雙曲線型冷卻塔

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 火電廠、核電站的循環水自然通風冷卻塔是一種大型薄殼型構筑物。建在水源不十分充足的地區的電廠,為了節約用水,需建造一個循環冷卻水系統,以使得冷卻器中排出的熱水在其中冷卻后可重復使用。大型電廠采用的冷卻構筑物多為雙曲線型冷卻塔。此類冷卻塔多用于內陸缺水電站。


集水池多為在地面下約2米深的圓形水池。塔身為有利于自然通風的雙曲線形無肋無梁柱的薄壁空間結構,多用鋼筋混凝土制造。冷卻塔通風筒包括下環梁、筒壁、塔頂剛性環3部分。下環梁位于通風筒殼體的下端,風筒的自重及所承受的其他荷載都通過下環梁傳遞給斜支柱,再傳到基礎。筒壁是冷卻塔通風筒的主體部分,它是承受以風荷載為主的高聳薄殼結構,對風十分敏感。其殼體的形狀、壁厚,必須經過殼體優化計算和曲屈穩定來驗算,是優化計算的重要內容。塔頂剛性環位于殼體頂端,是筒殼在頂部的加強箍,它加強了殼體頂部的剛度和穩定性。


斜支柱為通風筒的支撐結構,主要承受自重、風荷載和溫度應力。斜支柱在空間是雙向傾斜的,按其幾何形狀有“人”字形、“V”字形和“X”字形柱,截面通常有圓形、矩形、八邊形等。一般按雙拋物線設計,基礎主要承受斜支柱傳來的全部荷載,按其結構形式分有環形基礎(包括倒“T”型基礎)和單獨基礎。基礎的沉降對殼體應力的分布影響較大、敏感性強。故斜支柱和基礎在冷卻塔優化計算和設計中亦顯得十分重要。
冷卻塔高度一般為75~150米,底邊直徑65~120米。塔內上部為風筒,筒壁第一節(下環梁)以下為配水槽淋水裝置,統制為淋水構架,多用PE或PVC材料制成。塔底有一個蓄水池,但需根據蒸發量連續補水。淋水裝置是使水蒸發散熱的主要設備。運行時,水從配水槽向下流淋滴濺,空氣從塔底側面進入,與水充分接觸后帶著熱量向上排出。冷卻過程以蒸發散熱為主,一小部分為對流散熱。雙曲線型冷卻塔比水池式冷卻構筑物占地面積小,布置緊湊,水量損失小,且冷卻效果不受風力影響;它又比機力通風冷卻塔維護簡便,節約電能;但體形高大,施工復雜,造價較高,多用電動滑模
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