高位收水冷却塔集水槽结构设计.pdf

訓测设计
发电设计高位收水冷却塔集水槽结构设计
HUEEULHG IUWER SIIIHUEY A[ STN
高位收水冷却塔
集水槽结构设计
何磊,黄涛,陈绍林
(西南电力设计院,四川成都610021)
摘要:高位收水冷却塔具有明显节能优势,目前在我国百万机组火力发电市场中具有广阔的应用前景。集水
槽是高位收水冷却塔回收冷却水的集水池,其结构设计的安全可靠对火力发电厂安全运行具有至关重要的作
用。文中应用 ANSYS有限元软件对集水槽进行有限元仿真计算,并用于结构设计,具有明显的技术优势和经
济优势,可为类似工程提供借鉴参考。
关鍵词:高位收水冷却塔;集水槽;结构设计;有限元仿真计算。
中图分类号:TM621文献标志码:B文章编号:167-9913(2015)03-0037-05
Structure Design of Water Reservoir for
Cooling Tower with High-collected Water
HE Lei. HUANG Tao. CHEN Shao-lin
(Southwest Electric Power Design Institute, Chengdu 610021, China
Abstract: The cooling tower with high-collected water has obvious energy-saving advantage which shall be broad
application prospects in the millions of units for the thermal power plant. The water reservoir is a basin for recycling
the circulating cooling water of cooling tower with high-collected water. The safe and reliable structural design for
water reservoir has a important role in the safe operation of thermal power plant. In this paper, the water reservoir was
simulated and calculated by the finite element software ANSYS, its result was applied to structure design. The method
is obvious advantage in technology and economy, which shall be referred by the similar project.
Key words: cooling tower with high-collected water; water reservoir; structure design; finite element simulative analysis
随着我国的经济建设持续发展,对电力的区,而在填料层底部直接采用高位收水装置。
需求不断加大。国内火力发电厂百万机组新建冷却后的循环水经高位收水装置“U”型槽汇入
工程陆续增多,超大型自然通风冷却塔逐渐受集水槽至循环水泵房进水间,再经过循环水泵
到火力发电相关专业人士的重视。根据国家节升压后送回主厂房循环冷却使用。
能减排、低碳经济的要求,具有明显节能、降
集水槽为地面式钢筋混凝土结构,百万机
噪优势的高位水收水冷却塔具有广阔的应用前组的集水槽高度约在14~23m之间,沿冷却
景,尤其是随着高位收水冷却塔逐步国产化后,塔径向布置,与中央竖井相连。在正常运行情
其优势更加明显。
况下,其内全部盛满循环冷却水,其结构设计
高位收水冷却塔不同于常规湿冷塔之处主采用传统的平面假定计算不能满足集水槽结构
要在于取消了常规湿冷却塔底部的集水池和雨设计安全经济的要求。
收稿日期:2014-06-14
作者简介:何磊(1983-),四川渠县人,工程师,硕士,从事火力发电厂水工结构设计与研究工作。
2015年06月第3期。37
訕测设十
ELEEUR POUER SUBULEY A DESHN
发电设计高位收水冷却塔集水槽结构设计
1集水槽结构形式及受力特点
元整体结构计算。
集水槽底板、侧壁采用 Shelll81三维壳单
以重庆地区某工程高位收水冷却塔集水
暗框架柱、框架顶梁、拉梁,承台梁及灌
槽为例,介绍高位收水冷却塔集水槽的结构
注桩均采用Beam188三维梁单元。 Shelll81及
形式及受力特点。重庆地区某工程冷却塔采 Bea mia88单元能很好地模拟集水槽各部分构
用高位收水冷却塔,集水槽断面尺す(B×H):件。同时,在后处理时能提取集水槽側壁、底
5.6×14.0m,其地基形式为桩基
板、暗框架柱及梁的弯矩、剪力及轴力,方使
集水槽为地面式钢筋混凝土结构,百万机
直接用于结构设计,进行配筋计算。三维模型
组集水槽的高度在14~23m,根据高位收水冷
中shel181壳单元共有7342个,Beam188梁单
却塔淋水构架的柱网间距,沿集水槽纵向布置
元共计782个。
暗框架,暗框架顶梁上搁置单层配水槽,暗框
架沿高度方向从上至下一定间距设置拉梁。暗2集水槽受力荷載及设计工况
框架与集水槽形成一个整体,共同受力。
集水槽为地面式钢筋混凝土结构,位于高
集水槽主要承受集水槽内的内水压力作用,位收水冷却塔收水装置下。其所受荷载为:
其次是单层配水槽传来的集中荷载及风荷载。
自重:25kN/m3
内水压力随水深增加,压力越大,在内水压力
集水槽内水压力:为水深的线性函数,最
作用下,集水槽壁板同时承受弯矩与拉カ作用。大为140kNm
采用传统平面假定方法不易准确计算出集水槽
风荷载:基本风压:0.40kPa
壁板承受的拉力,且不能根据水压力的特点进
集中荷载:单层配水槽传来的集中荷载,
行变截面设计,同时忽略了暗框架与集水槽壁见表1
板作为一个整体,共同承受内水压力。
集水槽内水压力作为面荷载作用于集水槽
对于暗框架而言,采用传统平面假定计算,侧壁及底板,风荷载作为面荷载作用于集水槽
暗框架布置间距范围的内水压力全部由暗框架侧壁,单层配水槽传来的集中荷载作用于集水
承受。由此计算计算出的暗框架结构尺寸偏大,槽暗框架顶梁上。
忽略了集水槽侧壁共同受力的作用,计算方法
表1暗框架顶梁集中荷载设计值(单位:kN)
偏保守。不能达到优化设计,节省工程造价的
暗框架位置」轴②、轴线「の轴线6、@轴线
目的
集中荷载
2564
2715
2393
2071
对于集水槽的桩基布置,传统的竖向荷载
平均法计算出的桩数偏多,不易准确计算出桩
集水槽有限元分析时分三种工况设计:
工况1:集水槽修建完成后,未投入运行,
承受的水平力。
由集水槽结构形式及受力特点分析可以看
仅受风荷载
工况2:集水槽修建完成后,投入正常运行,
出,集水槽各部分构件之间是相互协同作用,
不受风荷载。
共同承受集水槽内水压力及其他荷载。平