[实用新型]逆流式双曲线型自然通风排烟冷却塔大型洞口矩形加固结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及逆流式双曲线型自然通风排烟冷却塔的结构设计方案，特别是在大型玻璃钢烟道穿过塔壁进入塔内的排烟冷却塔。

背景技术

西方发达国家自70年代末到80年代末，相继在燃煤电厂采用湿法脱硫工艺，为解决脱硫烟气从烟囱排放温度偏低、排放效果差的问题，冷却塔排烟技术应运而生，并获得了应用。

冷却塔排烟技术在国外有了一定规模的应用实绩，是一项比较成熟可靠的技术；但该技术在国内刚开始工程应用阶段，三河电厂二期工程采用了冷却塔排烟技术，该工程设两座4500m²的排烟冷却塔，由北京国电华北电力工程有限公司负责全部设计工作，这是我国第一个自主设计的排烟冷却塔。其后大唐哈尔滨第一热电厂、大唐锦州热电厂和天津东北郊热电厂均采用了冷却塔排烟技术，且均由北京国电华北电力工程有限公司设计。

排烟冷却塔一般都配有大型玻璃钢烟道，烟道直径一般在5m-10m之间，烟道高度通常在地面以上30m-45m。由于烟道须穿过塔筒壁进入塔内，因此需在塔筒上开7-12m的大型洞口。排烟冷却塔属旋转薄壳结构，在塔筒壁上开大洞会对其稳定性和结构强度产生较大影响，必须对塔筒壁采取足够的加固措施才能保证排烟冷却塔的结构安全，这在国内尚属一个全新的课题。以三河电厂二期工程的排烟冷却塔为例，其玻璃钢烟道直径为5.2m，烟道高度在地面以上39m，为保证烟道顺利穿过塔壁，须在塔筒上开一个7m的大洞。由于开洞为圆形，一般的考虑，可在洞口周边设置环梁来加固洞口，但是该方案存在以下技术缺陷：

1、线型自然通风排烟冷却塔一般采用翻板法施工，模板为矩形，当施工到洞口附近时，由于洞口加固为环梁，需要做大量异型模板，而且翻板也不能顺畅进行，即影响施工进度，还增加了施工难度和工程投资。

2、曲线型自然通风排烟冷却塔的筒壁钢筋均沿子午向和塔筒环向布置，而洞口环梁加固筋须沿洞口环向和洞口径向布置，这样筒壁钢筋与洞口环梁相交处会产生多重交叉，给配筋的布置与施工带来一定难度。

实用新型内容

为解决双曲线型自然通风排烟冷却塔筒壁上开大型洞口的结构安全问题，提出了大型洞口矩形加固方案，该方案不仅能够保证排烟冷却塔的结构安全，同时还能保证翻板法施工连续进行，而且还避免了洞口附近钢筋多重交叉的矛盾，易于保证施工质量和施工进度。是一个较好的结构设计方案。

本实用新型所采用的技术方案是：将洞口周围一定宽度范围内的筒壁加厚，加厚区域的外边缘在立面上是一个矩形区域，在加厚区外设一个过渡区，塔筒壁厚在该区由正常厚度平顺过渡到加厚后厚度，过渡区外缘在立面上也是一个矩形区域。由于上述两个区域均为矩形区域，因此翻板法施工所采用的矩形模板在该区域仍可使用，这样可保证翻板法施工正常进行，不需制作大量的异型模板。加厚区和过渡区的筒壁加固配筋可根据有限元计算结果按塔筒环向和子午向配置，与正常塔筒壁配筋方式协调一致，不会出现多重钢筋交叉问题，对于圆形洞口附近，仅需按构造配置少量的附加筋即可。例如本实用新型第一实施例中指出：4500m²双曲线型自然通风排烟冷却塔在39.0m高度设有两个7.0m直径的大型圆洞，开洞区域附近塔筒的正常壁厚为180mm，为保证塔体在开洞后的安全，在洞口周围设了矩形加厚区，加厚后的厚度为360mm，加厚的范围控制在洞口周围不小于3.0m宽的区域，加厚区外设过渡区，过渡区宽度控制在2.0m以上。又例如本实用新型第二实施例中指出：5000m²双曲线型自然通风排烟冷却塔在34.5m高度设有两个7.0m直径的大型圆洞，开洞区域附近塔筒的正常壁厚为180mm，洞口周围加厚区厚度为360mm，加厚的范围控制在洞口周围不小于3.0m宽的区域，加厚区外设过渡区，过渡区宽度控制在3.0m以上；再例如本实用新型第三实施例中指出：4000m²双曲线型自然通风排烟冷却塔在42.6m高度设有两个7.5m直径的大型圆洞，开洞区域附近塔筒的正常壁厚为180mm，由于两个洞口相距很近(注：最小距离仅2.7m)，矩形加厚区厚度加大到500mm，加厚的范围控制在洞口周围不小于3.0m宽的区域，加厚区外设过渡区，过渡区宽度控制在5.0m以上；采用ANSYS大型有限元软件对上述工程开洞加固后的排烟冷却塔进行了结构分析计算，结果显示塔体整体及局部稳定性可满足规范要求，仅需适当加大加厚区和过渡区的配筋来解决即可保证塔的安全。说明该矩形加固方案是可行的。