载沿高度的变化系数、风振系数、风荷载沿水平环向的风压分布系数、周边结构的干扰系数以及考虑脉动风荷载的等效动态放大系数。
步骤二，对输入的冷却塔的风载荷基本信息进行多次迭代分析，得出合理的水平刚性环的优化布置。本步骤的详细步骤如下：
a）根据冷却塔风载荷基本信息建立不考虑水平刚性环的冷却塔有限元模型；
b）对冷却塔风载荷基本信息进行整体屈曲分析，得到一阶模态，确定最大位移高度；
c）根据确定的最大位移高度，设置水平刚性环，并建立有限元模型；
d）对步骤c建立的模型，进行整体屈曲分析，得到一阶模态，确定最大位移高度；
e）对步骤d确定的最大位移高度，设置水平刚性环，并建立有限元模型；
f)重复步骤b—步骤e，确定第3、4、5道水平刚性环位置；
g）得出并绘制冷却塔屈曲系数随水平刚性环数量变化的曲线，确定刚性环的数量。
在上述具体步骤中，针对未考虑水平刚性环的冷却塔有限元模型进行首次屈曲模态分析，得到一阶屈曲模态，并在反应位移最大的位置增加一道刚性环；针对考虑一道刚性环的冷却塔进行屈曲分析，得到一阶屈曲模态，并在反应位移最大的位置在增加一道刚性环；第三、四、五道水平加强环设置方法类似，然后得到屈曲系数随加强环数量的变化曲线，最终根据增量合理的设置加强环数量，根据研究结果一般3道以后增加效果就不再明显。
步骤三，根据确定的布置进行刚性环高、宽尺寸的优化设计，得出最优化的水平加强环的布置及设计方案。本步骤的详细步骤如下：
根据确定的刚性环位置及数量，得到随着厚度增加的曲系数变化曲线，确定最优的刚性环厚度；
根据确定的刚性环位置、数量和确定的最优的刚性环厚度，得到随着刚性环宽度增加的屈曲系数变化曲线，确定最优的刚性环宽度。
在上述详细步骤中，根据步骤二确定的刚性环位置及数量，进行刚性环宽度不变、厚度变化的分析，可以得到随着厚度增加屈曲系数变化曲线，确定那个最优的刚性环厚度。根据研究，刚性环厚度达到0.4m左右时，屈曲系数基本不变化。根据步骤二确定的刚性环位置及数量，以及确定的最优的刚性环厚度，进行宽度变化分析，可以得到随着刚性环宽度增加屈曲系数变化曲线，确定最优的刚性环宽度。根据研究，刚性环宽度达到1.2m左右，屈曲系数基本不再随刚性环宽度的增加而增加。
在具体应用的实例中，例如，一个215m高，淋水面积21200m2，进行风口高度也达到了15.10m，采用人字柱共60对，喉部直径99.50，喉部高度158.00m的超大型冷却塔。采用本发明所述的方法进行冷却塔水平刚性环的优化布置。详细过程如下：
参见图3，选取了7个高度，215,191,156,135,100,40进行分析。
参见图4，刚性环位于60m—100m高度范围内，这与整体屈曲分析中一阶振型位置接近，进一步验证了设置位置的正确性。在施加了第一道刚性环的基础上进行分析的结果显示，屈曲因此基本都提高了2—4左右，并且第二道刚性环位置基本也位于第一道刚性环增加后的模型通过屈曲分析得到的一阶振型最大的位置，此位置约为65m。依次类推分析，第三到刚性环增加在55m左右，屈曲因子最大为32.3，相对前一个模型基本没有改变，因此，第四道刚性环不再增加。
参见图1，将宽度保持不变，分析不同厚度，即：0mm，200mm，300mm，400mm，500mm，600mm，700mm，800mm，900mm，1000mm，1100mm，随着刚性环的厚度的增加，屈曲因子在不断增加，但当刚性环厚度达到0.4m时，冷却塔的屈曲因子基本不再随刚性环厚度的增加而增加。
参见图2，将刚性环的厚度锁定在0.4m，而刚性环的宽度不同，分别为，0mm，500mm，850mm，1000mm，1200mm，1500mm，1800mm，随着刚性环的宽度的增加，屈曲因子在不断增加，但当刚性环宽度达到1.2m时，大塔的屈曲因子基本不再随刚性环宽度的增加而增加。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种自然通风冷却塔水平刚性环优化布置方法，其特征在于，包括以下步骤：
输入冷却塔的风荷载基本信息，得出风荷载沿冷却塔的高度和水平方向上的分布情况；
对输入的冷却塔的风载荷基本信息进行多次迭代分析，得出合理的水平刚性环的优化布置；
根据确定的布置进行水平刚性环高、宽尺寸的优化设计，即可得出最优化的水平刚性环的布置及设计方案；
其中，上述“对输入的冷却塔的风载荷基本信息进行多次迭代分析，得出合理的水平刚性环的优化布置”包括以下步骤：
a)根据冷却塔风载荷基本信息建立不考虑水平刚性环的冷却塔有限元模型；
b)对冷却塔风载荷基本信息进行整体屈曲分析，得到一阶模态，确定最大位移高度；
c)根据确定的最大位移高度，设置水平刚性环，并建立有限元模型；
d)对步骤c建立的模型，进行整体屈曲分析，得到一阶模态，确定最大位移高度；
e)对步骤d确定的最大位移高度，设置第2道水平刚性环，并建立有限元模型；
f)重复步骤b-步骤e，确定第3、4、5道水平刚性环位置；
g)得出并绘制冷却塔屈曲系数随水平刚性环数量变化的曲线，确定水平刚性环的数量。
2.根据权利要求1的自然通风冷却塔水平刚性环优化布置方法，其特征在于，“根据确定的布置进行水平刚性环高、宽尺寸的优化设计，即可得出最优化的水平刚性环的布置及设计方案”包括以下步骤：
根据确定的水平刚性环位置及数量，得到随着厚度增加的屈曲系数变化曲线，确定最优的水平刚性环厚度；
根据确定的水平刚性环位置、数量和确定的最优的水平刚性环厚度，得到随着水平刚性环宽度增加的屈曲系数变化曲线，确定最优的水平刚性环宽度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210243920.7A CN102735073B (zh) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | 自然通风冷却塔水平刚性环优化布置方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210243920.7A CN102735073B (zh) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | 自然通风冷却塔水平刚性环优化布置方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102735073A CN102735073A (zh) | 2012-10-17 |
| CN102735073B true CN102735073B (zh) | 2014-09-10 |
Family
ID=46991026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210243920.7A Active CN102735073B (zh) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | 自然通风冷却塔水平刚性环优化布置方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102735073B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106156443A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-11-23 | 南京航空航天大学 | 一种在冷却塔上布设加劲环和子午肋的方法及装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105320069B (zh) * | 2015-09-29 | 2017-12-29 | 北京首钢国际工程技术有限公司 | 一种干式煤气柜设计制造的控制方法 |
| CN106227951A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-12-14 | 南京航空航天大学 | 适用于超规范特大型冷却塔的二维风振系数计算方法 |
| CN109033704B (zh) * | 2018-08-24 | 2023-04-28 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种塌陷区铁塔塔腿不均匀沉降处治方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2712109A1 (de) * | 1977-03-19 | 1978-09-28 | Zsi Ingenieursozietaet Fuer Ba | Verfahren zum herstellen von naturzug-kuehltuermen und naturzug-kuehlturm |
| DE2756390A1 (de) * | 1977-12-17 | 1979-06-21 | Holzmann Philipp Ag | Verfahren und kletterruestung zum herstellen von horizontalen versteifungsringen an kuehlturmschalen aus stahlbeton |
| CN1212359A (zh) * | 1998-04-29 | 1999-03-31 | 北京大学 | 干式冷却塔控风设计方案 |
| CN2689154Y (zh) * | 2004-04-08 | 2005-03-30 | 轻工业塑料加工应用研究所 | 高效轻型全塑双曲线自然通风冷却塔 |
| CN102505880A (zh) * | 2011-10-27 | 2012-06-20 | 中国电力工程顾问集团西北电力设计院 | 一种电厂用大型双曲线型钢结构冷却塔 |
-
2012
- 2012-07-13 CN CN201210243920.7A patent/CN102735073B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2712109A1 (de) * | 1977-03-19 | 1978-09-28 | Zsi Ingenieursozietaet Fuer Ba | Verfahren zum herstellen von naturzug-kuehltuermen und naturzug-kuehlturm |
| DE2756390A1 (de) * | 1977-12-17 | 1979-06-21 | Holzmann Philipp Ag | Verfahren und kletterruestung zum herstellen von horizontalen versteifungsringen an kuehlturmschalen aus stahlbeton |
| CN1212359A (zh) * | 1998-04-29 | 1999-03-31 | 北京大学 | 干式冷却塔控风设计方案 |
| CN2689154Y (zh) * | 2004-04-08 | 2005-03-30 | 轻工业塑料加工应用研究所 | 高效轻型全塑双曲线自然通风冷却塔 |
| CN102505880A (zh) * | 2011-10-27 | 2012-06-20 | 中国电力工程顾问集团西北电力设计院 | 一种电厂用大型双曲线型钢结构冷却塔 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 尹麟等.钢结构双曲抛物面冷却塔探索.《特种结构》.2005,(第02期), |
| 钢结构双曲抛物面冷却塔探索;尹麟等;《特种结构》;20050630(第02期);第41-43页 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106156443A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-11-23 | 南京航空航天大学 | 一种在冷却塔上布设加劲环和子午肋的方法及装置 |
| CN106156443B (zh) * | 2016-07-26 | 2019-02-19 | 南京航空航天大学 | 一种在冷却塔上布设加劲环和子午肋的方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102735073A (zh) | 2012-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102735073B (zh) | 自然通风冷却塔水平刚性环优化布置方法 | |
| CN107237321B (zh) | 径向小高度加翼大直径钢管桩及其水平承载力计算方法 | |
| CN203278093U (zh) | 一种架空线路迁改施工用高压电力线路跨越架 | |
| CN201437729U (zh) | 综合管沟十字型交叉口 | |
| CN202483209U (zh) | 自通风空调机房和通信管塔一体化节电装置 | |
| CN102312465B (zh) | 一种核电站短半径短间距进水隧道泵房 | |
| CN204702246U (zh) | 粮仓入粮布料器 | |
| CN106156443B (zh) | 一种在冷却塔上布设加劲环和子午肋的方法及装置 | |
| CN201635470U (zh) | 钢结构通讯塔 | |
| CN207847856U (zh) | 聚风发电用堆叠式塔架系统 | |
| CN204165418U (zh) | 一种用于复合型凝汽器的排汽管道 | |
| CN103557718B (zh) | 带有配风孔板的湿式冷却塔 | |
| CN203412351U (zh) | F形窄基三角钢管塔 | |
| CN206752491U (zh) | 一种储热系统地基散热装置 | |
| CN203278108U (zh) | 电力电缆敷设器 | |
| CN206091446U (zh) | 一种提高停车效率的车库 | |
| CN202734597U (zh) | 冷却塔塔群布置形式 | |
| CN107939613A (zh) | 聚风发电用堆叠式塔架系统 | |
| CN206328862U (zh) | 一种土工泡沫内部管线安装结构 | |
| CN206498719U (zh) | 一种可连接式储水花箱 | |
| CN206194938U (zh) | 一种景观塔 | |
| CN205654139U (zh) | 一体化机房铁塔 | |
| CN205399459U (zh) | 一种结构稳固的房屋地基 | |
| CN201915338U (zh) | 防风固沙网 | |
| CN203420707U (zh) | 一种矿山机械支撑平台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: CHINA ENERGY ENGINEERING GROUP GUANGDONG ELECTRIC Free format text: FORMER NAME: CHINA ENERGY ENGINEERING GROUP GUANGDONG ELECTRIC POWER DESIGN INSTITUTE |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 510663 Luogang District, Guangdong, Guangzhou Science City Fung Road, No. 1, No. Patentee after: Company limited of China Energy Engineering Group Guangdong Electric Power Design Institute Address before: 510663 Luogang District, Guangdong, Guangzhou Science City Fung Road, No. 1, No. Patentee before: Guangdong Electric Power Design Institute of CEEC |