發(fā)布時(shí)間：2020-08-01 15:34

【摘要】：原有空冷結(jié)構(gòu)體系是鋼桁架-群柱結(jié)構(gòu)體系,作為空冷凝器設(shè)備的主要支撐結(jié)構(gòu),其安全性關(guān)系著火電廠的正常工作�；诂F(xiàn)有鋼桁架-群柱結(jié)構(gòu)體系存在抗側(cè)力單一和鋼桁架豎向撓度過(guò)大等問(wèn)題,提出在鋼桁架下弦與管柱上部增設(shè)鋼支撐的局部加固方案。采用有限元軟件ANSYS對(duì)原型結(jié)構(gòu)體系和局部加固結(jié)構(gòu)體系分別建立計(jì)算模型,開(kāi)展動(dòng)力特性和抗震性能計(jì)算分析對(duì)比,得出局部加固結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)越性,為鋼桁架-群柱結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)建議。本文主要進(jìn)行了如下研究:(1)通過(guò)大量文獻(xiàn)的閱讀整理,分析現(xiàn)有的空冷結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點(diǎn),在此基礎(chǔ)上提出加固方案,即在鋼桁架下弦與管柱上部增設(shè)鋼支撐。根據(jù)設(shè)置位置進(jìn)行試算,選擇最佳方案。(2)對(duì)原型結(jié)構(gòu)體系和局部加固結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行基本受力性能分析,主要包括結(jié)構(gòu)在自重、設(shè)備荷載、活荷載、雪荷載等豎向荷載作用下的受力性能分析。通過(guò)兩種結(jié)構(gòu)體系對(duì)比,得到局部加固結(jié)構(gòu)體系在抗側(cè)移、抗扭轉(zhuǎn)的優(yōu)越性。(3)建立原型結(jié)構(gòu)體系與局部加固結(jié)構(gòu)體系有限元模型,對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析、非線性地震時(shí)程反應(yīng)分析,研究結(jié)構(gòu)的自振頻率、鋼桁架上部位移,懸挑端撓度、鋼桁架下弦桿內(nèi)力、柱頂位移,將兩種結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析。原型結(jié)構(gòu)的前三階振型頻率接近,扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮。優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)體系振型級(jí)差加大,結(jié)構(gòu)自振頻率和整體剛度均有提高,地震作用下結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)減小,桁架懸挑端撓度減小,較好地解決了原型結(jié)構(gòu)體系抗側(cè)力單一和桁架懸挑端撓度過(guò)大等問(wèn)題,可為鋼桁架-群柱結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)建議。(4)當(dāng)?shù)卣鸺铀俣葹?00gal時(shí),局部加固結(jié)構(gòu)柱頂側(cè)移角為1/1599;此時(shí)結(jié)構(gòu)處于彈性工作階段,管柱并無(wú)損傷。滿足結(jié)構(gòu)抗震水準(zhǔn)設(shè)防要求。當(dāng)峰值加速度為200gal時(shí),相當(dāng)于8度設(shè)防地震作用下,局部加固結(jié)構(gòu)柱頂側(cè)移角為1/611,此時(shí)結(jié)構(gòu)的側(cè)移角不大,但是結(jié)構(gòu)的管柱開(kāi)始開(kāi)裂,剛度也有所下降。當(dāng)峰值加速度為400gal、600gal時(shí),管柱損傷加重,剛度逐漸下降,但是依然滿足小震不壞、中震可修、大震不倒的抗震三水準(zhǔn)設(shè)防要求。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU352.11
【圖文】：

選題背景及研究意義火力發(fā)電是我國(guó)主要的發(fā)電形式，火力發(fā)電是及其浪費(fèi)水、污染水的形式。而我重且干旱范圍廣，水資源短缺是我國(guó)面臨的嚴(yán)重問(wèn)題，由于我國(guó)淡水資源有限，和工業(yè)用水造成大量水資源浪費(fèi)、污染以及氣候變暖、降水減少等[1]。隨著工業(yè)擴(kuò)大，工業(yè)用水量不斷增大，這種制約顯得愈加明顯[2]。我國(guó)水資源緊張，可用源有限，人均用水量不足世界人均的 1/32。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)施節(jié)水戰(zhàn)略水是非常緊迫的也是必須的，也符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展得發(fā)展戰(zhàn)略[2]。針對(duì)這種現(xiàn)從 20 世紀(jì) 60 年代中期開(kāi)始研究直接空冷技術(shù)，在工業(yè)企業(yè)中采用新型節(jié)水工藝國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略所必須的[3]。直接空冷工藝是大型火力發(fā)電廠采用的一種新型節(jié)水型工藝[4]，整個(gè)冷卻過(guò)程都系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的，不存在水浪費(fèi)和排污等問(wèn)題，沒(méi)有循環(huán)水損失，也不會(huì)造成局部（圖 1-1，圖 1-2）。該工藝將汽輪機(jī)排出的乏氣通過(guò)大直徑蒸汽管道輸送到室汽器各單元管束上部的蒸汽管，再?gòu)纳贤铝鹘?jīng)主管束，直接與管束下面安裝的機(jī)產(chǎn)生的冷卻空氣進(jìn)行熱交換，最后冷凝形成水再經(jīng)泵送回汽輪機(jī)，使其循環(huán)利

選題背景及研究意義火力發(fā)電是我國(guó)主要的發(fā)電形式，火力發(fā)電是及其浪費(fèi)水、污染水的形式。而我重且干旱范圍廣，水資源短缺是我國(guó)面臨的嚴(yán)重問(wèn)題，由于我國(guó)淡水資源有限，和工業(yè)用水造成大量水資源浪費(fèi)、污染以及氣候變暖、降水減少等[1]。隨著工業(yè)擴(kuò)大，工業(yè)用水量不斷增大，這種制約顯得愈加明顯[2]。我國(guó)水資源緊張，可用源有限，人均用水量不足世界人均的 1/32。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)施節(jié)水戰(zhàn)略水是非常緊迫的也是必須的，也符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展得發(fā)展戰(zhàn)略[2]。針對(duì)這種現(xiàn)從 20 世紀(jì) 60 年代中期開(kāi)始研究直接空冷技術(shù)，在工業(yè)企業(yè)中采用新型節(jié)水工藝國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略所必須的[3]。直接空冷工藝是大型火力發(fā)電廠采用的一種新型節(jié)水型工藝[4]，整個(gè)冷卻過(guò)程都系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的，不存在水浪費(fèi)和排污等問(wèn)題，沒(méi)有循環(huán)水損失，也不會(huì)造成局部（圖 1-1，圖 1-2）。該工藝將汽輪機(jī)排出的乏氣通過(guò)大直徑蒸汽管道輸送到室汽器各單元管束上部的蒸汽管，再?gòu)纳贤铝鹘?jīng)主管束，直接與管束下面安裝的機(jī)產(chǎn)生的冷卻空氣進(jìn)行熱交換，最后冷凝形成水再經(jīng)泵送回汽輪機(jī)，使其循環(huán)利

圖 1-3 2×600MW 直接空冷機(jī)組與濕式冷卻塔機(jī)組的比較Fig.1-3 Comparison between direct air cooling unit and wet cooling tower unit.地區(qū)是我國(guó)主要的大型產(chǎn)煤區(qū)，也是火力發(fā)電廠主要集中地。華北、西家政策嚴(yán)格要求限制采用地下水和黃河表面水[5]。直接空冷工藝不但節(jié)方地區(qū)用水緊張的問(wèn)題，而且節(jié)約水資源、符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。純是一個(gè)科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，還是一個(gè)具有引導(dǎo)性和全局性的戰(zhàn)略問(wèn)題；它換的關(guān)鍵性技術(shù)之一[6-7]。隨著我國(guó)對(duì)空冷技術(shù)政策的放開(kāi)、鼓勵(lì)及空濟(jì)、快捷等優(yōu)點(diǎn)的提現(xiàn)，空冷技術(shù)將會(huì)為社會(huì)創(chuàng)造更多的效益，其會(huì)更廠，發(fā)展前景也更為廣闊、光明[8-9]。圖 1-4 為未來(lái) 10 年國(guó)內(nèi)火電結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】

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2 代慧娟;白國(guó)良;王博;薛馮;李紅星;;考慮設(shè)備使用安全性的空冷支架結(jié)構(gòu)體系基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法研究[J];工業(yè)建筑;2015年02期

3 劉林;賈瑞濤;白國(guó)良;薛海君;;1 000MW超超臨界機(jī)組空冷支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型研究[J];鋼結(jié)構(gòu);2014年09期

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1 代慧娟;鋼桁架+傘撐空冷支架結(jié)構(gòu)體系抗震性能試驗(yàn)與設(shè)計(jì)方法研究[D];西安建筑科技大學(xué);2013年

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1 董葉輝;1000MW帶傘撐空冷支架結(jié)構(gòu)體系彈塑性時(shí)程分析[D];西安建筑科技大學(xué);2013年

2 劉飛飛;地震作用下1000MW機(jī)組空冷支架結(jié)構(gòu)體系選型研究[D];西安建筑科技大學(xué);2013年

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4 劉汝青;自然通風(fēng)逆流濕式冷卻塔蒸發(fā)水損失研究[D];山東大學(xué);2008年

5 焦江偉;冷凝器特性參數(shù)對(duì)空冷支架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響研究[D];西安建筑科技大學(xué);2008年

6 劉付浩;空間鋼桁架與鋼筋混凝土管柱連接節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2006年

7 榮哲;大尺寸薄壁鋼筋混凝土管柱抗震性能試驗(yàn)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2006年

8 趙春蓮;大型火力發(fā)電廠空氣冷凝器平臺(tái)計(jì)算研究分析[D];西安建筑科技大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2777653