一种抗强台风的自适应钢结构冷却塔制造技术

本发明专利技术涉及本发明专利技术公开了一种抗强台风的自适应钢结构冷却塔，包括桁架系统、双曲线围护板系统和伺服开合系统。桁架系统的环向桁架与子午向桁架纵横交错连接，做为整体钢结构冷却塔的传力结构，具有刚性环和子午肋的作用，可提高冷却塔塔筒整体稳定性及减小塔筒表面风压；双曲线围护板系统的围护板通过围护板支架组件挂载在环向桁架上，伺服开合系统铺设于环向桁架上，风雨感应器安装于冷却塔塔筒顶部环向桁架上，当台风雨超过限值时，双曲线围护板开合姿态调整，使钢结构冷却塔在强台风来临的停机状态时能够打开围护板，减少冷却塔迎风面积，而使作用在塔筒表面的风荷载大大降低，提高钢结构冷却塔的抗强台风性能。

An adaptive cooling tower with steel structure against strong typhoon

【技术实现步骤摘要】
一种抗强台风的自适应钢结构冷却塔
本专利技术属于冷却塔
，具体而言，涉及一种抗强台风的自适应钢结构冷却塔。
技术介绍
冷却塔是一种为了释放火电厂废热的高效率设备，近些年逐渐朝着大功率化发展，呈现超高大化趋势，柔性塔筒的安全储备也逐渐下降。中国海岸线绵长，台风频发，随着沿岸经济的飞速发展，用电量的增多也促使沿岸增建冷却塔，坐落于台风影响范围内的冷却塔遭受超限风荷载的概率也急剧增大；为了提高冷却塔的结构稳定性，申请号为201620659993.8的中国专利公开了一种交叉桁架型式的钢结构冷却塔，该塔通过塔形采用双曲线型或直筒圆锥型，可以保证塔体受力均匀，调高结构稳定性高和抗台风抗震性能，而且塔型曲率的适应性好，但是冷却塔超高大化趋势带来的硕大迎风面积使冷却塔在极端强台风环境下遭受的风荷载过大，其进一步引发的冷却塔结构设计难度增加的问题，这是上述交叉桁架型式的钢结构冷却塔所无法解决的。作用在冷却塔塔筒表面的风荷载大小由风压乘以迎风面积决定，当主动控制开合系统在电动窗户等领域已有相关应用，但其主要用于解决人力问题与智能家居，在钢结构冷却塔尚未有效应用，钢结构冷却塔的围护板智能开合技术具有详尽的前备技术储备与广阔的应用前景。因此，将围护板智能开合技术应用于钢结构冷却塔上，使冷却塔在强台风环境下能够进行主动控制调整迎风面积时，能有效降低作用于塔筒表面的风荷载，进而直接减小冷却塔结构设计荷载。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种抗强台风的自适应钢结构冷却塔。该自适应钢结构冷却塔通过桁架系统承担结构荷载，通过将双曲线围护板系统挂载在桁架系统上，覆盖作为冷却塔塔筒，提供冷却塔的双曲线气动外形，通过伺服开合系统控制双曲线围护板开合姿态转换，可使冷却塔在强台风环境下打开围护板，能有效降低作用于冷却塔的风荷载。为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种抗强台风的自适应钢结构冷却塔，其中，包括桁架系统、双曲线围护板系统和伺服开合系统，桁架系统包括若干个环向桁架和若干个子午向桁架，所述环向桁架与子午向桁架相互纵横交错连接，组成冷却塔承载骨架，每个相邻环向桁架与子午向桁架围成的空间中，均安装一个双曲线围护板系统，环向桁架和子午向桁架外侧外凸至双曲线围护板系统外侧，双曲线围护板系统包括双曲线围护板、双曲线围护板环向支架、双曲线围护板子午向支架、双曲线围护板旋转挂件以及旋转电机，双曲线围护板固定安装在双曲线围护板环向支架和双曲线围护板子午向支架组成的围护骨架上，双曲线围护板旋转挂件与围护骨架固定连接，双曲线围护板旋转挂件与双曲线围护板子午向支架平行，且双曲线围护板旋转挂件位于围护骨架中部，双曲线围护板旋转挂件的上端和下端与相应的环向桁架定位连接，且双曲线围护板旋转挂件能绕自身轴心转动，旋转电机安装在双曲线围护板旋转挂件上，旋转电机用于驱动双曲线围护板旋转挂件转动，从而使得双曲线围护板能绕双曲线围护板旋转挂件轴心转动至少90°，伺服开合系统包括风雨感应器和控制器，风雨感应器安装在冷却塔顶部环向桁架上，用于测量冷却塔塔顶风压与雨强，风雨感应器与控制器连接，控制器与各旋转电机连接，当台风雨超过限值时，风雨感应器将信号发送至控制器，控制器控制各旋转电机转动，使双曲线围护板与来风方向平行。上述的双曲线围护板系统包括若干个双曲线围护板、双曲线围护板环向支架、双曲线围护板子午向支架和双曲线围护板旋转挂件，每个双曲线围护板均固定在相应的双曲线围护板环向支架和双曲线围护板子午向支架做成的围护骨架上，每个围护骨架均安装有双曲线围护板旋转挂件，双曲线围护板系统只有一个旋转电机，该旋转电机与其中一个双曲线围护板旋转挂件连接，各围护骨架之间通过一连接杆连接，连接杆与各围护骨架铰接配合，旋转电机带动与其连接的一个双曲线围护板旋转挂件旋转时，该双曲线围护板旋转挂件能带动连接杆位移，连接杆带动其余各围护骨架随动，使得一个双曲线围护板系统中的各双曲线围护板统一动作。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：上述的桁架系统为型钢结构或网架格构结构。上述的风雨感应器采用BALUK363无线传感器，可检测风压及雨强信号并以无线电信号传递到控制器，控制器采用台达伺服B2系列电机驱动器，当其接受的风压及雨强电磁信号超限时，产生并传递电机控制信号至旋转电机，旋转电机采用K8178R直流遥控电机。上述的环向桁架包括环向桁架内弦杆、环向桁架外弦杆和环向桁架腹杆,环向桁架外弦杆通过环向桁架腹杆水平焊接在环向桁架内弦杆外侧，左右相邻环向桁架腹杆首尾相连。上述的子午向桁架包括子午向桁架内弦杆、子午向桁架外弦杆和子午向桁架腹杆，子午向桁架外弦杆通过子午向桁架腹杆纵向焊接在子午向桁架内弦杆外侧，上下相邻子午向桁架腹杆首尾相连。上述的纵横交错处的环向桁架腹杆与子午向桁架腹杆通过焊接相连，纵横交错处的子午向桁架外弦杆与环向桁架外弦杆焊接相连。本专利技术具有以下有益效果：1)桁架系统的环向桁架沿冷却塔塔筒高度均匀分布，可约束住冷却塔薄壳的水平变形，而贯穿子午向的子午向桁架约束住冷却塔塔筒的整体倾覆变形，因而对于冷却塔具有刚性环和子午肋的作用，可显著提高冷却塔塔筒整体稳定性。2)桁架系统外凸在双曲线围护板系统表面，可有效提高冷却塔塔筒表面粗糙度，从而使得流经冷却塔塔筒与边界分离漩涡的流速有所减小，进而有效减小冷却塔塔筒表面风压。3)相较于传统冷却塔，本专利技术通过将双曲线围护板系统铺设在冷却塔塔筒表面，在强台风的停机环境时，伺服开合系统根据检测的塔顶风压及雨强，控制旋转电机驱动双曲线围护板系统调整开合姿态。闭合姿态时，能包覆形成冷却塔的双曲线形塔筒，提供冷却塔自然通风循环的气动外形；开启姿态时，有效减小冷却塔塔筒迎风面积，进而直接减小冷却塔结构设计风荷载，提高结构设计安全储备。附图说明图1是本专利技术的结构开启姿态结构示意图；图2是本专利技术的结构闭合姿态结构示意图；图3是图1的桁架系统与双曲线围护板系统示意图；图4是图1的风雨感应器与环向桁架连接示意图；图5是图1的双曲线围护板结构示意图。其中，附图标记为：桁架系统1、环向桁架11、环向桁架内弦杆11a、环向桁架外弦杆11b、环向桁架腹杆11c、子午向桁架12、子午向桁架内弦杆12a、子午向桁架外弦杆12b、子午向桁架腹杆12c、伺服开合系统2、风雨感应器21、双曲线围护板系统3、双曲线围护板31、双曲线围护板环向支架32、双曲线围护板子午向支架33、双曲线围护板旋转挂件34、旋转电机35、连接杆36。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细描述。本实施例的一种抗强台风的自适应钢结构冷却塔，如图1和图2所述的抗强台风的自适应钢结构冷却塔是110m高的钢桁架自然通台风冷却塔，底部支柱高20m，包括桁架系统1、双曲线围护板系统3和伺服开合系统2，桁架系统1包括若干个环向桁架11和若干个子午向桁架12，所述环向桁架11与子午向桁架1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗强台风的自适应钢结构冷却塔，其特征在于，包括桁架系统(1)、双曲线围护板系统(3)和伺服开合系统(2)，所述的桁架系统(1)包括若干个环向桁架(11)和若干个子午向桁架(12)，所述环向桁架(11)与子午向桁架(12)相互纵横交错连接，组成冷却塔承载骨架，每个相邻环向桁架(11)与子午向桁架(12)围成的空间中，均安装一个双曲线围护板系统(3)，环向桁架(11)和子午向桁架(12)外侧外凸至双曲线围护板系统(3)外侧，所述的双曲线围护板系统(3)包括双曲线围护板(31)、双曲线围护板环向支架(32)、双曲线围护板子午向支架(33)、双曲线围护板旋转挂件(34)以及旋转电机(35)，所述的双曲线围护板(31)固定安装在双曲线围护板环向支架(32)和双曲线围护板子午向支架(33)组成的围护骨架上，所述的双曲线围护板旋转挂件(34)与围护骨架固定连接，双曲线围护板旋转挂件(34)与双曲线围护板子午向支架(33)平行，且双曲线围护板旋转挂件(34)位于围护骨架中部，双曲线围护板旋转挂件(34)的上端和下端与相应的环向桁架(11)定位连接，且双曲线围护板旋转挂件(34)能绕自身轴心转动，所述的旋转电机(35)安装在双曲线围护板旋转挂件(34)上，旋转电机(35)用于驱动双曲线围护板旋转挂件(34)转动，从而使得双曲线围护板(31)能绕双曲线围护板旋转挂件(34)轴心转动至少90°，所述的伺服开合系统(2)包括风雨感应器(21)和控制器，所述的风雨感应器(21)安装在冷却塔顶部环向桁架(11)上，用于测量冷却塔塔顶风压与雨强，风雨感应器(21)与控制器连接，控制器与各旋转电机(35)连接，当台风雨超过限值时，风雨感应器(21)将信号发送至控制器，控制器控制各旋转电机(35)转动，使双曲线围护板(31)与来风方向平行。/n...

【技术特征摘要】
1.一种抗强台风的自适应钢结构冷却塔，其特征在于，包括桁架系统(1)、双曲线围护板系统(3)和伺服开合系统(2)，所述的桁架系统(1)包括若干个环向桁架(11)和若干个子午向桁架(12)，所述环向桁架(11)与子午向桁架(12)相互纵横交错连接，组成冷却塔承载骨架，每个相邻环向桁架(11)与子午向桁架(12)围成的空间中，均安装一个双曲线围护板系统(3)，环向桁架(11)和子午向桁架(12)外侧外凸至双曲线围护板系统(3)外侧，所述的双曲线围护板系统(3)包括双曲线围护板(31)、双曲线围护板环向支架(32)、双曲线围护板子午向支架(33)、双曲线围护板旋转挂件(34)以及旋转电机(35)，所述的双曲线围护板(31)固定安装在双曲线围护板环向支架(32)和双曲线围护板子午向支架(33)组成的围护骨架上，所述的双曲线围护板旋转挂件(34)与围护骨架固定连接，双曲线围护板旋转挂件(34)与双曲线围护板子午向支架(33)平行，且双曲线围护板旋转挂件(34)位于围护骨架中部，双曲线围护板旋转挂件(34)的上端和下端与相应的环向桁架(11)定位连接，且双曲线围护板旋转挂件(34)能绕自身轴心转动，所述的旋转电机(35)安装在双曲线围护板旋转挂件(34)上，旋转电机(35)用于驱动双曲线围护板旋转挂件(34)转动，从而使得双曲线围护板(31)能绕双曲线围护板旋转挂件(34)轴心转动至少90°，所述的伺服开合系统(2)包括风雨感应器(21)和控制器，所述的风雨感应器(21)安装在冷却塔顶部环向桁架(11)上，用于测量冷却塔塔顶风压与雨强，风雨感应器(21)与控制器连接，控制器与各旋转电机(35)连接，当台风雨超过限值时，风雨感应器(21)将信号发送至控制器，控制器控制各旋转电机(35)转动，使双曲线围护板(31)与来风方向平行。


2.根据权利要求1所述的一种抗强台风的自适应钢结构冷却塔，其特征在于，所述的双曲线围护板系统(3)包括若干个双曲线围护板(31)、双曲线围护板环向支架(32)、双曲线围护板子午向支架(33)和双曲线围护板旋转挂件(34)，每个双曲线围护板(31)均固定在相应的双曲线围护板环向支架(32)和双曲线围护板子午向支架(33)做成...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯世堂，吴鸿鑫，杨杰，王晓海，李霏霞，杜琳，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32