CN102817477A - 冷却塔塔筒混凝土温度预测控制系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷却塔塔筒混凝土温度预测控制系统，包括温度预测模块、温度控制模块、温度监测模块和数据分析调整模块，其中，温度预测模块，用于建立冷却塔塔筒的有限元模型，设定分析参数和混凝土浇筑入仓温度，预测出混凝土内部的温度变化数据；温度控制模块，用于判断预测的混凝土内部的温度变化数据是否符合设计要求；温度监测模块，由多个设于混凝土内部的温度传感器组成，用于监测混凝土内的温度变化，得出冷却塔塔筒混凝土内部的实际温度变化数据；数据分析调整模块，用于判断预测的混凝土内部温度变化数据和冷却塔塔筒混凝土内部的实际温度变化曲线是否相同。本发明还公开了一种冷却塔塔筒混凝土温度预测控制方法。

Description

冷却塔塔筒混凝土温度预测控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及冷却塔控制技术领域，特别是涉及一种冷却塔塔筒混凝土温度预测控制系统及控制方法。
背景技术
冷却塔是发电厂循环水系统的重要建筑物。冷却塔一般采用双曲线型结构，是典型的空间的薄壁壳体结构。对于冷却塔结构，以往的温度场分析主要是对于运行期内外气温不同产生的温度差进行计算。目前随着超大冷却塔的发展，冷却塔塔筒壁厚越来越厚，混凝土的等级也有所提高，有必要研究施工期混凝土水化热所产生的温度场。
在大体积混凝土的工程建设中，大体积混凝土中的裂缝产生，温度因素是一个主要因素甚至是控制性因素，所以研究混凝土的温度应力问题有着重大的意义。而且影响温度问题的因素有很多，例如有混凝土的水化热、弹性模量增长等材料性质因素，也有外界温度变化、结构约束情况等外界影响因素，还涉及到施工浇筑计划、浇筑时入仓温度等实际施工情况的影响。
混凝土温度应力仿真分析综合考虑混凝土结构的施工过程，气温、混凝土徐变、水化热以及混凝土材料的热力学参数等因素，对混凝土结构的施工期进行温度应力模拟，可以了解混凝土结构的开裂可能性，指导采用合理的防裂措施，最大程度地避免混凝土裂缝的发生。目前，尚未有一套能够有效预测冷却塔在浇筑中的温度变化的系统，这也给冷却塔建造的过程中带来了不少难题。
发明内容
基于此，针对上述问题，本发明提出一种冷却塔塔筒混凝土温度预测控制系统及控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种冷却塔塔筒混凝土温度预测控制系统，包括温度预测模块、温度控制模块、温度监测模块和数据分析调整模块，其中：
温度预测模块，用于建立冷却塔塔筒的有限元模型，设定分析参数和混凝土浇筑入仓温度，预测出混凝土内部的温度变化数据；
温度控制模块，用于判断预测的混凝土内部的温度变化数据是否符合设计要求，如果不符合，重新设定混凝土浇筑入仓温度，使预测结果满足设计要求，根据重新设定的混凝土浇筑入仓温度指导混凝土施工，如果符合，指导混凝土施工；
温度监测模块，由多个设于混凝土内部的温度传感器组成，用于监测混凝土内的温度变化，得出冷却塔塔筒混凝土内部的实际温度变化数据；
数据分析调整模块，用于判断预测的混凝土内部温度变化数据和冷却塔塔筒混凝土内部的实际温度变化曲线是否相同，如果不同，则重新设定该层的分析参数，如果相同，则进入下一工序。
在其中一个实施例中，所述温度传感器设于厚度超过1m的冷却塔塔筒混凝土内部的中心。冷却塔塔筒厚度小于1m的情况下，塔筒混凝土的内外温差较小，可以不考虑温度应力。
在其中一个实施例中，冷却塔塔筒由从下至上的多层混凝土浇筑而成，在每一层混凝土内沿冷却塔塔筒的圆周方向均匀设置四个所述温度传感器。冷却塔塔筒为轴对称结构，考虑到太阳照射和风向等因素，沿冷却塔塔筒圆周方向均匀设置四个温度传感器可以描述冷却塔塔筒混凝土温度分布。
在其中一个实施例中，所述温度传感器通过钢筋固定于冷却塔塔筒混凝土内部。目的是保证温度传感器可以稳固地固定于混凝土内部。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种冷却塔塔筒混凝土温度预测控制方法，包括以下步骤：
建立冷却塔塔筒的有限元模型，设定分析参数和混凝土浇筑入仓温度，预测出混凝土内部的温度变化数据；
判断预测的混凝土内部的温度变化数据是否符合设计要求，如果不符合，重新设定混凝土浇筑入仓温度，使预测结果满足设计要求，根据重新设定的混凝土浇筑入仓温度指导混凝土施工，如果符合，指导混凝土施工；
监测混凝土内的温度变化，得出冷却塔塔筒混凝土内部的实际温度变化数据；
判断预测的混凝土内部温度变化数据和冷却塔塔筒混凝土内部的实际温度变化曲线是否相同，如果不同，则重新设定该层的分析参数，如果相同，则进入下一工序。
在其中一个实施例中，还包括以下步骤：设定冷却塔塔筒由从下至上的多层混凝土浇筑而成，在每一层混凝土内设置温度传感器，监测混凝土内的温度变化。通过设定温度传感器监测混凝土内部温度，既有效，又节约成本。
在其中一个实施例中，还包括以下步骤：在厚度超过1m的冷却塔塔筒混凝土内部中心设置温度传感器。冷却塔塔筒厚度小于1m的情况下，塔筒混凝土的内外温差较小，可以不考虑温度应力。
在其中一个实施例中，还包括以下步骤：在每一层混凝土内沿冷却塔塔筒的圆周方向均匀设置四个温度传感器。冷却塔塔筒为轴对称结构，考虑到太阳照射和风向等因素，沿冷却塔塔筒圆周方向均匀设置四个温度传感器可以描述冷却塔塔筒混凝土温度分布。
在其中一个实施例中，还包括以下步骤：将温度传感器通过钢筋固定于冷却塔塔筒混凝土内部。目的是保证温度传感器可以稳固地固定于混凝土内部。
本发明的有益效果是：利用塔筒混凝土温度预测、混凝土浇筑入仓温度控制、塔筒混凝土温度监测、分析数据调整的一系列措施，可以全过程的监测冷却塔塔筒混凝土温度变化，指导混凝土浇筑中的入仓温度控制，避免塔筒混凝土产生较大的初始温度应力，从而提高冷却塔的结构承载力和耐久性。
附图说明
图1是本发明实施例所述温度预测控制系统的原理方框图；
图2是本发明实施例所述的温度预测控制方法的流程图；
附图标记说明：
10-温度预测模块，20-温度控制模块，30-温度监测模块，40-数据分析调整模块。
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：
如图1所示，一种冷却塔塔筒混凝土温度预测控制系统，包括温度预测模块10、温度控制模块20、温度监测模块30和数据分析调整模块40，其中：
温度预测模块10，用于建立冷却塔塔筒的有限元模型，设定分析参数和混凝土浇筑入仓温度，预测出混凝土内部的温度变化数据；
温度控制模块20，用于判断预测的混凝土内部的温度变化数据是否符合设计要求，如果不符合，重新设定混凝土浇筑入仓温度，使预测结果满足设计要求，根据重新设定的混凝土浇筑入仓温度指导混凝土施工，如果符合，指导混凝土施工；
温度监测模块30，由多个设于混凝土内部的温度传感器组成，用于监测混凝土内的温度变化，得出冷却塔塔筒混凝土内部的实际温度变化数据；
数据分析调整模块40，用于判断预测的混凝土内部温度变化数据和冷却塔塔筒混凝土内部的实际温度变化曲线是否相同，如果不同，则重新设定该层的分析参数，如果相同，则进入下一工序。
本实施例中，所述温度传感器设于厚度超过1m的冷却塔塔筒混凝土内部的中心。冷却塔塔筒厚度小于1m的情况下，塔筒混凝土的内外温差较小，可以不考虑温度应力。
本实施例中，冷却塔塔筒由从下至上的多层混凝土浇筑而成，在每一层混凝土内沿冷却塔塔筒的圆周方向均匀设置四个所述温度传感器。冷却塔塔筒为轴对称结构，考虑到太阳照射和风向等因素，沿冷却塔塔筒圆周方向均匀设置四个温度传感器可以描述冷却塔塔筒混凝土温度分布。
本实施例中，所述温度传感器通过钢筋固定于冷却塔塔筒混凝土内部。目的是保证温度传感器可以稳固地固定于混凝土内部。
如图2所示，一种冷却塔塔筒混凝土温度预测控制方法，包括以下步骤：
步骤S101，开始；
步骤S102，建立冷却塔塔筒的有限元模型；
步骤S103，设定分析参数；
步骤S104，设定混凝土浇筑入仓温度；
步骤S105，预测出混凝土内部的温度变化数据；
步骤S106，判断预测的混凝土内部的温度变化数据是否符合设计要求，如果不符合，进入步骤S103，重新设定混凝土浇筑入仓温度，使预测结果满足设计要求，如果符合，进入步骤S106,指导混凝土施工；
步骤S107，指导混凝土施工；
步骤S108,监测混凝土内的温度变化，得出冷却塔塔筒混凝土内部的实际温度变化数据；
本步骤中，还包括以下步骤：设定冷却塔塔筒由从下至上的多层混凝土浇筑而成，在每一层混凝土内设置温度传感器，监测混凝土内的温度变化。通过设定温度传感器监测混凝土内部温度，既有效，又节约成本。
本步骤中，还包括以下步骤：在厚度超过1m的冷却塔塔筒混凝土内部中心设置温度传感器。冷却塔塔筒厚度小于1m的情况下，塔筒混凝土的内外温差较小，可以不考虑温度应力。
本步骤中，还包括以下步骤：在每一层混凝土内沿冷却塔塔筒的圆周方向均匀设置四个温度传感器。冷却塔塔筒为轴对称结构，考虑到太阳照射和风向等因素，沿冷却塔塔筒圆周方向均匀设置四个温度传感器可以描述冷却塔塔筒混凝土温度分布。
本步骤中，还包括以下步骤：将温度传感器通过钢筋固定于冷却塔塔筒混凝土内部。目的是保证温度传感器可以稳固地固定于混凝土内部。
步骤S109，进行对比分析，判断预测的混凝土内部温度变化数据和冷却塔塔筒混凝土内部的实际温度变化曲线是否相同，如果不同，则进入步骤S 103，重新设定该层的分析参数；
步骤S110，如果相同，则进入下一工序。
本发明利用塔筒混凝土温度预测、混凝土浇筑入仓温度控制、塔筒混凝土温度监测、分析数据调整的一系列措施，可以全过程的监测冷却塔塔筒混凝土温度变化，指导混凝土浇筑中的入仓温度控制，避免塔筒混凝土产生较大的初始温度应力，从而提高冷却塔的结构承载力和耐久性。
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 (9)

1.一种冷却塔塔筒混凝土温度预测控制系统，其特征在于，包括温度预测模块、温度控制模块、温度监测模块和数据分析调整模块，其中：
温度预测模块，用于建立冷却塔塔筒的有限元模型，设定分析参数和混凝土浇筑入仓温度，预测出混凝土内部的温度变化数据；
温度控制模块，用于判断预测的混凝土内部的温度变化数据是否符合设计要求，如果不符合，重新设定混凝土浇筑入仓温度，使预测结果满足设计要求，根据重新设定的混凝土浇筑入仓温度指导混凝土施工，如果符合，指导混凝土施工；
温度监测模块，由多个设于混凝土内部的温度传感器组成，用于监测混凝土内的温度变化，得出冷却塔塔筒混凝土内部的实际温度变化数据；
数据分析调整模块，用于判断预测的混凝土内部温度变化数据和冷却塔塔筒混凝土内部的实际温度变化曲线是否相同，如果不同，则重新设定该层的分析参数，如果相同，则进入下一工序。
2.根据权利要求1所述的冷却塔塔筒混凝土温度预测控制系统，其特征在于，所述温度传感器设于厚度超过1m的冷却塔塔筒混凝土内部的中心。
3.根据权利要求1或2所述的混凝乳结构冷却塔的温度预测控制系统，其特征在于，冷却塔塔筒由从下至上的多层混凝土浇筑而成，在每一层混凝土内沿冷却塔塔筒的圆周方向均匀设置四个所述温度传感器。
4.根据权利要求3所述的混凝乳结构冷却塔的温度预测控制系统，其特征在于，所述温度传感器通过钢筋固定于冷却塔塔筒混凝土内部。
5.一种冷却塔塔筒混凝土温度预测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立冷却塔塔筒的有限元模型，设定分析参数和混凝土浇筑入仓温度，预测出混凝土内部的温度变化数据；
判断预测的混凝土内部的温度变化数据是否符合设计要求，如果不符合，重新设定混凝土浇筑入仓温度，使预测结果满足设计要求，根据重新设定的混凝土浇筑入仓温度指导混凝土施工，如果符合，指导混凝土施工；
监测混凝土内的温度变化，得出冷却塔塔筒混凝土内部的实际温度变化数据；
判断预测的混凝土内部温度变化数据和冷却塔塔筒混凝土内部的实际温度变化曲线是否相同，如果不同，则重新设定该层的分析参数，如果相同，则进入下一工序。
6.根据权利要求5所述的冷却塔塔筒混凝土温度预测控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
设定冷却塔塔筒由从下至上的多层混凝土浇筑而成，在每一层混凝土内设置温度传感器，监测混凝土内的温度变化。
7.根据权利要求6所述的冷却塔塔筒混凝土温度预测控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在厚度超过1m的冷却塔塔筒混凝土内部中心设置温度传感器。
8.根据权利要求7所述的冷却塔塔筒混凝土温度预测控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在每一层混凝土内沿冷却塔塔筒的圆周方向均匀设置四个温度传感器。
9.根据权利要求8所述的混凝乳结构冷却塔的温度预测控制系统，其特征在于，还包括以下步骤：
将温度传感器通过钢筋固定于冷却塔塔筒混凝土内部。
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