本发明专利技术冷却塔倒塌模拟试验装置，包括有冷却塔模型、数据采集装置、数据处理装置、多个支柱、台座及柱支撑装置，数据采集装置与数据处理装置连接，冷却塔模型底部一部分通过多个所述支柱支撑于所述台座上，冷却塔模型的另一部分通过柱支撑装置支撑，支撑装置的高度可调，所述数据采集装置设置于所述冷却塔模型倒塌方向的前方或/和垂直于冷却塔模型倒塌方向，所述冷却塔模型及所述支柱均采用砂浆及钢筋浇筑形成，砂浆的抗压强度与冷却塔的实际抗压强度一致。本发明专利技术利用与冷却塔实际工程性能相同的砂浆及钢筋建立的冷却塔的物理模型，结构力学与冷却塔实际工程吻合，通过试验获得所述冷却塔模型的倒塌后的形态，利于提高冷却塔的实际安全系数。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及模拟试验装置，尤其是指一种冷却塔倒塌模拟试验装置。
技术介绍
在核电工程的二次循环冷却系统中，需要设置冷却塔，作为循环水与冷却介质发生热交换，带走热量并温度降低的场所。由于核电单机容量大，循环水量也相应较大，因此冷却塔的几何体量也是相当巨大。根据现有的行业认知，1000MW级别核电站的冷却塔，塔高一般需要达到200m以上，零米直径180m以上。核电冷却塔一般采用双曲线型钢筋混凝土结构。超大型冷却塔结构主要分为基础、支柱、塔筒及塔内淋水构架4个结构组成部分。 核电工程关乎国计民生，因此核电站的安全级别很高。作为核电站内单体几何尺寸最大的建筑物之一，超大型冷却塔结构安全性对整个核电站的核安全有至关重要的影响。核电站超大型冷却塔倒塌不仅会对邻近建筑物产生直接的巨大物理冲击，造成邻近建筑倒塌，而且超大型冷却塔倒塌产生的地面振动尚会对核岛造成影响，危及核安全。因此，在超大型冷却塔结构设计中，不仅要求对冷却塔结构本身的强度、稳定性进行科学、详细的力学计算，尚需对超大型冷却塔在不可预知的外部偶然荷载作用下倒塌过程进行计算研究，作为评估核安全性的一则重要依据。因为目前世界上已投运及在建的核电站主要是直流循环(一次循环)，所以针对二次循环的核电站超大型冷却塔的分析技术相对匮乏，尤其是针对超大型冷却塔倒塌过程的研究。目前世界上尚无针对核电超大型冷却塔倒塌的物理模型实验成果，此领域的研究尚属空白。我国现行的规范体系，也尚无针对超大型冷却塔倒塌量化分析的技术标准。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供一种冷却塔倒塌模拟试验装置，其能够模拟冷却塔倒塌的过程，得出冷却塔的倒塌规律，作为冷却塔设计及核电站安全评估的重要依据，提高冷却塔的安全性。本专利技术的目的是这样实现的—种冷却塔倒塌模拟试验装置，其包括有冷却塔模型、数据采集装置、数据处理装置、多个支柱、台座及柱支撑装置，所述数据采集装置与所述数据处理装置连接，所述冷却塔模型底部一部分通过多个所述支柱支撑于所述台座上，所述冷却塔模型的另一部分通过所述柱支撑装置支撑，所述支撑装置的高度可调，所述数据采集装置设置于所述冷却塔模型倒塌方向的前方或/和垂直于所述冷却塔模型倒塌方向，其中，所述冷却塔模型及所述支柱均采用砂浆及钢筋浇筑形成，所述砂浆的抗压强度与冷却塔的实际抗压强度一致。建立冷却塔模型，并将所述冷却塔底部一部分通过支柱支撑于所述台座上，而另一部分直接通过所述支撑装置支撑；在实验时，降低所述支撑装置的高度，所述支撑装置失去承载能力，所述冷却塔模型倒塌或倾覆；在所述冷却塔模型倒塌的过程中，所述数据采集装置根据需要采集数据。在其中一个实施例中，其还包括有支撑板，所述支撑板位于所述柱支撑装置上。在其中一个实施例中，所述数据采集装置包括有地振动数据采集装置，所述地振动数据采集装置包括有用于采集地面点处X、Y、Z三轴加速度的加速度传感器及加速度数据采集装置，所述加速度数据采集装置与所述数据处理装置连接。 通过所述加速度传感器将采集到的数据传输给所述数据采集装置进行处理，可得到地面点处X、Y、Z三轴的加速度时程曲线，根据测量结果的得出所述冷却塔模型倒塌后对核岛产生的影响，并且能够应用于爆破拆除中地面振动监测。在其中一个实施例中，所述数据采集装置还包括位移数据采集装置，所述位移数据采集装置包括多个位移计及位移数据采集装置，所述位移数据采集装置与所述数据处理装置连接，多个所述位移计与所述位移数据采集装置连接，其中，多个所述位移计固定于所述台座上，其余所述位移计固定于所述冷却塔塔顶的同一水平面上。测量所述支柱的位移计和下环梁处的位移参数的位移计设置在所述台座上，并且 多个位移计之间相互错开，并优选将其中一个所述位移计垫高保证其相互之间具有一定的高差；而用于测量所述冷却塔顶端的多个位移计由于量程的问题，则优选可通过脚手架固定于与所述冷却塔模型塔顶的同一水平面上，且多个所述位移计位置错开，并具有一定的闻差。在其中一个实施例中，在靠近所述柱支撑装置处的多个支柱上设置震动感应片，所述震动感应片与所述位移数据采集装置连接。当所述柱支撑装置的支撑失效，所述支撑板下落，所述冷却塔模型会绕剩余的支撑面积(即所述支柱部分)转动，靠近所述冷却塔模型中心的支柱在试验开始后受压作用明显，压应力最大最容易破坏，而在靠近所述柱支撑装置处(即所述冷却塔模型的中心轴线上)的多个支柱上设置震动感应片，便于测量所述支柱上的应变时程关系。在其中一个实施例中，所述数据采集装置还包括摄像采集装置，所述摄像采集装置包括有至少两台图像撷取装置、全站仪及图像采集装置连接，所述图像撷取装置与所述图像采集装置连接，所述图像撷取装置分别设置于所述冷却塔模型倒塌方向的前方和垂直于所述冷却塔模型倒塌方向，所述冷却塔模型的外壁面上设有多个标志点，且多个所述标志点的坐标位置已知。通过全站仪记录多个所述标志点的起始坐标位置，通过所述图像撷取装置撷取所述冷却塔模型在倒塌时的运动状态照片，通过软件对分析每帧照片中的标志点进行捕捉定位，最后计算出这些标志点在各个时刻的空间位置坐标，最终计算出冷却塔在空间的运动状态，如标志点的位移、速度和加速度。在其中一个实施例中，所述摄像采集装置还包括有工控机及同步控制器，所述冷却塔模型的倒塌方向和垂直于所述冷却塔模型倒塌方向上分别设有至少两台所述图像撷取装置，两台所述图像撷取装置均与所述工控机及所述同步控制器连接。通过所述同步控制器及所述工控机控制多台所述图像撷取装置能够同时动作，能够获取所述冷却塔模型倒塌时的图片。在其中一个实施例中，所述摄像采集装置还包括有棱镜。当从一个测站很难无法测量出全部控制点坐标，例如，多个位于脚手架上的测点都被冷却塔模型遮挡而无法透视时，此时就需要变换测站，通过所述棱镜的作用，可使无论从哪个角度的入射光线都能够沿原路径返回。在其中一个实施例中，所述摄像采集装置还包括有至少两台视频撷取装置，其分别设于冷却塔模型的倒塌方向和垂直于所述冷却塔模型倒塌方向上，所述视频撷取装置与所述数据处理装置连接。在其中一个实施例中，所述柱支撑装置包括有上支架及下支架，所述上支架和所述下支架之间设有滑动支架，所述上支架及所述下支架的相对面分别设有滑道，所述滑动支架包括有两个第一滑杆及两个第二滑杆，所述第一滑杆与所述第二滑杆转动连接，所述第一滑杆固定于所述下支架上，在所述第一滑杆与所述第二滑杆连接处及所述第二滑杆的另一端分别设有滑轮。在其中一个实施例中，所述滑动支架两侧的滑道上分别设有至少两个限位装置，使所述柱支撑装置的高度等于所述台座与所述支柱的高度之和，或使所述柱支撑装置的高 度低于所述台座与所述支柱的高度之和。在其中一个实施例中，所述冷却塔模型的一半面积采用所述支柱支撑，所述冷却塔模型的另一半面积通过所述柱支撑装置支撑。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果本专利技术利用与冷却塔实际工程性能相同的砂浆及钢筋建立的冷却塔的物理模型，结构力学与冷却塔实际工程吻合，通过试验获得所述冷却塔模型的倒塌后的形态，利于提高冷却塔的实际安全系数。通过所述柱支撑机构实现冷却塔的瞬间倒塌状态，安全、方便可靠。采用平面结合空间，冷却塔模型结合地面的全方位多测点检测系统，在冷却塔塔身埋设位移计及监测点；地面埋设震动感应片接收地震振动数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种冷却塔倒塌模拟试验装置，其特征在于，其包括有冷却塔模型、数据采集装置、数据处理装置、多个支柱、台座及柱支撑装置，所述数据采集装置与所述数据处理装置连接，所述冷却塔模型底部一部分通过多个所述支柱支撑于所述台座上，所述冷却塔模型的另一部分通过所述柱支撑装置支撑，所述支撑装置的高度可调，所述数据采集装置设置于所述冷却塔模型倒塌方向的前方或/和垂直于所述冷却塔模型倒塌方向，其中，所述冷却塔模型及所述支柱均采用砂浆及钢筋浇筑形成，所述砂浆的抗压强度与冷却塔的实际抗压强度一致。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘立威，罗必雄，彭雪平，汤东升，马兆荣，陆晓琴，徐荣彬，孙小兵，刘东华，李乐，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院，
类型：发明
国别省市：
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