为什么通风冷却塔设计成双曲线型

为什么通风冷却塔设计成双曲线型
为什么通风冷却塔设计成双曲线型

为什么通风冷却塔设计成双曲线型
差缒双曲线钢筋混凝土薄壳型自然通风冷却塔特点及设计要点(:)九室研究员蛆高工李赞佩啤/双曲线钢筋混凝土薄壳型自然通风冷却塔(以下简称冷却塔)是火力发电厂,核电厂,核反应堆巨量循环冷却水供应系统中的重型构筑物.在水资源贫瘠的区域兴建上述工厂,冷却塔尤为不可缺少的配套设施.随着设计任务在内容上渐多样化,我院冷却塔的设计任务在逐年增长.为适应工作参考需要,兹择冷却塔设计工作所涉及的某些结构专业性1题,以及设计时应注意的一些要点,分为上,下两篇加以简介.上篇介绍双曲线冷却塔主要结构部件的特点;下篇介绍双曲线冷却塔主要结构部件的力学计算.一,冷却塔简史钢筋混凝土冷却塔的使用约有近几十年的历史.世界第一个拟用钢筋混凝土壳体于冷却塔的刨议,是1910年在荷兰提出的;第一个双曲线冷却塔的工程实践,是1938年在德国开始进行的第一个装配式双曲线冷却塔,是1949年在匈牙利完成的;第一个高度突破百米的双曲线冷却塔,1958年出现在美国第一个用滑模技术施工的双曲线冷却塔1966年在原东德获得成功.目前,世界上已建成的最大冷却塔之一,是比利时的第尔核电厂的冷却塔,该塔高167.5,底部直径142,塔顶处直径84.我国自行设计,自行施工的第一座双曲线冷却塔,于1952年在辽源电厂建成至今,约有200余座不同大小的同类冷却塔在我国先后建成.40二,冷却塔的主要结构部件特点双曲线型冷却塔主要由塔体,淋水装置,附属设施三大部分组成.塔体部分主要包括集水池,塔筒基础,塔筒支柱,塔筒下环粱,塔筒筒身,塔筒顶部刚性环,滴水檐等;淋水装置主要由配水槽,支承构架,喷溅装置,淋水填料,除水器等组成;附属设施主要包括进塔人孔,通向淋水装置的步梯,上塔顶爬梯,塔顶步道处的栏杆,避雷设施,塔顶障碍闪烁灯等..冷却塔塔体部分的所有组成部件,以致淋水装置部分的配水槽,支承构架等皆属结构主要部件.各部件的特征与设计时应注意的要点,在下述中逐项单独说明.1.集水池经过淋水装置冷却后的循环水,贮存于集水池中.集水池的构造型式主要分台并式,分离式二种.集水池底板为钢筋混凝土板,厚度不宜小于150.康板一般兼作淋水装置的基础.当淋水装置构架柱支于底板上时,底板上层宜设构造钢筋.支柱可直接放任底板上,或穿过底板而支于单个基础,应根据支柱间距和淋水填料重量决定.底板与混凝土垫层间应设沥青防水层.集水池底板宜设径向伸缩缝.底扳与塔筒基础和配水竖井等荷重差异较大的结构之间应设沉降缝.伸缩缝与沉降缝宜采用止水带或塞填柔性防水填料防水.集水池内壁应散防水处理.冷却塔培基础冷却塔基础在水平面上多为环状或沿环向布置.塔筒支柱下传的所有荷裁最终经过基础传至地基上.由于塔筒内力对不均匀沉降甚为敏感,所基础的正确选型具有霞要意望根据工程实践,规程规定:①对大,中型塔,当天然地基较好时,宜采用环板型基础.②对中,小型塔,当天然地基较差时,宜采用倒型基础.③当天然地基为岩石时,宜采用单独基础.这三项原则制定的依据是基于倒型基础剐性大,能较好地适应地基变形,故在地基条件较差时推荐采用.对大中型塔,因进出水管(沟)尺寸较大,倒型基础侧壁上相应的洞口将会过大地削弱基础环的刚度,从而降低了它的优越性,此时宜采用环板基础.在岩石地基条件下,显然采用单独基础即能满足进出水管的穿越又能获得很大的经济效益.5.塔筒支柱塔筒支柱(斜支柱)位于基础顶面和下环粱底部之间,环绕冷却塔进风口部位.支桂承受着塔筒传来的荷载和其两端因温差而产生的温度力矩和剪力.支柱下端固结于基础,上端伸人塔筒下环梁,在空间形成双向倾斜;当其长度随进风需要而过高时,可采用形.为减小进风阻力,支柱断面应采用流线型,如圆形.支柱可现浇,亦可预制.4.塔筒下环粱塔筒下环梁位于塔筒的最下端.塔筒自重厦其所承受的其它荷载都通过下环粱传给支柱.因此,下环粱是塔筒的重要边缘部件.下环粱的结构特征为闭台环形深梁.在塔筒范围内,下环粱部位的筒壁最厚.下环粱内配有强劲的双层钢筋,从而形成该部位足够的刚度和强度.在寒冷地区,环粱下部内侧通常设有挡水檐,防止水淌到支柱上结冰5.塔筒筒壁冷却塔的塔筒(风筒)是冷却塔的主体部件,它是一种负高斯曲率的双曲线薄壳结构.塔筒内外的空气密度之差,形成躯动筒壁内空气流动的强大抽力.筒壁厚度一般为变厚度,根据强度,稳定及施工条件确定.最小厚度的取值按规程规定采用.塔筒筒壁子午线的形状,根据淋水面积半径,喉部半径,喉部至淋水而积的距离,按双曲线标准方程确定.距喉部为任一距离处『向同心圆半径,由子午线的曲线方程计算.喉部半径和塔筒壁厚,对塔顶弹性稳定和塔筒局部稳定具有重要意义,故对选两个参数的选取,应予特别重视.6.塔筒顶部刚性环塔筒顶部刚性环是塔】勋目强劲加强环箍,并兼作施工和运行期间检修的步道.刚性环对保证塔筒的稳定,对防止风荷载在塔顶产生有害作用,对显着改变塔筒自振频率等都起着重要的作用.喉部至刚性环底的厚度应采用渐变加厚狂风安装和施工的边缘荷载对刚性环都是极为不利的受力条件,应加注意.7.淋水装置构架配水槽,支承构架都是淋水装置构架的组成部件.配水槽,支承构架均宜采用钢筋混凝土作为构件材料,构架的接头要有足够的剐度,井尽量避免外露预埋件.预制构架接头方式有两种:一是留出钢筋接头,进行二次浇灌一是预埋连接件进行焊接.所有构件断面尺寸的选择应有利于通风,使其挡风阻力尽可能减少.三,冷却塔设计中应注意的几个问题1.混凝土材辑的选用冷却塔应采用水工混凝土.水泥品种宜选用普通硅酸盐水泥,铝酸三钙含量不宜超过8.为提高水工混凝土的抗渗性,抗冻性及改善混凝土的和易性,可在混凝土中掺加塑性附加剂.塔体不同部位的混凝土强度标号,抗冻标号,抗渗标号和水灰比限值,按火力发电厂水工设计技术规定(简称5—88)办理2.冷却塔的银筋置置要求郑冷却塔宜使用轧变形钢筋,不得使』1]冷加工钢筋.根据工程统计数据的综合分析结果,在双曲线冷却塔塔筒垒高范围内,有相的一些部位为构造配筋.考虑到塔体内表面潮湿,外表面日照烘烤

主要是考虑受力，双曲线的外形受力面最小。