RU162255U1

RU162255U1 - TOWER COOL

Info

Publication number: RU162255U1
Application number: RU2015152960/03U
Authority: RU
Inventors: Максим Андреевич Фадеев; Андрей Иванович Фадеев; Дмитрий Леонидович Мосягин; Андрей Вячеславович Борин
Original assignee: Максим Андреевич Фадеев
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2016-06-10

Abstract

Башенная градирня, содержащая металлический несущий каркас, выполненный в виде однопоясной сетчатой оболочки с треугольной или шестиугольной ячейкой, состоящей из прямолинейных наклонных и кольцевых стержневых элементов, соединенных между собой с помощью болтов или монтажной сварки, и прикрепленную к нему обшивку вытяжной башни, причем кольцевые элементы выполнены в виде плоских ферм, делящих сетчатую оболочку по высоте на ярусы, а обшивка несущего каркаса - в виде плоских щитов, состоящих из собственного каркаса и прикрепленного к нему настила, отличающаяся тем, что градирня выполнена в виде комбинированной конструкции, состоящей из жестко объединенных между собой металлического несущего каркаса и несущего железобетонного кольца жесткости, имеющего вид правильного многоугольника с числом вершин, равным количеству опорных узлов сетчатой оболочки каркаса и развитым по высоте сечением, при этом узловые элементы сетчатой оболочки выполнены в виде сварных шестилепестковых звездочек, состоящих из центрального сплошного цилиндрического сердечника и листовых фасонок, приваренных к сердечнику в радиальных плоскостях, а узлы сопряжения железобетонного кольца с фундаментами выполнены по типу соединения «паз-гребень» с обеспечением шарнирно-подвижного опирания комбинированной сталежелезобетонной конструкции на фундаменты.A tower tower containing a metal supporting frame made in the form of a single-belted mesh shell with a triangular or hexagonal cell, consisting of rectilinear inclined and annular rod elements connected to each other by bolts or mounting welding, and the lining of the exhaust tower attached to it, and the ring elements made in the form of flat trusses, dividing the mesh shell in height into tiers, and the sheathing of the supporting frame - in the form of flat panels consisting of its own frame and attached to it at the flooring, characterized in that the tower is made in the form of a combined structure consisting of a metal supporting frame rigidly interconnected and a reinforcing concrete reinforcement ring having the form of a regular polygon with the number of vertices equal to the number of supporting nodes of the mesh shell of the frame and a section developed over the height, while the nodal elements of the mesh shell are made in the form of welded six-sprocket stars, consisting of a central continuous cylindrical core and sheet gussets, rivarennyh to the core in radial planes and mating with ring nodes concrete foundations are made by connection type "tongue and groove" secured pivotally-movable bearing combination on a composite structure foundations.

Description

Полезная модель относится к промышленной теплоэнергетике и строительству, а именно к конструкции башенной градирни с естественной тягой. Башенные градирни широко применяются в системах оборотного водоснабжения в различных отраслях промышленности.The utility model relates to industrial power engineering and construction, namely, to the design of a tower tower with natural draft. Tower cooling towers are widely used in water recycling systems in various industries.

Известны башенные градирни, возводимые из монолитного железобетона в виде тонкостенных оболочек или из металлического каркаса с обшивкой (Новейшие технологии и опыт профессионалов в строительстве башенных градирен. Корпоративная газета ГК «ИРВИК» №7, 01/2012).Well-known tower cooling towers built from monolithic reinforced concrete in the form of thin-walled shells or from a metal frame with a casing (The latest technologies and the experience of professionals in the construction of tower cooling towers. Corporate newspaper GK IRVIK No. 7, 01/2012).

Башня из монолитного железобетона в виде тонкостенных оболочек требует значительных затрат на их ремонт в течение всего срока работы сооружения. Частота и периодичность ремонтов зависит от многих факторов. Существенные затраты на ремонтные работы превосходят первоначальные капитальные затраты. Кроме того, территориально применение железобетонных башен градирен ограничено из-за климатических условий. При расчетных температурах наружного воздуха ниже -20°C вытяжные башни из железобетона не применяются.A tower of reinforced concrete in the form of thin-walled shells requires significant costs for their repair throughout the life of the structure. The frequency and frequency of repairs depends on many factors. Significant repair costs exceed initial capital costs. In addition, the territorial use of reinforced concrete towers is limited due to climatic conditions. At rated outdoor temperatures below -20 ° C, exhaust towers made of reinforced concrete are not used.

На территории Российской Федерации предпочтительным является вариант с каркасно-обшивной башней градирни из металлических конструкций, т.к. они по надежности, капитальным и эксплуатационным затратам превосходят башни из монолитного железобетона в виде тонкостенных оболочек.In the Russian Federation, the preferred option is with a frame-sheathing tower of a cooling tower made of metal structures, because in terms of reliability, capital and operational costs they surpass towers made of monolithic reinforced concrete in the form of thin-walled shells.

Вытяжные башни каркасно-обшивных градирен из металлических конструкций представляют в плане правильный многоугольник. Башни имеют форму усеченной пирамиды либо гиперболоида вращения. Стальной каркас башни представляет собой многогранную сетчатую пространственную систему, усиленную горизонтальными поясами жесткости. Каждая грань представляет собой наклонную ферму, закрепленную на фундаменте. Для удобства монтажа каждая грань разделена на отдельные монтажные марки, соединяемые между собой при сборке каркаса башни. Каждая монтажная марка состоит из вертикальных угловых стоек, раскосов и ригелей.The exhaust towers of frame-sheathing cooling towers made of metal structures represent a regular polygon in plan. The towers are in the form of a truncated pyramid or a hyperboloid of revolution. The steel frame of the tower is a multifaceted mesh spatial system, reinforced with horizontal stiffeners. Each face is an inclined truss fixed to the foundation. For ease of installation, each face is divided into separate mounting marks that are interconnected when assembling the frame of the tower. Each mounting mark consists of vertical corner posts, braces and crossbars.

Недостатками таких конструкций градирни являются большой расход стали на несущий каркас, повышенная трудоемкость изготовления и монтажа, малая общая жесткость конструкции, ведущая к увеличенным опорным реакциям, большие эксплуатационные затраты.The disadvantages of such designs of the cooling tower are the large consumption of steel on the supporting frame, the increased complexity of manufacturing and installation, low overall rigidity, leading to increased support reactions, high operating costs.

Наиболее близкой к завляемой по совокупности существенных признаков (прототипом) является каркасно-обшивная градирня, содержащая металлический несущий каркас и прикрепленную к нему обшивку вытяжной башни. Металлический несущий каркас выполнен в виде однопоясной сетчатой оболочки, состоящей из прямолинейных наклонных и кольцевых стержневых элементов, с треугольной или шестиугольной ячейкой, причем кольцевые элементы выполнены в виде плоских ферм, соединенных между собой в узлах сетчатой оболочки, а обшивка несущего каркаса выполнена в виде плоских щитов, состоящих из собственного каркаса и прикрепленного к нему настила. Для уменьшения свободной длины кольцевых элементов и их поддержки, середины наружных и внутренних поясов плоских ферм могут быть соединены распорками с серединами наклонных стержневых элементов однопоясной сетчатой оболочки (Патент RU 136840, МПК Е04Н 5/12, опубл. 20.01.2014).Closest to the wound in the aggregate of essential features (prototype) is a frame-sheathing cooling tower containing a metal supporting frame and attached to it the lining of the exhaust tower. The metal supporting frame is made in the form of a single-belt mesh shell, consisting of rectilinear inclined and annular rod elements, with a triangular or hexagonal cell, and the ring elements are made in the form of flat trusses interconnected in the nodes of the mesh shell, and the sheathing of the supporting frame is made in the form of flat shields consisting of their own frame and flooring attached to it. To reduce the free length of the ring elements and their support, the middle of the outer and inner belts of the flat trusses can be connected by spacers with the middle of the inclined rod elements of the unisex mesh shell (Patent RU 136840, IPC Е04Н 5/12, publ. 01.20.2014).

Недостатками данной конструкции являются:The disadvantages of this design are:

- высокая нагрузка на основание сооружения;- high load on the base of the structure;

- наличие значительных отрывающих усилий по нижней плоскости опорного элемента башенной градирни;- the presence of significant tearing forces along the lower plane of the supporting element of the tower tower;

- значительные размеры опорной конструкции сооружения;- significant dimensions of the supporting structure of the structure;

- невысокая общая эксплуатационная надежность.- low overall operational reliability.

Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение общей эксплуатационной надежности и экономичности башенной градирни путем снижения нагрузки на основание сооружения и уменьшения размеров опорной конструкции сооружения.The technical result of the claimed technical solution is to increase the overall operational reliability and efficiency of the tower cooling tower by reducing the load on the base of the structure and reducing the size of the supporting structure of the structure.

Указанный технический результат достигается тем, что башенная градирня, содержащая металлический несущий каркас, выполненный в виде однопоясной сетчатой оболочки с треугольной или шестиугольной ячейкой, состоящей из прямолинейных наклонных и кольцевых стержневых элементов, соединенных между собой с помощью болтов или монтажной сварки, и прикрепленную к нему обшивку вытяжной башни, причем кольцевые элементы выполнены в виде плоских ферм, соединенных между собой в узлах сетчатой оболочки и делящих сетчатую оболочку по высоте на ярусы, а обшивка несущего каркаса - в виде плоских щитов, состоящих из собственного каркаса и прикрепленного к нему настила, согласно заявляемому техническому решению, градирня выполнена в виде комбинированной конструкции, состоящей из жестко объединенных между собой металлического несущего каркаса и несущего железобетонного кольца жесткости, имеющего вид правильного многоугольника с числом вершин, равным количеству опорных узлов сетчатой оболочки каркаса и развитым по высоте сечением, при этом узловые элементы сетчатой оболочки выполнены в виде сварных шестилепестковых звездочек, состоящих из центрального сплошного цилиндрического сердечника и листовых фасонок, приваренных к сердечнику в радиальных плоскостях, а узлы сопряжения железобетонного кольца с фундаментами выполнены по типу соединения «паз-гребень» с обеспечением шарнирно-подвижного опирания комбинированной сталежелезобетонной конструкции на фундаменты.The specified technical result is achieved in that the tower cooling tower containing a metal supporting frame made in the form of a one-belt mesh shell with a triangular or hexagonal cell, consisting of rectilinear inclined and ring rod elements connected to each other by bolts or mounting welding, and attached to it the lining of the exhaust tower, and the annular elements are made in the form of flat trusses interconnected at the nodes of the mesh shell and dividing the mesh shell in height into tiers, sheathing of the supporting frame - in the form of flat shields consisting of its own frame and the deck attached to it, according to the claimed technical solution, the cooling tower is made in the form of a combined structure consisting of a metal supporting frame rigidly interconnected and a bearing reinforced concrete stiffening ring having the form of a regular polygon with the number of vertices equal to the number of supporting nodes of the mesh shell of the carcass and a section developed in height, while the nodal elements of the mesh shell are made a welded six-blade Stars consisting of a central solid cylindrical core and sheet fasonok welded to the core in radial planes and mating assemblies concrete rings with foundations formed by connection type "tongue and groove" secured pivotally-movable bearing combination a composite structure on the foundation.

Сущность технического решения поясняется чертежом, гдеThe essence of the technical solution is illustrated by the drawing, where

на фиг. 1 изображена вытяжная башня градирни с несущим железобетонным кольцом жесткости;in FIG. 1 shows an exhaust tower of a cooling tower with a bearing reinforced concrete ring of rigidity;

на фиг. 2 - разрез 1-1 на фиг. 1 - принципиальный вариант конструкции несущего железобетонного кольца жесткости;in FIG. 2 is a section 1-1 in FIG. 1 - a fundamental version of the design of the bearing reinforced concrete stiffening ring;

на фиг. 3 - разрез 2-2 на фиг. 1;in FIG. 3 is a section 2-2 in FIG. one;

на фиг. 4 - принципиальный вариант конструкции узлового элемента;in FIG. 4 - a fundamental version of the design of the nodal element;

на фиг. 5 - пример фрагмента обшивки несущего каркаса;in FIG. 5 is an example of a fragment of a casing of a supporting frame;

на фиг. 6 - узел, обеспечивающий шарнирно-подвижное опирание комбинированной конструкции на фундамент.in FIG. 6 is a node that provides a pivotally-movable bearing of the combined structure on the foundation.

Градирня содержит металлический несущий каркас 1 в виде сетчатой оболочки и несущее железобетонное кольцо жесткости 2. К металлическому несущему каркасу 1 вытяжной башни прикреплена обшивка 3.The cooling tower contains a metal supporting frame 1 in the form of a mesh shell and a bearing reinforced concrete ring of rigidity 2. A casing 3 is attached to the metal supporting frame 1 of the exhaust tower.

Сетчатая оболочка металлического каркаса состоит изThe mesh shell of the metal frame consists of

- прямолинейных наклонных стержневых элементов трубчатого сечения 4;- rectilinear inclined rod elements of tubular section 4;

- кольцевых плоских ферм 5, внутренний пояс которых совместно с наклонными стержневыми элементами образует сетчатую оболочку с треугольной ячейкой; кольцевые фермы делят сетчатую оболочку по высоте на ярусы;- annular flat trusses 5, the inner belt of which together with the inclined rod elements forms a mesh shell with a triangular cell; ring farms divide the mesh shell in height into tiers;

- узловых элементов в виде сварных шестилепестковых «звездочек», состоящих из центрального сплошного цилиндрического сердечника 6 и листовых фасонок 7, приваренных к сердечнику в радиальных плоскостях. Середины наружных и внутренних поясов 8 плоских кольцевых ферм 5 могут быть соединены распорками с серединами прямолинейных наклонных стержневых элементов 4.- nodal elements in the form of welded six-petalled "stars", consisting of a central continuous cylindrical core 6 and sheet gussets 7 welded to the core in radial planes. The middle of the outer and inner zones 8 of the flat ring trusses 5 can be connected by spacers with the middle of the rectilinear inclined rod elements 4.

Обшивка 3 несущего каркаса выполнена в виде щитов, включающих в себя каркас 9 и прикрепленный к нему настил 10.Sheathing 3 of the supporting frame is made in the form of shields, including the frame 9 and the flooring 10 attached to it.

Соединение элементов несущего металлического каркаса между собой может быть осуществлено с помощью болтов.The connection of the elements of the supporting metal frame to each other can be carried out using bolts.

Металлический несущий каркас 1 и несущее железобетонное кольцо жесткости 2 жестко объединены между собой.The metal supporting frame 1 and the supporting reinforced concrete ring of rigidity 2 are rigidly interconnected.

Узлы сопряжения железобетонного кольца 2 с фундаментами 11 выполнены по типу соединения «паз-гребень». Это обеспечивает шарнирно-подвижное опирание комбинированной сталежелезобетонной конструкции на фундаменты, передавая на фундаменты горизонтальные усилия в любом направлении, а также только прижимающее усилие вдоль вертикальной оси, одновременно с этим исключая отрыв. Благодаря этому, заявляемая конструкция градирни позволяет снизить нагрузку на основание и уменьшить размер опорной конструкции сооружения, за счет чего удается повысить эксплуатационную надежность и экономичность башенной градирни.The nodes of the reinforced concrete ring 2 with the foundations 11 are made by the type of connection "groove-crest". This provides a pivotally-movable support of the combined steel-reinforced concrete structure to the foundations, transferring horizontal forces to the foundations in any direction, as well as only pressing force along the vertical axis, at the same time eliminating tearing. Due to this, the claimed design of the tower allows to reduce the load on the base and reduce the size of the supporting structure of the structure, due to which it is possible to increase the operational reliability and efficiency of the tower tower.

Claims

A tower tower containing a metal supporting frame made in the form of a single-belted mesh shell with a triangular or hexagonal cell, consisting of rectilinear inclined and annular rod elements connected to each other by bolts or mounting welding, and the lining of the exhaust tower attached to it, and the ring elements made in the form of flat trusses, dividing the mesh shell in height into tiers, and the sheathing of the supporting frame - in the form of flat panels, consisting of their own frame and attached to it at the flooring, characterized in that the tower is made in the form of a combined structure consisting of a metal supporting frame rigidly interconnected and a reinforcing concrete reinforcement ring having the form of a regular polygon with the number of vertices equal to the number of supporting nodes of the mesh shell of the frame and a section developed over the height, while the nodal elements of the mesh shell are made in the form of welded six-sprocket stars, consisting of a central continuous cylindrical core and sheet gussets, rivarennyh to the core in radial planes and mating with ring nodes concrete foundations are made by connection type "tongue and groove" secured pivotally-movable bearing combination on a composite structure foundations.