长周期地震动作用下空冷支架结构地震响应分析

长周期地震动低频成分丰富,且持时较长,对自振周期较长的结构影响较大。钢桁架-RC管柱空冷支架结构是一种应用于火电厂的特殊工业结构,实际工程中主要有带斜撑与不带斜撑2种类型,因其跨度较大,自振周期较长,且支撑有大量敏感型的大型昂贵工业设备,在长周期地震动作用下有较大潜在破坏风险。首先,选取了3条长周期地震动和3条普通地震动;然后,建立了带斜撑与不带斜撑的2种空冷支架结构有限元模型,并基于模型结构试验验证其有效性;最后,分析了2种类型空冷支架结构在普通地震动与长周期地震动作用下的位移、剪力及能量响应。结果表明:增加斜撑能有效限制空冷支架结构的位移反应,且在长周期地震动作用下对结构位移限制的效果更为显著,但增加斜撑后结构在长周期地震动作用下的柱顶最大侧移仍大于规范容许值;长周期地震动作用下,空冷支架结构的破坏主要由位移控制;长周期地震动对于带斜撑空冷支架结构体系的塑性累积损伤影响更大;两类结构的累积损伤都主要发生在RC管柱部分,在后期结构设计中应注重RC管柱的耗能能力设计。

直接空冷凝汽器喷雾增湿系统的结构优化

应用气水两相流的传热传质理论,建立了600 MW直接空冷机组空冷凝汽器喷雾增湿系统三维数学模型,利用CFD软件对该系统进行了数值摸拟,并分析了在喷嘴纵向布置时,喷嘴布置高度、喷雾方向、喷雾压力及喷嘴孔径对喷雾增湿效果的影响.结果表明:当喷嘴孔径越小、喷嘴流量越少时,空冷单元内所需的喷嘴数就越多,且雾滴雾化的细度越小,越有利于雾滴的均匀分布及其在空冷单元内的充满度,对喷雾增湿的效果越明显.当喷嘴孔径为0.4 m、喷雾压力为1.2 MPa、喷嘴以对称方式距风机栈桥中心线4 m、喷嘴高度为0.3 m及喷嘴方向在xy平面内与y轴正方向夹角为120°时,凝汽器压力降幅最大,比喷雾前降低了8.84 kPa.

基于主子系统耦合效应的直接空冷结构体系抗震性能研究

直接空冷结构体系是火力发电厂随着空冷工艺出现而形成的一类特殊工业建筑,设备对结构动力特性影响显著。取1/4子结构,模拟边界条件,按1/8缩尺比制作模型。对模型进行动力特性测试,选择El-Centro波对模型进行拟动力试验,再进行拟静力试验,试验得到了动力特性参数及动力反应。分析结构自振频率与阻尼比变化、变形性能、滞回性能和破坏模式等;给出骨架曲线及其特征点。采用SAP2000有限元程序进行数值计算,分析结果与试验结果基本吻合。研究表明扭转振动是直接空冷结构体系的主要振型,应该考虑振型耦合;直接空冷结构体系为单道防线体系,大震下结构系统进入非线性后,设备系统能够保持弹性工作状态,结构易形成柱铰破坏机制。

单跨空冷支架结构挡风墙阵风系数风洞试验研究

空冷支架结构体型独特,空冷平台以上有较高的挡风墙,性质属于维护结构,但又和结构一起随风振动,与规范上所说的围护结构不同,因此不能直接采用规范给出的阵风系数,抗风计算时仅参考国外一些参数,是否准确无法验证.通过1/150单跨刚性模型风洞试验,考虑风向角、周围建筑物、风机是否转动等因素,得到单跨空冷支架结构挡风墙在不同工况下的阵风系数,并对其分布规律进行分析,提出设计建议.得到的各种参数不仅为空冷支架结构体系的抗风设计提供了依据,而且为我国行业规程关于空冷凝汽器支架结构体系风参数相关条文的进一步修订和完善提供了基础研究资料.

直接空冷系统风机运行扰力试验研究

采用1∶1试验模型,运用应变片组合的方法对风机运行对支撑结构产生的扰力进行测试。测试结果表明,风机运行时不仅因转子的偏心产生径向离心力,还因叶片竖向振动产生弯矩和因驱动叶片转动产生扭矩,依据现有的设计标准求得的扰力类型和取值与试验结果相差都较大,现有的标准不适用于这种大直径的风机设备。建议对于大直径空冷风机设备,其扰力的取值应单独制定扰力取值标准。试验结果有助于推进直接空冷系统的结构设计自主化进程。

新型空冷支架结构体系抗震性能的理论分析

随着火电厂大容量机组的出现,传统钢桁架+钢筋混凝土管柱形式的空冷支架结构已不能满足结构性能要求,实际工程中出现了钢斜撑+钢桁架+钢筋混凝土管柱的新型空冷支架结构体系。以三边悬挑新型空冷支架结构体系为例,建立SAP2000有限元模型分析其动力特性,并与传统结构体系进行了对比;通过反应谱及弹性时程分析,对比了地震作用计算结果的差异;建立ABAQUS弹塑性有限元模型,分析了不同强度地震动输入下结构的整体变形性能及管柱变形性能。本文可为新型空冷支架结构体系在工程中的应用提供理论参考。

大型火电厂空冷凝汽器支架结构风洞数值模拟

空冷凝汽器支架结构是大型火力发电厂采用的一类特殊工业建筑,属典型的钢-混凝土竖向混合结构.运用FLUENT软件对某大型空冷支架结构表面风荷载进行数值模拟,计算了三种不同挡风墙形式和三种不同风向角作用下空冷支架结构的整体体型系数,研究了各工况下结构的A型架和挡风墙风压分布规律,分析了挡风墙形式对A型架上部气流流向的影响,得到了在最合理的挡风墙形式下A型架和挡风墙各区的体型系数.最后,将最合理挡风墙形式下各区的体型系数与风洞试验结果进行了对比分析,结果表明,数值风洞模拟结果与风洞试验结果吻合较好.

空冷支架结构温度与地震作用协调研究

传统的抗震设计方法基本上是增强结构的承载力以抵抗地震作用,对温度应力基本上则是采取释放的措施。根据空冷凝汽器支架结构温度荷载的特点,设计了3种温度计算工况,采用SAP程序计算了空冷支架结构温度效应,给出了结构构件内力变化范围及规律。为了协调温度与地震作用的矛盾,提出了3种设计对策,这些对策都既能释放温度应力,又能耗散地震能量,从而减少结构及其上部设备的破坏。

基于SVM的电站空冷凝汽器积灰特性建模

电站空冷凝汽器(ACC)积灰严重降低了换热性能,建立有效的积灰特性模型是ACC换热性能在线监测与优化清洗的基础.以600MW机组参数为例,通过ACC传热过程理论计算模型,提取ACC积灰特征参数,使用支持向量机算法,利用现场实验获取的检测数据,建立ACC换热面积灰状态下换热系数预测模型,进而推导ACC清洁系数,从而实时监测积灰清洗状况.结果表明:所建模型可实现换热性能的快速监测,有效降低换热系数的计算复杂度;模型验证样本均方根误差、绝对百分比误差和决定系数分别为0.60、2.13%和0.9838,预测性能良好.该模型可为开发大型空冷机组ACC积灰监测与智能清洗系统提供依据.

直接空冷凝汽器间断波纹翅片式扁平管的数值研究

蛇形扁平管在空冷机组的应用上取得了较好的效果,为进一步提高机组空冷凝汽器的冷凝效率,优化翅片式扁平管的结构,建立了间断波纹翅片式扁平管通道的三维物理数学模型。通过对对流换热系数、气侧换热量、流动损失的对比分析表明,间断波纹翅片式扁平管在空气侧换热量和流动损失方面比蛇形翅片式扁平管有一定的优势。

发电厂直接空冷凝汽器的新型防冻监测系统设计

对直接空冷凝汽器A型塔管束结构及工作原理进行了分析,指出空冷凝汽器顺流管束的下端比逆流管束更容易结冰。采用空冷凝汽器温度场在线监测系统,可以有效监测空冷凝汽器冻结问题的发生,详细介绍了在线监测系统的设计方案。

1 000MW超超临界机组空冷支架结构设计选型研究

目前,300,600MW直接空冷机组基本采用空间钢桁架-钢筋混凝土管柱结构形式,结构的抗侧移刚度低、抗震防线单一。而1 000MW空冷机组平台高度更高,设备荷载更重及结构破坏造成的危害更大,传统结构形式已不适合高烈度区1 000MW机组。为了解决传统结构抗震设计弊端,提出高烈度地区1 000MW机组采用空间钢桁架+斜撑-钢筋混凝土管柱结构形式,并通过模型试验对其抗震性能进行验证。研究结果表明,空间钢桁架-斜撑-钢筋混凝土管柱结构受力合理、抗震性能良好,能更好地运用于大容量机组中,为高烈度区1 000MW机组结构选型提供参考。

大容量机组空冷系统抗震性能化设计研究

大容量机组空冷系统属电站生命线工程的重要组成部分,结构与设备的安全性直接影响电厂的正常生产。为了有效控制不同水准强度地震作用下结构及关键设备的破坏程度,在综合考虑结构及内部关键设备破坏造成的社会影响和经济损失等因素后,提出大容量机组空冷系统抗震性能化设计方法,明确相应的抗震性能目标和性能水准。空冷系统抗震性能化设计中通过合理的抗震构造措施,确保不同性能目标下结构的承载能力及延性需求,解决以生命安全为抗震设防唯一目标的单一抗震设防标准不够全面的设计弊端,从而减小震后经济损失。

铅芯橡胶隔震支座在空冷支架结构中的应用可行性研究

空冷凝汽器支架结构是一种新型的火电厂结构体系,该体系由钢筋混凝土管柱和上部钢桁架组成,质量和刚度沿竖向分布严重不均,抗震措施单一。该类结构体系与电厂能否正常运作关系紧密,若震后结构发生破坏会引起极大危害。为提高该类结构的抗震能力,本文在钢桁架和管柱连接处加设铅芯橡胶隔震支座。采用SAP2000分析软件,验证了隔震支座的可行性,并进行8度罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,获得了强震作用下钢桁架与管柱的加速度、隔震支座的变形及受力、管柱的塑性发展状况。研究结果表明:隔震支座在地震发生时能够充分发挥作用,减震效果良好;在保证柱子本身安全的前提下,采取隔震支座后的柱顶水平剪力较普通结构明显变小;上部钢桁架整体加速度值减小,这对上部布置大量设备的空冷支架结构体系是有利的,能够满足高烈度区大容量机组的抗震要求。

新型鱼腹式空冷支架结构平扭耦联地震反应研究

空冷技术是我国正在逐步推进的新技术,空冷支架结构作为大量冷却设备的下部承重结构,其安全性直接影响电厂能否正常运行。传统的支架结构为钢桁架-钢筋混凝土管柱的混合布置,结构的质量和刚度沿竖向分布严重不均匀。因此,在装机容量逐步增大的实际情况下,针对一种新型鱼腹式空冷支架结构进行地震作用影响分析,获得其基本动力特性,并研究在多维地震作用下角柱、边柱的柱底剪力和侧移变化情况;对腹杆的受力进行分析,给出在考虑扭转效应时的设计建议。结果表明,地震作用下结构的扭转效应应该引起足够重视,不计算扭转效应时,应对双向地震作用响应乘以放大系数。

单跨空冷支架结构风载体型系数数值模拟研究

采用计算流体力学(CFD)数值模拟方法,对单跨空冷支架结构体系进行数值模拟研究。数值模型中的参数针对标准钝体建筑绕流场选取,考虑风向角、周围建筑物、风机是否转动等因素,得到单跨空冷支架结构A型架、挡风墙在不同工况下的风载体型系数,并和刚性模型试验结果进行了对比。结果表明,计算流体力学(CFD)数值模拟方法得到的各种参数与试验值较为接近。

1000MW带伞撑空冷支架结构动力特性试验研究与有限元分析

结合模型试验及有限元分析,研究了带伞撑空冷支架结构的动力特性。首先选取原型结构的1/4,并按照1/8缩尺比制作试验模型,采用锤击法获得模型结构的动力特性参数;然后采用ABAQUS有限元软件建立了模型结构计算模型,结果表明计算值与实测结果吻合较好,说明有限元建模方法比较合理;接着,建立了原型结构的有限元模型,进行了动力特性计算,分析了引起结构扭转效应严重的原因,并提出了考虑扭转效应的设计建议;最后,结合模型拟动力试验研究,分析了结构基本周期与阻尼的变化规律。研究结果可为推广应用带伞撑的新型空冷支架结构体系提供基础研究资料。

空冷支架混凝土管柱抗扭性能影响因素

为了研究空冷支架混凝土管柱在压弯剪扭作用下抗扭性能的影响因素及其规律,对现有空冷支架混凝土管柱抗扭性能进行了研究.建立了有限元模型,应用已有试验结果进行了验证,分析研究了壁径比、箍筋配筋率、混凝土强度、纵筋配筋率和长细比对混凝土管柱构件在复合受力情况下抗扭性能的影响,并运用响应曲面法研究了以上 5 种影响因素的显著性及交互作用.结果表明:混凝土管柱的抗扭承载力会随着壁径比、混凝土强度以及纵筋配筋率的增大而增大,其抗扭延性会随着壁径比和纵筋配筋率的提高而增加;5 种因素的单因素反应均显著,其中长细比的影响最显著;壁径比和混凝土强度等级、壁径比和长细比,以及混凝土强度等级和长细比的交互作用最明显.最后,针对混凝土管柱设计所要考虑的关键因素提出了建议.

一种冰箱用一体式冷凝风道结构设计与应用研究

通过分析现有大容积风冷冰箱冷凝模块的设计现状,从风扇支架、冷凝风道、冷凝器以及固定方式等方面进行技术方案的优化改进,设计出一种冰箱用一体式冷凝风道结构。结果表明,一体式冷凝风道结构是集风扇支架、冷凝风道以及冷凝器安装结构为一体的创新设计,微通道冷凝器边板设计有与一体式冷凝风道对应的固定孔,可以确保冷凝风扇扰流的冷凝风全部扫掠过微通道冷凝器的表面,进一步强化换热效果。该种一体式冷凝风道结构具有结构整体尺寸小,安装方便,成本低等优点,可以满足更宽容积段的大容积风冷冰箱的冷凝模块设计要求。

改变空冷器结构实现冷凝介质的过冷却

通过改变空冷器结构,使其管内流通面积的设计更加适合于管内介质的流动状态,以提高管内膜传热系数方式达到过冷却的目的,由此可为节能减排提供一个切实可行的设计思路。