冷卻塔倒塌模擬試驗裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術冷卻塔倒塌模擬試驗裝置，包括有冷卻塔模型、數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、多個支柱、臺座及柱支撐裝置，數(shù)據(jù)采集裝置與數(shù)據(jù)處理裝置連接，冷卻塔模型底部一部分通過多個所述支柱支撐于所述臺座上，冷卻塔模型的另一部分通過柱支撐裝置支撐，支撐裝置的高度可調，所述數(shù)據(jù)采集裝置設置于所述冷卻塔模型倒塌方向的前方或/和垂直于冷卻塔模型倒塌方向，所述冷卻塔模型及所述支柱均采用砂漿及鋼筋澆筑形成，砂漿的抗壓強度與冷卻塔的實際抗壓強度一致。本實用新型專利技術利用與冷卻塔實際工程性能相同的砂漿及鋼筋建立的冷卻塔的物理模型，結構力學與冷卻塔實際工程吻合，通過試驗獲得所述冷卻塔模型的倒塌后的形態(tài)，利于提高冷卻塔的實際安全系數(shù)。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術涉及模擬試驗裝置，尤其是指一種冷卻塔倒塌模擬試驗裝置。
技術介紹
在核電工程的二次循環(huán)冷卻系統(tǒng)中，需要設置冷卻塔，作為循環(huán)水與冷卻介質發(fā)生熱交換，帶走熱量并溫度降低的場所。由于核電單機容量大，循環(huán)水量也相應較大，因此冷卻塔的幾何體量也是相當巨大。根據(jù)現(xiàn)有的行業(yè)認知，1000MW級別核電站的冷卻塔，塔高一般需要達到200m以上，零米直徑180m以上。核電冷卻塔一般采用雙曲線型鋼筋混凝土結構。超大型冷卻塔結構主要分為基礎、支柱、塔筒及塔內淋水構架4個結構組成部分。核電工程關乎國計民生，因此核電站的安全級別很高。作為核電站內單體幾何尺寸最大的建筑物之一，超大型冷卻塔結構安全性對整個核電站的核安全有至關重要的影響。核電站超大型冷卻塔倒塌不僅會對鄰近建筑物產生直接的巨大物理沖擊，造成鄰近建筑倒塌，而且超大型冷卻塔倒塌產生的地面振動尚會對核島造成影響，危及核安全。因此，在超大型冷卻塔結構設計中，不僅要求對冷卻塔結構本身的強度、穩(wěn)定性進行科學、詳細的力學計算，尚需對超大型冷卻塔在不可預知的外部偶然荷載作用下倒塌過程進行計算研究，作為評估核安全性的一則重要依據(jù)。因為目前世界上已投運及在建的核電站主要是直流循環(huán)(一次循環(huán))，所以針對二次循環(huán)的核電站超大型冷卻塔的分析技術相對匱乏，尤其是針對超大型冷卻塔倒塌過程的研究。目前世界上尚無針對核電超大型冷卻塔倒塌的物理模型實驗成果，此領域的研究尚屬空白。我國現(xiàn)行的規(guī)范體系，也尚無針對超大型冷卻塔倒塌量化分析的技術標準。
技術實現(xiàn)思路
鑒于此，本技術提供一種冷卻塔倒塌模擬試驗裝置，其能夠模擬冷卻塔倒塌的過程，得出冷卻塔的倒塌規(guī)律，作為冷卻塔設計及核電站安全評估的重要依據(jù)，提高冷卻塔的安全性。本技術的目的是這樣實現(xiàn)的—種冷卻塔倒塌模擬試驗裝置，其包括有冷卻塔模型、數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、多個支柱、臺座及柱支撐裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述數(shù)據(jù)處理裝置連接，所述冷卻塔模型底部一部分通過多個所述支柱支撐于所述臺座上，所述冷卻塔模型的另一部分通過所述柱支撐裝置支撐，所述支撐裝置的高度可調，所述數(shù)據(jù)采集裝置設置于所述冷卻塔模型倒塌方向的前方或/和垂直于所述冷卻塔模型倒塌方向，其中，所述冷卻塔模型及所述支柱均采用砂漿及鋼筋澆筑形成，所述砂漿的抗壓強度與冷卻塔的實際抗壓強度一致。建立冷卻塔模型，并將所述冷卻塔底部一部分通過支柱支撐于所述臺座上，而另一部分直接通過所述支撐裝置支撐；在實驗時，降低所述支撐裝置的高度，所述支撐裝置失去承載能力，所述冷卻塔模型倒塌或傾覆；在所述冷卻塔模型倒塌的過程中，所述數(shù)據(jù)采集裝置根據(jù)需要采集數(shù)據(jù)。在其中一個實施例中，其還包括有支撐板，所述支撐板位于所述柱支撐裝置上。在其中一個實施例中，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括有地振動數(shù)據(jù)采集裝置，所述地振動數(shù)據(jù)采集裝置包括有用于采集地面點處X、Y、Z三軸加速度的加速度傳感器及加速度數(shù)據(jù)采集裝置，所述加速度數(shù)據(jù)采集裝置與所述數(shù)據(jù)處理裝置連接。 通過所述加速度傳感器將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給所述數(shù)據(jù)采集裝置進行處理，可得到地面點處X、Y、Z三軸的加速度時程曲線，根據(jù)測量結果的得出所述冷卻塔模型倒塌后對核島產生的影響，并且能夠應用于爆破拆除中地面振動監(jiān)測。在其中一個實施例中，所述數(shù)據(jù)采集裝置還包括位移數(shù)據(jù)采集裝置，所述位移數(shù)據(jù)采集裝置包括多個位移計及位移數(shù)據(jù)采集裝置，所述位移數(shù)據(jù)采集裝置與所述數(shù)據(jù)處理裝置連接，多個所述位移計與所述位移數(shù)據(jù)采集裝置連接，其中，多個所述位移計固定于所 述臺座上，其余所述位移計固定于所述冷卻塔塔頂?shù)耐凰矫嫔稀y量所述支柱的位移計和下環(huán)梁處的位移參數(shù)的位移計設置在所述臺座上，并且多個位移計之間相互錯開，并優(yōu)選將其中一個所述位移計墊高保證其相互之間具有一定的高差；而用于測量所述冷卻塔頂端的多個位移計由于量程的問題，則優(yōu)選可通過腳手架固定于與所述冷卻塔模型塔頂?shù)耐凰矫嫔希叶鄠€所述位移計位置錯開，并具有一定的聞差。在其中一個實施例中，在靠近所述柱支撐裝置處的多個支柱上設置震動感應片，所述震動感應片與所述位移數(shù)據(jù)采集裝置連接。當所述柱支撐裝置的支撐失效，所述支撐板下落，所述冷卻塔模型會繞剩余的支撐面積(即所述支柱部分)轉動，靠近所述冷卻塔模型中心的支柱在試驗開始后受壓作用明顯，壓應力最大最容易破壞，而在靠近所述柱支撐裝置處(即所述冷卻塔模型的中心軸線上)的多個支柱上設置震動感應片，便于測量所述支柱上的應變時程關系。在其中一個實施例中，所述數(shù)據(jù)采集裝置還包括攝像采集裝置，所述攝像采集裝置包括有至少兩臺圖像擷取裝置、全站儀及圖像采集裝置連接，所述圖像擷取裝置與所述圖像采集裝置連接，所述圖像擷取裝置分別設置于所述冷卻塔模型倒塌方向的前方和垂直于所述冷卻塔模型倒塌方向，所述冷卻塔模型的外壁面上設有多個標志點，且多個所述標志點的坐標位置已知。通過全站儀記錄多個所述標志點的起始坐標位置，通過所述圖像擷取裝置擷取所述冷卻塔模型在倒塌時的運動狀態(tài)照片，通過軟件對分析每幀照片中的標志點進行捕捉定位，最后計算出這些標志點在各個時刻的空間位置坐標，最終計算出冷卻塔在空間的運動狀態(tài)，如標志點的位移、速度和加速度。在其中一個實施例中，所述攝像采集裝置還包括有工控機及同步控制器，所述冷卻塔模型的倒塌方向和垂直于所述冷卻塔模型倒塌方向上分別設有至少兩臺所述圖像擷取裝置，兩臺所述圖像擷取裝置均與所述工控機及所述同步控制器連接。通過所述同步控制器及所述工控機控制多臺所述圖像擷取裝置能夠同時動作，能夠獲取所述冷卻塔模型倒塌時的圖片。在其中一個實施例中，所述攝像采集裝置還包括有棱鏡。當從一個測站很難無法測量出全部控制點坐標，例如，多個位于腳手架上的測點都被冷卻塔模型遮擋而無法透視時，此時就需要變換測站，通過所述棱鏡的作用，可使無論從哪個角度的入射光線都能夠沿原路徑返回。在其中一個實施例中，所述攝像采集裝置還包括有至少兩臺視頻擷取裝置，其分別設于冷卻塔模型的倒塌方向和垂直于所述冷卻塔模型倒塌方向上，所述視頻擷取裝置與所述數(shù)據(jù)處理裝置連接。在其中一個實施例中，所述柱支撐裝置包括有上支架及下支架，所述上支架和所述下支架之間設有滑動支架，所述上支架及所述下支架的相對面分別設有滑道，所述滑動支架包括有兩個第一滑桿及兩個第二滑桿，所述第一滑桿與所述第二滑桿轉動連接，所述第一滑桿固定于所述下支架上，在所述第一滑桿與所述第二滑桿連接處及所述第二滑桿的另一端分別設有滑輪。在其中一個實施例中，所述滑動支架兩側的滑道上分別設有至少兩個限位裝置，使所述柱支撐裝置的高度等于所述臺座與所述支柱的高度之和，或使所述柱支撐裝置的高度低于所述臺座與所述支柱的高度之和。 在其中一個實施例中，所述冷卻塔模型的一半面積采用所述支柱支撐，所述冷卻塔模型的另一半面積通過所述柱支撐裝置支撐。本技術與現(xiàn)有技術相比，具有如下有益效果本技術利用與冷卻塔實際工程性能相同的砂漿及鋼筋建立的冷卻塔的物理模型，結構力學與冷卻塔實際工程吻合，通過試驗獲得所述冷卻塔模型的倒塌后的形態(tài)，利于提高冷卻塔的實際安全系數(shù)。通過所述柱支撐機構實現(xiàn)冷卻塔的瞬間倒塌狀態(tài)，安全、方便可靠。采用平面結合空間，冷卻塔模型結合地面的全方位多測點檢測系統(tǒng)，在冷卻塔塔身埋設位移計及監(jiān)測點；地面埋設震動本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種冷卻塔倒塌模擬試驗裝置，其特征在于，其包括有冷卻塔模型、數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、多個支柱、臺座及柱支撐裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述數(shù)據(jù)處理裝置連接，所述冷卻塔模型底部一部分通過多個所述支柱支撐于所述臺座上，所述冷卻塔模型的另一部分通過所述柱支撐裝置支撐，所述支撐裝置的高度可調，所述數(shù)據(jù)采集裝置設置于所述冷卻塔模型倒塌方向的前方或/和垂直于所述冷卻塔模型倒塌方向，其中，所述冷卻塔模型及所述支柱均采用砂漿及鋼筋澆筑形成，所述砂漿的抗壓強度與冷卻塔的實際抗壓強度一致。

【技術特征摘要】
1.一種冷卻塔倒塌模擬試驗裝置，其特征在于，其包括有冷卻塔模型、數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、多個支柱、臺座及柱支撐裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述數(shù)據(jù)處理裝置連接，所述冷卻塔模型底部一部分通過多個所述支柱支撐于所述臺座上，所述冷卻塔模型的另一部分通過所述柱支撐裝置支撐，所述支撐裝置的高度可調，所述數(shù)據(jù)采集裝置設置于所述冷卻塔模型倒塌方向的前方或/和垂直于所述冷卻塔模型倒塌方向，其中，所述冷卻塔模型及所述支柱均采用砂漿及鋼筋澆筑形成，所述砂漿的抗壓強度與冷卻塔的實際抗壓強度一致。2.根據(jù)權利要求I所述的冷卻塔倒塌模擬試驗裝置，其特征在于其還包括有支撐板，所述支撐板位于所述柱支撐裝置上。3.根據(jù)權利要求I所述的冷卻塔倒塌模擬試驗裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括有地振動數(shù)據(jù)采集裝置，所述地振動數(shù)據(jù)采集裝置包括有用于采集地面點處X、Y、Z三軸加速度的加速度傳感器和加速度數(shù)據(jù)采集裝置，所述加速度數(shù)據(jù)采集裝置與所述數(shù)據(jù)采集處理裝置連接。4.根據(jù)權利要求3所述的冷卻塔倒塌模擬試驗裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置還包括位移數(shù)據(jù)采集裝置，所述位移數(shù)據(jù)采集裝置包括多個位移計及位移數(shù)據(jù)采集裝置，所述位移數(shù)據(jù)采集裝置與所述數(shù)據(jù)處理裝置連接，多個所述位移計與所述位移數(shù)據(jù)采集裝置連接，其中，多個所述位移計固定于所述臺座上，其余所述位移計固定于所述冷卻塔模型頂?shù)耐凰矫嫔稀?.根據(jù)權利要求4所述的冷卻塔倒塌模擬試驗裝置，其特征在于，在靠近所述柱支撐裝置處的多個支柱上設置震動感應片，所述震動感應片與所述位移數(shù)據(jù)采集裝置連接。6.根據(jù)權利要求4所述的冷卻塔倒塌模擬試驗裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置還包括攝像采集裝置，所述攝像采集裝置包括有至少兩臺圖像擷取...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉立威，羅必雄，彭雪平，湯東升，馬兆榮，陸曉琴，徐榮彬，孫小兵，劉東華，李樂，
申請(專利權)人：中國能源建設集團廣東省電力設計研究院，
類型：實用新型
國別省市：