專利名稱：冷卻塔塔筒混凝土溫度預(yù)測控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷卻塔控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及ー種冷卻塔塔筒混凝土溫度預(yù)測控制系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
冷卻塔是發(fā)電廠循環(huán)水系統(tǒng)的重要建筑物。冷卻塔一般采用雙曲線型結(jié)構(gòu)，是典型的空間的薄壁殼體結(jié)構(gòu)。對于冷卻塔結(jié)構(gòu)，以往的溫度場分析主要是對于運(yùn)行期內(nèi)外氣溫不同產(chǎn)生的溫度差進(jìn)行計(jì)算。目前隨著超大冷卻塔的發(fā)展，冷卻塔塔筒壁厚越來越厚，混凝土的等級(jí)也有所提高，有必要研究施工期混凝土水化熱所產(chǎn)生的溫度場。在大體積混凝土的工程建設(shè)中，大體積混凝土中的裂縫產(chǎn)生，溫度因素是ー個(gè)主 要因素甚至是控制性因素，所以研究混凝土的溫度應(yīng)カ問題有著重大的意義。而且影響溫度問題的因素有很多，例如有混凝土的水化熱、弾性模量增長等材料性質(zhì)因素，也有外界溫度變化、結(jié)構(gòu)約束情況等外界影響因素，還涉及到施工澆筑計(jì)劃、澆筑時(shí)入倉溫度等實(shí)際施エ情況的影響?；炷翜囟葢?yīng)カ仿真分析綜合考慮混凝土結(jié)構(gòu)的施工過程，氣溫、混凝土徐變、水化熱以及混凝土材料的熱力學(xué)參數(shù)等因素，對混凝土結(jié)構(gòu)的施工期進(jìn)行溫度應(yīng)カ模擬，可以了解混凝土結(jié)構(gòu)的開裂可能性，指導(dǎo)采用合理的防裂措施，最大程度地避免混凝土裂縫的發(fā)生。目前，尚未有一套能夠有效預(yù)測冷卻塔在澆筑中的溫度變化的系統(tǒng)，這也給冷卻塔建造的過程中帶來了不少難題。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，針對上述問題，本發(fā)明提出ー種冷卻塔塔筒混凝土溫度預(yù)測控制系統(tǒng)及控制方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了ー種冷卻塔塔筒混凝土溫度預(yù)測控制系統(tǒng)，包括溫度預(yù)測模塊、溫度控制模塊、溫度監(jiān)測模塊和數(shù)據(jù)分析調(diào)整模塊，其中溫度預(yù)測模塊，用于建立冷卻塔塔筒的有限元模型，設(shè)定分析參數(shù)和混凝土澆筑入倉溫度，預(yù)測出混凝土內(nèi)部的溫度變化數(shù)據(jù)；溫度控制模塊，用于判斷預(yù)測的混凝土內(nèi)部的溫度變化數(shù)據(jù)是否符合設(shè)計(jì)要求，如果不符合，重新設(shè)定混凝土澆筑入倉溫度，使預(yù)測結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，根據(jù)重新設(shè)定的混凝土澆筑入倉溫度指導(dǎo)混凝土施工，如果符合，指導(dǎo)混凝土施工；溫度監(jiān)測模塊，由多個(gè)設(shè)于混凝土內(nèi)部的溫度傳感器組成，用于監(jiān)測混凝土內(nèi)的溫度變化，得出冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度變化數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析調(diào)整模塊，用于判斷預(yù)測的混凝土內(nèi)部溫度變化數(shù)據(jù)和冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度變化曲線是否相同，如果不同，則重新設(shè)定該層的分析參數(shù)，如果相同，則進(jìn)入下ーエ序。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述溫度傳感器設(shè)于厚度超過Im的冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的中心。冷卻塔塔筒厚度小于Im的情況下，塔筒混凝土的內(nèi)外溫差較小，可以不考慮溫度應(yīng)力。在其中一個(gè)實(shí)施例中，冷卻塔塔筒由從下至上的多層混凝土澆筑而成，在每一層混凝土內(nèi)沿冷卻塔塔筒的圓周方向均勻設(shè)置四個(gè)所述溫度傳感器。冷卻塔塔筒為軸對稱結(jié)構(gòu)，考慮到太陽照射和風(fēng)向等因素，沿冷卻塔塔筒圓周方向均勻設(shè)置四個(gè)溫度傳感器可以描述冷卻塔塔筒混凝土溫度分布。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述溫度傳感器通過鋼筋固定于冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部。目的是保證溫度傳感器可以穩(wěn)固地固定于混凝土內(nèi)部。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種冷卻塔塔筒混凝土溫度預(yù)測控制方法，包括以下步驟建立冷卻塔塔筒的有限元模型，設(shè)定分析參數(shù)和混凝土澆筑入倉溫度，預(yù)測出混凝土內(nèi)部的溫度變化數(shù)據(jù)； 判斷預(yù)測的混凝土內(nèi)部的溫度變化數(shù)據(jù)是否符合設(shè)計(jì)要求，如果不符合，重新設(shè)定混凝土澆筑入倉溫度，使預(yù)測結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，根據(jù)重新設(shè)定的混凝土澆筑入倉溫度指導(dǎo)混凝土施工，如果符合，指導(dǎo)混凝土施工；監(jiān)測混凝土內(nèi)的溫度變化，得出冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度變化數(shù)據(jù)；判斷預(yù)測的混凝土內(nèi)部溫度變化數(shù)據(jù)和冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度變化曲線是否相同，如果不同，則重新設(shè)定該層的分析參數(shù)，如果相同，則進(jìn)入下一工序。在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括以下步驟設(shè)定冷卻塔塔筒由從下至上的多層混凝土澆筑而成，在每一層混凝土內(nèi)設(shè)置溫度傳感器，監(jiān)測混凝土內(nèi)的溫度變化。通過設(shè)定溫度傳感器監(jiān)測混凝土內(nèi)部溫度，既有效，又節(jié)約成本。在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括以下步驟在厚度超過Im的冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部中心設(shè)置溫度傳感器。冷卻塔塔筒厚度小于Im的情況下，塔筒混凝土的內(nèi)外溫差較小，可以不考慮溫度應(yīng)力。在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括以下步驟在每一層混凝土內(nèi)沿冷卻塔塔筒的圓周方向均勻設(shè)置四個(gè)溫度傳感器。冷卻塔塔筒為軸對稱結(jié)構(gòu)，考慮到太陽照射和風(fēng)向等因素，沿冷卻塔塔筒圓周方向均勻設(shè)置四個(gè)溫度傳感器可以描述冷卻塔塔筒混凝土溫度分布。在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括以下步驟將溫度傳感器通過鋼筋固定于冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部。目的是保證溫度傳感器可以穩(wěn)固地固定于混凝土內(nèi)部。本發(fā)明的有益效果是利用塔筒混凝土溫度預(yù)測、混凝土澆筑入倉溫度控制、塔筒混凝土溫度監(jiān)測、分析數(shù)據(jù)調(diào)整的一系列措施，可以全過程的監(jiān)測冷卻塔塔筒混凝土溫度變化，指導(dǎo)混凝土澆筑中的入倉溫度控制，避免塔筒混凝土產(chǎn)生較大的初始溫度應(yīng)力，從而提高冷卻塔的結(jié)構(gòu)承載力和耐久性。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例所述溫度預(yù)測控制系統(tǒng)的原理方框圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述的溫度預(yù)測控制方法的流程圖；附圖標(biāo)記說明10-溫度預(yù)測模塊，20-溫度控制模塊，30-溫度監(jiān)測模塊，40-數(shù)據(jù)分析調(diào)整模塊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例如圖I所示，ー種冷卻塔塔筒混凝土溫度預(yù)測控制系統(tǒng)，包括溫度預(yù)測模塊10、溫度控制模塊20、溫度監(jiān)測模塊30和數(shù)據(jù)分析調(diào)整模塊40，其中溫度預(yù)測模塊10，用于建立冷卻塔塔筒的有限元模型，設(shè)定分析參數(shù)和混凝土澆筑入倉溫度，預(yù)測出混凝土內(nèi)部的溫度變化數(shù)據(jù)；溫度控制模塊20，用于判斷預(yù)測的混凝土內(nèi)部的溫度變化數(shù)據(jù)是否符合設(shè)計(jì)要求，如果不符合，重新設(shè)定混凝土澆筑入倉溫度，使預(yù)測結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，根據(jù)重新設(shè)定的混凝土澆筑入倉溫度指導(dǎo)混凝土施工，如果符合，指導(dǎo)混凝土施工；
溫度監(jiān)測模塊30，由多個(gè)設(shè)于混凝土內(nèi)部的溫度傳感器組成，用于監(jiān)測混凝土內(nèi)的溫度變化，得出冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度變化數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析調(diào)整模塊40，用于判斷預(yù)測的混凝土內(nèi)部溫度變化數(shù)據(jù)和冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度變化曲線是否相同，如果不同，則重新設(shè)定該層的分析參數(shù)，如果相同，則進(jìn)入下ーエ序。本實(shí)施例中，所述溫度傳感器設(shè)于厚度超過Im的冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的中心。冷卻塔塔筒厚度小于Im的情況下，塔筒混凝土的內(nèi)外溫差較小，可以不考慮溫度應(yīng)力。本實(shí)施例中，冷卻塔塔筒由從下至上的多層混凝土澆筑而成，在每ー層混凝土內(nèi)沿冷卻塔塔筒的圓周方向均勻設(shè)置四個(gè)所述溫度傳感器。冷卻塔塔筒為軸對稱結(jié)構(gòu)，考慮到太陽照射和風(fēng)向等因素，沿冷卻塔塔筒圓周方向均勻設(shè)置四個(gè)溫度傳感器可以描述冷卻塔塔筒混凝土溫度分布。本實(shí)施例中，所述溫度傳感器通過鋼筋固定于冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部。目的是保證溫度傳感器可以穩(wěn)固地固定于混凝土內(nèi)部。如圖2所示，ー種冷卻塔塔筒混凝土溫度預(yù)測控制方法，包括以下步驟步驟S101，開始；步驟S102，建立冷卻塔塔筒的有限元模型；步驟S103，設(shè)定分析參數(shù)；步驟S104,設(shè)定混凝土燒筑入倉溫度；步驟S105，預(yù)測出混凝土內(nèi)部的溫度變化數(shù)據(jù)；步驟S106，判斷預(yù)測的混凝土內(nèi)部的溫度變化數(shù)據(jù)是否符合設(shè)計(jì)要求，如果不符合，進(jìn)入步驟S103，重新設(shè)定混凝土澆筑入倉溫度，使預(yù)測結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，如果符合，進(jìn)入步驟S106,指導(dǎo)混凝土施工；步驟S107,指導(dǎo)混凝土施工；步驟S108，監(jiān)測混凝土內(nèi)的溫度變化，得出冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度變化數(shù)據(jù)；本步驟中，還包括以下步驟設(shè)定冷卻塔塔筒由從下至上的多層混凝土澆筑而成，在每ー層混凝土內(nèi)設(shè)置溫度傳感器，監(jiān)測混凝土內(nèi)的溫度變化。通過設(shè)定溫度傳感器監(jiān)測混凝土內(nèi)部溫度，既有效，又節(jié)約成本。
本步驟中，還包括以下步驟在厚度超過Im的冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部中心設(shè)置溫度傳感器。冷卻塔塔筒厚度小于Im的情況下，塔筒混凝土的內(nèi)外溫差較小，可以不考慮溫度應(yīng)力。本步驟中，還包括以下步驟在每一層混凝土內(nèi)沿冷卻塔塔筒的圓周方向均勻設(shè)置四個(gè)溫度傳感器。冷卻塔塔筒為軸對稱結(jié)構(gòu)，考慮到太陽照射和風(fēng)向等因素，沿冷卻塔塔筒圓周方向均勻設(shè)置四個(gè)溫度傳感器可以描述冷卻塔塔筒混凝土溫度分布。本步驟中，還包括以下步驟將溫度傳感器通過鋼筋固定于冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部。目的是保證溫度傳感器可以穩(wěn)固地固定于混凝土內(nèi)部。步驟S109，進(jìn)行對比分析，判斷預(yù)測的混凝土內(nèi)部溫度變化數(shù)據(jù)和冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度變化曲線是否相同，如果不同，則進(jìn)入步驟S 103，重新設(shè)定該層的分析參數(shù)；
步驟S110，如果相同，則進(jìn)入下一工序。本發(fā)明利用塔筒混凝土溫度預(yù)測、混凝土澆筑入倉溫度控制、塔筒混凝土溫度監(jiān)測、分析數(shù)據(jù)調(diào)整的一系列措施，可以全過程的監(jiān)測冷卻塔塔筒混凝土溫度變化，指導(dǎo)混凝土澆筑中的入倉溫度控制，避免塔筒混凝土產(chǎn)生較大的初始溫度應(yīng)力，從而提高冷卻塔的結(jié)構(gòu)承載力和耐久性。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種冷卻塔塔筒混凝土溫度預(yù)測控制系統(tǒng)，其特征在于，包括溫度預(yù)測模塊、溫度控制模塊、溫度監(jiān)測模塊和數(shù)據(jù)分析調(diào)整模塊，其中 溫度預(yù)測模塊，用于建立冷卻塔塔筒的有限元模型，設(shè)定分析參數(shù)和混凝土澆筑入倉溫度，預(yù)測出混凝土內(nèi)部的溫度變化數(shù)據(jù)； 溫度控制模塊，用于判斷預(yù)測的混凝土內(nèi)部的溫度變化數(shù)據(jù)是否符合設(shè)計(jì)要求，如果不符合，重新設(shè)定混凝土澆筑入倉溫度，使預(yù)測結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，根據(jù)重新設(shè)定的混凝土澆筑入倉溫度指導(dǎo)混凝土施工，如果符合，指導(dǎo)混凝土施工； 溫度監(jiān)測模塊，由多個(gè)設(shè)于混凝土內(nèi)部的溫度傳感器組成，用于監(jiān)測混凝土內(nèi)的溫度變化，得出冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度變化數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)分析調(diào)整模塊，用于判斷預(yù)測的混凝土內(nèi)部溫度變化數(shù)據(jù)和冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度變化曲線是否相同，如果不同，則重新設(shè)定該層的分析參數(shù)，如果相同，則進(jìn)入下ーエ序。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷卻塔塔筒混凝土溫度預(yù)測控制系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器設(shè)于厚度超過Im的冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的混凝乳結(jié)構(gòu)冷卻塔的溫度預(yù)測控制系統(tǒng)，其特征在于，冷卻塔塔筒由從下至上的多層混凝土澆筑而成，在每ー層混凝土內(nèi)沿冷卻塔塔筒的圓周方向均勻設(shè)置四個(gè)所述溫度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝乳結(jié)構(gòu)冷卻塔的溫度預(yù)測控制系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器通過鋼筋固定于冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部。
5.ー種冷卻塔塔筒混凝土溫度預(yù)測控制方法，其特征在于，包括以下步驟 建立冷卻塔塔筒的有限元模型，設(shè)定分析參數(shù)和混凝土澆筑入倉溫度，預(yù)測出混凝土內(nèi)部的溫度變化數(shù)據(jù)； 判斷預(yù)測的混凝土內(nèi)部的溫度變化數(shù)據(jù)是否符合設(shè)計(jì)要求，如果不符合，重新設(shè)定混凝土澆筑入倉溫度，使預(yù)測結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，根據(jù)重新設(shè)定的混凝土澆筑入倉溫度指導(dǎo)混凝土施工，如果符合，指導(dǎo)混凝土施工； 監(jiān)測混凝土內(nèi)的溫度變化，得出冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度變化數(shù)據(jù)； 判斷預(yù)測的混凝土內(nèi)部溫度變化數(shù)據(jù)和冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度變化曲線是否相同，如果不同，則重新設(shè)定該層的分析參數(shù)，如果相同，則進(jìn)入下ーエ序。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷卻塔塔筒混凝土溫度預(yù)測控制方法，其特征在干，還包括以下步驟 設(shè)定冷卻塔塔筒由從下至上的多層混凝土澆筑而成，在每ー層混凝土內(nèi)設(shè)置溫度傳感器，監(jiān)測混凝土內(nèi)的溫度變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷卻塔塔筒混凝土溫度預(yù)測控制方法，其特征在干，還包括以下步驟 在厚度超過Im的冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部中心設(shè)置溫度傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷卻塔塔筒混凝土溫度預(yù)測控制方法，其特征在干，還包括以下步驟 在每ー層混凝土內(nèi)沿冷卻塔塔筒的圓周方向均勻設(shè)置四個(gè)溫度傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混凝乳結(jié)構(gòu)冷卻塔的溫度預(yù)測控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括以下步驟 將溫度傳感器通過鋼筋固定于冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冷卻塔塔筒混凝土溫度預(yù)測控制系統(tǒng)，包括溫度預(yù)測模塊、溫度控制模塊、溫度監(jiān)測模塊和數(shù)據(jù)分析調(diào)整模塊，其中，溫度預(yù)測模塊，用于建立冷卻塔塔筒的有限元模型，設(shè)定分析參數(shù)和混凝土澆筑入倉溫度，預(yù)測出混凝土內(nèi)部的溫度變化數(shù)據(jù)；溫度控制模塊，用于判斷預(yù)測的混凝土內(nèi)部的溫度變化數(shù)據(jù)是否符合設(shè)計(jì)要求；溫度監(jiān)測模塊，由多個(gè)設(shè)于混凝土內(nèi)部的溫度傳感器組成，用于監(jiān)測混凝土內(nèi)的溫度變化，得出冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度變化數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析調(diào)整模塊，用于判斷預(yù)測的混凝土內(nèi)部溫度變化數(shù)據(jù)和冷卻塔塔筒混凝土內(nèi)部的實(shí)際溫度變化曲線是否相同。本發(fā)明還公開了一種冷卻塔塔筒混凝土溫度預(yù)測控制方法。
文檔編號(hào)E04G21/02GK102817477SQ201210303538
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者李樂, 馬兆榮, 湯東升, 王曉村, 徐榮彬, 陸曉琴, 盧欽先, 劉立威 申請人:中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院