[发明专利]一种吸热塔塔顶重载设备的支撑转换结构及使用方法

说明书

本发明属于塔式光热发电技术领域，具体提供了一种吸热塔塔顶重载设备的支撑转换结构及使用方法，所述重载设备通过支撑转换结构安装在吸热塔塔顶上，支撑转换结构包括空间钢桁架和顶板，空间钢桁架包括上弦梁、下弦梁，上弦梁下连接下弦梁，吸热塔塔壁的塔顶开设有塔壁梁窝，吸热塔塔壁的内侧壁设置有塔壁牛腿，空间钢桁架的数量为多榀，多榀空间钢桁架的上弦梁通过塔壁梁窝连接在吸热塔顶部，上弦梁的顶面上放置顶板，多榀空间钢桁架的下弦梁连接在塔壁牛腿的顶面；本发明实现了重载设备的支撑和转换，满足了风荷载作用下整体受力及协调变形要求，其刚度和承载力的设计方法亦可应用到其它高耸构筑物的转换结构中。

技术领域

本发明属于塔式光热发电技术领域，具体涉及一种吸热塔塔顶重载设备的支撑转换结构及使用方法。

背景技术

在塔式熔融盐太阳能光热发电系统中，吸热塔是塔式太阳能电站的核心构筑物，结构总高度一般均超过150m。吸热器作为核心设备之一位于吸热塔顶，聚集地面数面定日镜反射的高热流密度辐射能。外露管式吸热器外表面由大量竖直并列的直管焊接在一起形成条形吸热板，吸热板拼接呈圆柱形，内部和顶部布置有传热流体集箱，用于向吸热器供给冷传热流体和收集被加热的传热流体，自身重量一般1000～3500吨，使得吸热塔成为一种“头重脚轻”特殊的高耸结构。

吸热塔不同于烟囱和电视塔等高耸结构，塔顶区域设置空气压缩罐、电气配电柜、设备层等，主要表现在结构质量分布不均匀、结构刚度分布不均匀、塔顶外形明显突变，目前未有针对吸热塔结构的专用设计规范。吸热器作为重载设备，在吸热塔结构设计中，塔顶转换结构采用的形式及支撑节点的连接方式应作为重中之重，塔顶转换结构主要设计难点有：

1)吸热器设备及其支撑框架应作为吸热塔结构的一部分，进行整体模态分析，其动力参数(周期、振型系数、阻尼比等)取值将很大影响风振及地震作用的计算结果。故实际建设的转换结构应与力学分析模型严格一致，且要满足吸热器在正常使用过程中摆幅限值。

2)根据以往高耸结构的地震分析经验，外形和刚度突变的顶部构件，尤其在高烈度区，其水平位移较大，伴随有明显的“鞭梢效应”，为满足整体结构的强度和刚度指标，设计难度较大。

3)由于塔顶高度高，转换结构的设计基于高空作业前提下，能够降低施工吊装和安装的难度，最大化地缩短工期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸热塔塔顶重载设备的支撑转换结构，实现吸热器通过转换结构成功过渡吸热塔之上，同时满足支撑结构需要的强度和刚度要求，为吸热塔今后设计和应用提供强有力的技术支撑。

本发明的另一个目的在于提供一种吸热塔塔顶重载设备的支撑转换结构的使用方法，给出保证空间钢桁架结构刚度的布置方法、保证转换结构与塔壁承载力的连接方法，结合项目的实际应用，本发明钢桁架式转换结构具有很好的适用性和可靠性。

为此，本发明提供了一种吸热塔塔顶重载设备的支撑转换结构，所述重载设备通过支撑转换结构安装在吸热塔塔顶上，重载设备包括吸热器和支架钢柱，吸热器通过支架钢柱安装在支撑转换结构上，所述支撑转换结构包括空间钢桁架和顶板，空间钢桁架包括上弦梁和下弦梁，上弦梁下连接下弦梁，所述吸热塔塔壁的塔顶开设有塔壁梁窝，吸热塔塔壁的内侧壁设置有塔壁牛腿，空间钢桁架的数量为多榀，多榀空间钢桁架的上弦梁通过塔壁梁窝连接在吸热塔顶部，上弦梁的顶面上连接顶板，多榀空间钢桁架的下弦梁连接在塔壁牛腿的顶面。

所述空间钢桁架还包括多个上弦梁外臂和上弦联系梁，每个上弦梁外臂和上弦梁交叉连接，相邻两榀空间钢桁架的上弦梁外臂之间通过上弦联系梁连接。

所述空间钢桁架还包括多个柱脚刚性支撑节点，上弦梁和上弦梁外臂的交叉区域连接1个柱脚刚性支撑节点。

所述空间钢桁架还包括水平支撑，多榀空间钢桁架的下弦梁之间通过水平支撑连接。