大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，包括立柱、支撐、抗風(fēng)桁架、檁條和壓型鋼板；該冷卻塔的上部為豎直圓筒狀，下部為錐型圓筒狀；立柱上部為豎直狀，下部朝冷卻塔外側(cè)傾斜；該冷卻塔的骨架為立柱繞冷卻塔上圓心和下圓心構(gòu)成的鉛垂線旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的立柱陣列；所述支撐設(shè)置在直線立柱之間；所述抗風(fēng)桁架設(shè)置在直線立柱的環(huán)向；所述檁條設(shè)置在直線立柱的外側(cè)；所述壓型鋼板設(shè)置在檁條的外側(cè)。本實(shí)用新型主要用于富煤缺水區(qū)和寒冷地區(qū)，以替代傳統(tǒng)的混凝土冷卻塔，可適用于裝機(jī)容量在125MW及以上間接冷卻火力發(fā)電廠機(jī)組，其自重輕、施工速度快、地基基礎(chǔ)處理簡(jiǎn)單、綜合造價(jià)低廉、抗震抗風(fēng)性能優(yōu)良，后期維護(hù)成本低。
【專利說(shuō)明】大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電廠大型冷卻塔設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠中，大型冷卻塔基本上都是采用鋼筋混凝土薄殼雙曲線型冷卻塔。這一結(jié)構(gòu)型式已經(jīng)過(guò)多年的研究與實(shí)踐，并在大量工程中得到應(yīng)用，取得了良好的效果。但隨著技術(shù)的發(fā)展和業(yè)主的多樣化需求，間接冷卻這一冷卻方式在富煤缺水區(qū)電廠將大量采用，鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔這一新型結(jié)構(gòu)型式也將成為選擇之一。在國(guó)際工程項(xiàng)目中，由于受當(dāng)?shù)夭牧虾褪┕ぜ夹g(shù)的限制，混凝土材料較難獲得或混凝土施工費(fèi)用較高時(shí)鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔的優(yōu)勢(shì)更加突出。在寒冷地區(qū)，由于混凝土部分可施工時(shí)間有限，為不影響整個(gè)建設(shè)周期以及考慮到混凝土結(jié)構(gòu)在寒冷地區(qū)性能劣化較快，鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔就成為可選擇方案。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，它具有相對(duì)較低的造價(jià)、更快的施工速度和低廉的后期維護(hù)成本，能夠在寒冷地區(qū)或者混凝土材料較難獲得的地區(qū)進(jìn)行使用。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，包括立柱、斜支撐、抗風(fēng)桁架和檁條；該冷卻塔的上部為豎直圓筒狀，下部為錐型圓筒狀；立柱上部為豎直狀，下部朝冷卻塔外側(cè)傾斜；該冷卻塔的骨架為立柱繞冷卻塔上圓心和下圓心構(gòu)成的鉛垂線旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的立柱陣列；立柱之間設(shè)置斜支撐；所述抗風(fēng)桁架設(shè)置在直線立柱的內(nèi)側(cè)環(huán)向；所述檁條設(shè)置在直線立柱的外側(cè)。
[0006]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:斜支撐為單斜撐或十字交叉支撐。
[0007]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:檁條的外側(cè)固定有壓型鋼板。
[0008]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:所述立柱的橫截面為工字型截面或箱型截面；所述支撐與立柱通過(guò)螺栓或栓焊混合連接。
[0009]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:抗風(fēng)桁架沿冷卻塔的豎直方向均勻布置，在上部直線圓筒和下部圓錐交界處設(shè)置的抗風(fēng)桁架的剛度大于其它位置的抗風(fēng)桁架，抗風(fēng)桁架兼做檢修平臺(tái)；抗風(fēng)桁架采用雙工字型鋼格構(gòu)型式，與立柱采用螺栓連接或栓焊混合連接。
[0010]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:檁條端部連接于立柱的外側(cè)，檁條的外側(cè)安裝壓型鋼板，壓型鋼板為鍍鋁鋅板；壓型鋼板與檁條采用自攻螺釘連接固定形成應(yīng)力蒙皮；檁條與立柱的內(nèi)側(cè)之間布置有水平隅撐。
[0011]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:所述抗風(fēng)桁架環(huán)向設(shè)置在立柱與支撐相交位置。
[0012]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:檁條的間距在0.8m至2.0米之間，檁條與立柱采用螺栓連接，同一高度的若干檁條形成環(huán)向封閉的檁條環(huán)；檁條與斜支撐之間借助節(jié)點(diǎn)板采用螺栓連接。
[0013]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:抗風(fēng)桁架采用工字鋼或熱軋型鋼做內(nèi)外弦桿，斜腹桿采用角鋼或鋼管，與立柱采用螺栓連接或栓焊混合連接。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下技術(shù)效果:
[0015]本實(shí)用新型使用直線工字型鋼立柱或直線箱型立柱可以減少構(gòu)件加工難度和安裝工藝難度。該大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔與傳統(tǒng)混凝土冷卻塔相比可大幅度減輕結(jié)構(gòu)自重，自重約為混凝土冷卻塔的10%左右，可節(jié)約地基處理及基礎(chǔ)造價(jià)，從而使整體造價(jià)更低。通過(guò)采用鋁、鍍鋁鋅板或玻璃鋼蒙皮材料減少了后期維護(hù)費(fèi)用。
[0016]本實(shí)用新型冷卻塔是一種替代傳統(tǒng)雙曲線型混凝土冷卻塔的新型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，可適用于裝機(jī)容量在125MW及以上間接冷卻火力發(fā)電廠機(jī)組，以及寒冷地區(qū)不適宜采用混凝土冷卻塔時(shí)。其具有自重輕、施工速度快、地基基礎(chǔ)處理簡(jiǎn)單、綜合造價(jià)低廉、抗震抗風(fēng)性能優(yōu)良、后期維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用于富煤缺水區(qū)和寒冷地區(qū)的間冷機(jī)組冷卻塔工程。
[0017]本實(shí)用新型一種大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，既不再采用傳統(tǒng)的混凝土冷卻塔，也不采用傳統(tǒng)的雙曲線型形狀，而采用鋼結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)成一種上部為豎直圓筒下部為錐型圓筒的冷卻塔；豎向主要承重結(jié)構(gòu)為直線立柱，直線立柱繞塔上圓心和下圓心構(gòu)成的鉛垂線旋轉(zhuǎn)陣列構(gòu)成鋼結(jié)構(gòu)骨架，直線立柱為焊接工字型截面；直線立柱間采用十字交叉撐或單斜撐；沿高度每隔一定距離設(shè)置環(huán)向抗風(fēng)桁架；在上部直線圓筒和下部圓錐交界處設(shè)置剛度更大的抗風(fēng)桁架，檁條端部連接于立柱的外側(cè)，檁條的外側(cè)安裝壓型鋼板(即蒙皮結(jié)構(gòu))，壓型鋼板與檁條采用自攻螺釘連接固定，檁條與立柱的內(nèi)側(cè)之間布置有水平隅撐。在電廠中采用直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，具有自重輕、施工速度快、地基基礎(chǔ)處理簡(jiǎn)單、綜合造價(jià)低廉、抗震抗風(fēng)性能優(yōu)良、后期維護(hù)成本低、殘值高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1本實(shí)用新型大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔立面圖；
[0019]圖2本實(shí)用新型大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔軸測(cè)圖；
[0020]圖3本實(shí)用新型大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔單線條軸測(cè)圖；
[0021]圖4本實(shí)用新型大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔立柱、檁條、壓型鋼板連接詳圖；
[0022]圖5本實(shí)用新型大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔立柱大樣圖；
[0023]圖6本實(shí)用新型大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔立柱大樣圖；
[0024]圖7本實(shí)用新型大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔抗風(fēng)桁架詳圖；
[0025]圖8本實(shí)用新型大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔立柱、檁條、壓型鋼板連接平面圖。
[0026]其中:1為直線立柱；2為斜支撐；3為抗風(fēng)桁架；4為檁條；5為壓型鋼板；6為隅撐；7為自攻螺釘。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]參見圖1至圖8所示，本實(shí)用新型一種大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，包括立柱1、斜支撐2、抗風(fēng)桁架3、檁條4和壓型鋼板5 ;該冷卻塔的上部為豎直圓筒，下部為錐型圓筒，立柱I上部為豎直狀，下部朝冷卻塔外側(cè)傾斜；該冷卻塔的骨架為立柱I繞冷卻塔上圓心和下圓心構(gòu)成的鉛垂線旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的立柱陣列；立柱I之間設(shè)置斜支撐2，斜支撐2為單斜撐或十字交叉支撐；沿塔高度方向，均勻布置格構(gòu)式抗風(fēng)桁架3，抗風(fēng)桁架3設(shè)置在立柱I的內(nèi)側(cè)環(huán)向；檁條4設(shè)置在立柱I的外側(cè)；壓型鋼板5設(shè)置在檁條4的外側(cè)。冷卻塔的主要受力結(jié)構(gòu)為立柱I和環(huán)向抗風(fēng)桁架3，減小了對(duì)冷卻塔內(nèi)部氣流的阻力?？癸L(fēng)桁架3環(huán)向設(shè)置在立柱I與支撐2相交位置，抗風(fēng)桁架3采用雙工字型鋼格構(gòu)型式工字鋼或熱軋型鋼做內(nèi)外弦桿，斜腹桿采用角鋼或鋼管，與立柱I采用螺栓連接或栓焊混合連接。
[0029]立柱I采用焊接工字型截面或箱型截面，使冷卻塔內(nèi)部氣流空間盡可能大；截面高度100mm?2000mm之間；立柱I與立柱I之間設(shè)置十字交叉撐或單斜撐，斜支撐2也選擇工字型截面，斜支撐2與立柱I采用螺栓連接或栓焊混合連接，確保連接可靠?？癸L(fēng)桁架3沿該冷卻塔的豎直方向均勻布置，在上部直線圓筒和下部圓錐交界處設(shè)置抗風(fēng)桁架3的剛度大于其它位置的抗風(fēng)桁架，抗風(fēng)桁架3可兼做檢修平臺(tái)?？癸L(fēng)桁架3采用雙工字型鋼格構(gòu)型式，與立柱I采用螺栓連接或栓焊混合連接，確保連接可靠。
[0030]檁條4端部連接于立柱I的外側(cè)，檁條4的外側(cè)安裝壓型鋼板5，壓型鋼板5即蒙皮，采用鍍鋁鋅板。壓型鋼板5與檁條4采用自攻螺釘7連接固定，檁條4與立柱I的內(nèi)側(cè)之間布置有水平隅撐6，形成了能夠相互提供支持、共同工作的結(jié)構(gòu)部件，提高鋼材強(qiáng)度的利用率，減小結(jié)構(gòu)自重。
[0031]檁條4的間距在0.Sm至2.0米之間，檁條4與立柱I采用普通螺栓或高強(qiáng)螺栓連接，一段段檁條4形成環(huán)向封閉的檁條環(huán)。檁條4與斜支撐2也要連接，檁條4被用于協(xié)助保證斜支撐2繞弱軸的承載穩(wěn)定性，檁條4與斜支撐2借助節(jié)點(diǎn)板采用普通螺栓或高強(qiáng)螺栓連接。
[0032]檁條4和壓型鋼板5通過(guò)密集的自攻螺釘7連接后，利用壓型鋼板5平面內(nèi)的抗剪剛度和強(qiáng)度，形成應(yīng)力蒙皮，與主結(jié)構(gòu)骨架一起參與抵抗風(fēng)荷載和地震作用。
[0033]計(jì)算分析表明，該種大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔由于自重輕，地震作用大大減小，傳遞給地基基礎(chǔ)的作用力也大幅度減小。由于鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔應(yīng)用于間冷機(jī)組，其內(nèi)部熱干空氣對(duì)鋼構(gòu)件腐蝕并不嚴(yán)重，所以后期維護(hù)費(fèi)用不高。
[0034]本實(shí)用新型的大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，具有自重輕、施工速度快、地基基礎(chǔ)處理簡(jiǎn)單、綜合造價(jià)低廉、抗震抗風(fēng)性能優(yōu)良以及后期維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用于富煤缺水區(qū)和寒冷地區(qū)的冷機(jī)組冷卻塔工程。
[0035]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】?jī)H限于此，對(duì)于本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于:包括立柱(I)、斜支撐(2)、抗風(fēng)桁架(3)和檁條(4);該冷卻塔的上部為豎直圓筒狀，下部為錐型圓筒狀；立柱(I)上部為豎直狀，下部朝冷卻塔外側(cè)傾斜；該冷卻塔的骨架為立柱(I)繞冷卻塔上圓心和下圓心構(gòu)成的鉛垂線旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的立柱陣列；立柱(I)之間設(shè)置斜支撐(2);所述抗風(fēng)桁架(3)設(shè)置在直線立柱(I)的內(nèi)側(cè)環(huán)向；所述檁條(4)設(shè)置在直線立柱(I)的外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于:斜支撐(2)為單斜撐或十字交叉支撐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于:檁條(4)的外側(cè)固定有壓型鋼板(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于:所述立柱(I)的橫截面為工字型截面或箱型截面；所述支撐(2)與立柱(I)通過(guò)螺栓或栓焊混合連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于:抗風(fēng)桁架(3)沿冷卻塔的豎直方向均勻布置，在上部直線圓筒和下部圓錐交界處設(shè)置的抗風(fēng)桁架(3)的剛度大于其它位置的抗風(fēng)桁架，抗風(fēng)桁架(3)兼做檢修平臺(tái)；抗風(fēng)桁架(3)采用雙工字型鋼格構(gòu)型式，與立柱(I)采用螺栓連接或栓焊混合連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于:檁條(4)端部連接于立柱(I)的外側(cè)，檁條(4)的外側(cè)安裝壓型鋼板(5)，壓型鋼板(5)為鍍鋁鋅板；壓型鋼板(5)與檁條(4)采用自攻螺釘(7)連接固定形成應(yīng)力蒙皮；檁條(4)與立柱(I)的內(nèi)側(cè)之間布置有水平隅撐(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于:所述抗風(fēng)桁架(3 )環(huán)向設(shè)置在立柱(I)與支撐(2 )相交位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于:檁條(4)的間距在0.Sm至2.0米之間，檁條(4)與立柱(I)采用螺栓連接，同一高度的若干檁條(4)形成環(huán)向封閉的檁條環(huán)；檁條(4)與斜支撐(2)之間借助節(jié)點(diǎn)板采用螺栓連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型直筒錐段型鋼結(jié)構(gòu)冷卻塔，其特征在于:抗風(fēng)桁架(3)采用工字鋼或熱軋型鋼做內(nèi)外弦桿，斜腹桿采用角鋼或鋼管，與立柱(I)采用螺栓連接或栓焊混合連接。
【文檔編號(hào)】E04H5/12GK203821907SQ201420184774
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】李紅星, 童根樹, 董綠荷, 李強(qiáng)波, 薛珉, 唐六九 申請(qǐng)人:中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院