專利名稱：一種電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)及其電廠主廠房的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)、及其按照所述電廠主廠房結(jié)構(gòu) 布置系統(tǒng)進(jìn)行布置的電廠主廠房。
背景技術(shù)：
常規(guī)電廠主廠房結(jié)構(gòu)和汽輪發(fā)電機(jī)基座布置方案是相互脫開，并設(shè)置防震縫， 通過這樣的結(jié)構(gòu)布置來(lái)隔斷汽機(jī)基座的振動(dòng)對(duì)電廠主廠房結(jié)構(gòu)的影響。汽輪發(fā)電機(jī)的振 動(dòng)完全由鋼筋混凝土的汽輪發(fā)電機(jī)基座來(lái)承受(如圖1所示)。獨(dú)立支承式的汽輪發(fā)電機(jī)基座的型式主要有兩種一種是常規(guī)的最為普遍采用 的“純粹”鋼筋混凝土框架式汽機(jī)基座方案，另一種是獨(dú)立支承的汽機(jī)彈簧隔振的基座 設(shè)計(jì)方案。后者在原來(lái)常規(guī)的布置方案下將汽輪發(fā)電機(jī)基座的上部鋼筋混凝土臺(tái)板和下 部支承梁柱用彈簧隔振系統(tǒng)分開，鋼筋混凝土臺(tái)板設(shè)置在隔振器之上，汽輪發(fā)電機(jī)的振 動(dòng)通過彈簧隔振器中的彈簧和阻尼，以及鋼筋混凝土臺(tái)板的質(zhì)量及其自身阻尼來(lái)消除對(duì) 下部獨(dú)立支承的梁或柱的影響(如圖2)。在常規(guī)電廠主廠房和汽輪發(fā)電機(jī)基座脫開的方案中，汽輪發(fā)電機(jī)的振動(dòng)完全由 鋼筋混凝土基座來(lái)承受，同時(shí)需要比較精確的振動(dòng)模擬計(jì)算(而非單純的結(jié)構(gòu)計(jì)算)來(lái)避 開相互共振的影響，而由于鋼筋混凝土的離散性，其計(jì)算精度經(jīng)常難以滿足設(shè)計(jì)要求。 同時(shí)如果基座存在沉降差異，常規(guī)布置方案很難調(diào)整。另外，在高烈度地震地區(qū)，由于 混凝土基座的剛度很大，而阻尼較小，因此汽輪發(fā)電機(jī)的地震反應(yīng)非常之大，很難滿足 制造廠要求。獨(dú)立支承彈簧隔振基座方案和常規(guī)電廠主廠房和汽輪發(fā)電機(jī)基座脫開的方案的 鋼筋混凝土方量基本相同，而增加彈簧隔振系統(tǒng)將另外增加工程造價(jià)數(shù)百萬(wàn)元。常規(guī)電廠主廠房和汽輪發(fā)電機(jī)基座脫開的方案以及常規(guī)的獨(dú)立支承彈簧隔振基 座方案，尚具有以下亟需解決的問題(1)汽輪發(fā)電機(jī)基座的獨(dú)立柱子和電廠主廠房平臺(tái)柱同時(shí)布置，使得汽輪發(fā)電機(jī) 下的空間比較局促，工藝布置受到較大的限制，同時(shí)造成電廠主廠房和汽機(jī)基座的混凝 土方量均較大。(2)電廠主廠房為布置汽輪發(fā)電機(jī)基座而留設(shè)非常大的空檔，使得整體結(jié)構(gòu)剛度 偏弱，結(jié)構(gòu)非常不規(guī)整，結(jié)構(gòu)抗震性能較差，特別是在高烈度地震區(qū)，電廠主廠房的用 鋼量或者鋼筋混凝土的配筋率非常大。(3)汽輪發(fā)電機(jī)基座的抗震性能完全取決于自身的固有頻率，在地震工況下的振 型和電廠主廠房結(jié)構(gòu)的振型可能不同步不同方向，因此基座和主廠房的相對(duì)位移特別是 在高烈度地震下被放大，對(duì)連接汽輪發(fā)電機(jī)和主廠房上的管道影響非常大。因此，本領(lǐng)域迫切需要一種結(jié)構(gòu)布置更加簡(jiǎn)潔，鋼筋混凝土或者鋼結(jié)構(gòu)用量減 少，主廠房的結(jié)構(gòu)抗震性能等得到明顯提高的新型的電廠主廠房的結(jié)構(gòu)布置方案。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于獲得一種結(jié)構(gòu)布置更加簡(jiǎn)潔，鋼筋混凝土或者鋼結(jié)構(gòu)用 量減少，主廠房的結(jié)構(gòu)抗震性能等得到明顯提高的新型的電廠主廠房的結(jié)構(gòu)布置方案。本實(shí)用新型的第二目的在于獲得一種結(jié)構(gòu)布置更加簡(jiǎn)潔，鋼筋混凝土或者鋼結(jié) 構(gòu)用量減少，主廠房的結(jié)構(gòu)抗震性能等得到明顯提高的新型的電廠主廠房。 本實(shí)用新型的第一方面提供一種電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)，包括電廠主廠房結(jié) 構(gòu)和用于支承汽輪發(fā)電機(jī)的汽輪發(fā)電機(jī)基座，所述汽輪發(fā)電機(jī)基座包括汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ) 臺(tái)板以及所述基礎(chǔ)臺(tái)板的支承系統(tǒng)，所述電廠主廠房結(jié)構(gòu)和所述汽輪發(fā)電機(jī)基座的基礎(chǔ)臺(tái)板的支承系統(tǒng)為一整體結(jié) 構(gòu)，其中，所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板通過彈簧隔振器系統(tǒng)設(shè)置在所述電廠主廠房結(jié)構(gòu) 上。在一優(yōu)選例中，所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板為鋼筋混凝土臺(tái)板。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述汽輪發(fā)電機(jī)中，低壓缸和凝汽器的 連接形式為剛性連接。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述凝汽器和汽輪發(fā)電機(jī)基座連接為彈 性連接。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述汽輪發(fā)電機(jī)采用落地軸承。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述彈簧隔振器系統(tǒng)的隔振效率不低于 97%,隔振器垂直剛度不低于35KN/mm，水平剛度不低于15KN/mm。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述彈簧隔振器系統(tǒng)設(shè)有阻尼，阻尼比 在5% 15%。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述電廠主廠房位置的位移控制在不大 于H/500，所述H為彈簧隔振器系統(tǒng)中的彈簧擱置位置距離零米地面的距離，最大位移 不超過100mm，所述擱置位置的加速度的控制限值在0.3g，且結(jié)構(gòu)頻率控制小于40Hz或 者大于60Hz。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述電廠主廠房結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土結(jié) 構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)或其組合的結(jié)構(gòu)形式。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組容量大小是 100MW 1500MW。本實(shí)用新型另一方面提供一種本實(shí)用新型所述的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置的電廠主 廠房。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置；現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的電廠主廠房結(jié)構(gòu)和汽輪發(fā)電機(jī)基座布置方案是相互脫開，并 設(shè)置防震縫，通過這樣的結(jié)構(gòu)布置來(lái)隔斷汽機(jī)基座的振動(dòng)對(duì)電廠主廠房結(jié)構(gòu)的影響；汽 輪發(fā)電機(jī)的振動(dòng)完全由鋼筋混凝土的汽輪發(fā)電機(jī)基座來(lái)承受；圖中分別為汽輪發(fā)電機(jī)1、抗震縫2、汽輪發(fā)電機(jī)基座3和主廠房結(jié)構(gòu)4 ；圖2為另一種現(xiàn)有技術(shù)的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置；[0029]將汽輪發(fā)電機(jī)基座的上部鋼筋混凝土臺(tái)板和下部支承梁柱用彈簧隔振系統(tǒng)分 開，鋼筋混凝土臺(tái)板設(shè)置在隔振器之上，汽輪發(fā)電機(jī)的振動(dòng)通過彈簧隔振器中的彈簧和 阻尼，以及鋼筋混凝土臺(tái)板的質(zhì)量及其自身阻尼來(lái)消除對(duì)下部獨(dú)立支承的梁或柱的影 響；圖中分別為汽輪發(fā)電機(jī)1、抗震縫2、獨(dú)立汽輪發(fā)電機(jī)基座柱3、主廠房結(jié)構(gòu)4、 鋼筋混凝土臺(tái)板5 ；彈簧隔振系統(tǒng)6 ；圖3為本實(shí)用新型的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置；圖中分別為汽輪發(fā)電機(jī)1、抗震縫2、鋼筋混凝土臺(tái)板5、彈簧隔振系統(tǒng)(或彈簧 隔振器系統(tǒng))6、電廠主廠房柱和汽輪發(fā)電機(jī)基座柱一體的整體結(jié)構(gòu)7。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)人經(jīng)過廣泛而深入的研究，通過改進(jìn)工藝，獲得了一種結(jié)構(gòu)布 置更加簡(jiǎn)潔，鋼筋混凝土或者鋼結(jié)構(gòu)用量減少，主廠房的結(jié)構(gòu)抗震性能等得到明顯提高 的新型的電廠主廠房的結(jié)構(gòu)布置方案。在此基礎(chǔ)上完成了本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思是提供一種新型的電廠主廠房的結(jié)構(gòu)布置方案，以及解決為實(shí)現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)布置方 案而產(chǎn)生的一系列問題(如背景技術(shù)所述)的優(yōu)選方法和步驟。通過本實(shí)用新型可以使 電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置更加簡(jiǎn)潔，鋼筋混凝土或者鋼結(jié)構(gòu)用量減少，工程造價(jià)得以降低， 同時(shí)主廠房的結(jié)構(gòu)抗震性能等得到明顯提高。本文中，所述“電廠主廠房”是用于支承、圍護(hù)和安裝主要發(fā)電設(shè)備及其輔助 設(shè)備的建筑物。電廠主廠房是發(fā)電廠的核心建筑物。具體地包括汽機(jī)房、除氧間、煤倉(cāng) 間等。本文中，所述“汽輪發(fā)電機(jī)”包括汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。本文中，所述“汽輪發(fā)電機(jī)基座”是指用于支承汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的鋼筋混凝土 的結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)。常規(guī)的汽輪發(fā)電機(jī)基座是和電廠主廠房結(jié)構(gòu)脫開而成為獨(dú)立的結(jié)構(gòu) 體系，本實(shí)用新型的汽輪發(fā)電機(jī)基座自身分解成臺(tái)板、彈簧隔振系統(tǒng)和基礎(chǔ)臺(tái)板支承系 統(tǒng)，而基礎(chǔ)臺(tái)板的支承系統(tǒng)與電廠主廠房結(jié)構(gòu)成為一整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文中，所述“彈簧隔振系統(tǒng)”通常為用彈簧(通常為鋼制螺旋彈簧)和粘滯 阻尼器組成的彈性支承系統(tǒng)。本文中，所述“剛性連接”是指被連接雙方采用一可以忽略其相對(duì)位移的剛體 相互連接，特征是連接的雙方?jīng)]有相對(duì)位移，或者相對(duì)位移可以忽略。本文中，所述“彈性連接”是指被連接雙方采用一彈性體(比如彈簧)相互連 接，特征是連接的雙方有明顯的相對(duì)位移。本實(shí)用新型的其他方面由于本文的公開內(nèi)容，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而 易見的。電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)本實(shí)用新型的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)包括電廠主廠房結(jié)構(gòu)和用于支承汽輪發(fā) 電機(jī)的汽輪發(fā)電機(jī)基座，所述汽輪發(fā)電機(jī)基座包括汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板以及所述基礎(chǔ)臺(tái) 板的支承系統(tǒng)，[0045]所述電廠主廠房結(jié)構(gòu)和所述汽輪發(fā)電機(jī)基座的基礎(chǔ)臺(tái)板的支承系統(tǒng)為一整體結(jié) 構(gòu)，其中，所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板通過彈簧隔振器系統(tǒng)設(shè)置在所述電廠主廠房結(jié)構(gòu) 上。在一優(yōu)選例中，所述汽輪發(fā)電 機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板為鋼筋混凝土臺(tái)板。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述汽輪發(fā)電機(jī)中，低壓缸和凝汽器的 連接形式為剛性連接。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述凝汽器和汽輪發(fā)電機(jī)基座連接為彈 性連接。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述汽輪發(fā)電機(jī)采用落地軸承。本實(shí)用新型的汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)的容量或類型沒有具體限制，只要不對(duì)本實(shí)用新 型的實(shí)用新型目的產(chǎn)生限制即可。無(wú)論汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組容量大小(如100MW或者 1500MW),也無(wú)論汽輪發(fā)電機(jī)的類型(如3缸或者5缸)，均可用于本實(shí)用新型。在本 實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組容量大小是100MW 1500MW。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述彈簧隔振器系統(tǒng)的隔振效率不低于 97%,隔振器垂直剛度不低于35KN/mm，水平剛度不低于15KN/mm。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述彈簧隔振器系統(tǒng)設(shè)有阻尼，阻尼比 在5% 15%。彈簧選擇時(shí)按阻尼系數(shù)選擇，阻尼系數(shù)和阻尼比的關(guān)系阻尼系數(shù)=2X系統(tǒng) 質(zhì)量(機(jī)器質(zhì)量加臺(tái)板質(zhì)量)χ阻尼比X2X π X系統(tǒng)固有頻率。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述電廠主廠房位置的位移控制在不大 于Η/500，所述H為彈簧隔振器系統(tǒng)中的彈簧擱置位置距離零米地面的距離，最大位移 不超過100mm，所述擱置位置的加速度的控制限值在0.3g，且結(jié)構(gòu)頻率控制小于40Hz或 者大于60Hz。電廠主廠房本體的結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)或其他形式，只要不對(duì)本實(shí) 用新型的實(shí)用新型目的產(chǎn)生限制即可。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述電廠 主廠房結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)或其組合的結(jié)構(gòu)形式。電廠主廠房結(jié)構(gòu)無(wú)論梁柱的截面的尺寸區(qū)別，都不影響此種結(jié)構(gòu)的布置形式的 成立。以下結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō) 明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方 法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。比例和百分比基于重量，除非 特別說(shuō)明。除非另有定義或說(shuō)明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)熟練 人員所熟悉的意義相同。此外任何與所記載內(nèi)容相似或均等及材料皆可應(yīng)用于本實(shí)用新 型方法中。實(shí)施例如圖3所示，一種電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)包括電廠主廠房結(jié)構(gòu)和用于支承汽 輪發(fā)電機(jī)1的汽輪發(fā)電機(jī)基座，所述汽輪發(fā)電機(jī)基座包括汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板5以及所述 基礎(chǔ)臺(tái)板的支承系統(tǒng)，所述電廠主廠房結(jié)構(gòu)和所述汽輪發(fā)電機(jī)基座的基礎(chǔ)臺(tái)板的支承系統(tǒng)為一整體結(jié)構(gòu)7，其中，所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板5通過彈簧隔振器系統(tǒng)6設(shè)置在所述 電廠主廠房結(jié)構(gòu)上。 所述汽輪發(fā)電機(jī)1中，低壓缸(圖中未示)和凝汽器(圖中未示)的連接形式為 剛性連接。所述凝汽器(圖中未示)和整體結(jié)構(gòu)7中的汽輪發(fā)電機(jī)基座連接為彈性連接。所述汽輪發(fā)電機(jī)1采用落地軸承(圖中未示)。所述彈簧隔振器系統(tǒng)6的隔振效率不低于97%，隔振器垂直剛度不低于35KN/ mm,水平剛度不低于15KN/mm。所述彈簧隔振器系統(tǒng)6設(shè)有阻尼(圖中未示)，阻尼 比在5% 15%。所述電廠主廠房結(jié)構(gòu)位置的位移控制在不大于H/500，所述H為彈簧隔振器系 統(tǒng)中的彈簧擱置位置距離零米地面的距離，最大位移不超過100mm，所述擱置位置的加 速度的控制限值在0.3g，且結(jié)構(gòu)頻率控制小于40Hz或者大于60Hz。所述汽輪發(fā)電機(jī)1的機(jī)組容量大小是100MW 1500MW。所述電廠主廠房結(jié)構(gòu)還設(shè)有抗震縫2。本實(shí)用新型的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)是這樣布置的充分利用了電廠主廠房結(jié)構(gòu)和汽輪發(fā)電機(jī)基座的各自剛度以及作為一整體結(jié)構(gòu) 的整體剛度，以及比較接近的結(jié)構(gòu)柱的布置，在利用彈簧隔振器6的同時(shí)，將汽輪發(fā)電 機(jī)1通過鋼筋混凝土臺(tái)板5直接擱置在電廠主廠房的梁柱上。和常規(guī)的汽輪發(fā)電機(jī)彈簧 隔振基座的根本區(qū)別在于支撐彈簧和汽輪發(fā)電機(jī)混凝土臺(tái)板的柱梁和電廠主廠房連為整 體，相互支承，相互影響，形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)(整體剛度)。而現(xiàn)有技術(shù)獨(dú)立支承的汽輪 發(fā)電機(jī)彈簧隔振基座支承汽輪發(fā)電機(jī)混凝土臺(tái)板的是獨(dú)立的柱和梁，和電廠主廠房結(jié)構(gòu) 仍舊通過抗震縫脫開為兩個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。通過本實(shí)用新型可以同時(shí)克服現(xiàn)有技術(shù)的兩種布置的缺點(diǎn)，使電廠主廠房結(jié)構(gòu) (包括汽機(jī)基座)布置更加簡(jiǎn)潔，電廠主廠房(包括汽機(jī)基座)的鋼筋混凝土或者鋼結(jié)構(gòu) 用量減少，工程造價(jià)得以降低，同時(shí)主廠房的結(jié)構(gòu)抗震性能等到明顯提高，并能改善工 藝(管道)布置及性能。。本實(shí)用新型的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)的特點(diǎn)在于汽輪發(fā)電機(jī)1擱置在一塊鋼筋混凝土臺(tái)板5上，臺(tái)板5通過彈簧隔振系統(tǒng)6擱置 在電廠主廠房結(jié)構(gòu)(而非獨(dú)立的汽機(jī)支承結(jié)構(gòu))上，電廠主廠房結(jié)構(gòu)(包括鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋 混凝土結(jié)構(gòu))和汽輪發(fā)電機(jī)基座作為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)7進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而達(dá)到滿足汽輪發(fā) 電機(jī)及其混凝土臺(tái)板的振動(dòng)性能，改善電廠主廠房結(jié)構(gòu)(包括鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)) 的抗震性能，同時(shí)降低工程造價(jià)的效果，改善了工藝布置及性能。本實(shí)用新型的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)需要解決如下的問題a)工藝布置突破傳統(tǒng)。由于電廠主廠房和汽輪發(fā)電機(jī)基座成為一個(gè)整體，工藝 設(shè)備和管道的布置不同于常規(guī)設(shè)計(jì)。b)對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)本體設(shè)計(jì)提出了新的要求。由于采用了彈簧隔振體系，應(yīng)盡量 減少?gòu)椈筛粽衿髦系暮奢d，比如消除或減少汽輪發(fā)電機(jī)的真空吸力。c)汽輪發(fā)電機(jī)及其混凝土臺(tái)板對(duì)于電廠主廠房結(jié)構(gòu)的影響。因?yàn)殡姀S主廠房結(jié) 構(gòu)和汽輪發(fā)電機(jī)基座成為一個(gè)整體，雖然汽輪發(fā)電機(jī)及其混凝土臺(tái)板的振動(dòng)通過彈簧隔振隔斷其對(duì)于電廠主廠房結(jié)構(gòu)的部分影響，但其在復(fù)雜的工況下的巨大荷載對(duì)于電廠主 廠房結(jié)構(gòu)的影響是必須考慮的。d)電廠主廠房結(jié)構(gòu)對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)及其混凝土臺(tái)板的影響。常規(guī)基座和常規(guī)的 彈簧基座和電廠主廠房通過抗震縫隔開，電廠主廠房對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)的影響可以忽略不 計(jì)，而整體設(shè)計(jì)就無(wú)法忽略電廠主廠房結(jié)構(gòu)和之上的荷載對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)及其混凝土臺(tái) 板的影響，這需要更加精確的計(jì)算和研究來(lái)明確和評(píng)估相關(guān)的影響。e)電廠主廠房結(jié)構(gòu)和汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)的耦合計(jì)算。如上所述，電廠主廠房結(jié)構(gòu) 和汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)整體設(shè)計(jì)后，兩者必然產(chǎn)生相互的影響，同時(shí)相互影響之后還會(huì)產(chǎn)生 二次和多次的影響，而類似的電廠主廠房和汽輪發(fā)電機(jī)鋼筋混凝土臺(tái)板的耦合計(jì)算也是 沒有先例的。為解決上述問題，需要采用如下的方法和步驟a)與工藝和制造廠方的密切配合。和常規(guī)的設(shè)計(jì)不同，電廠主廠房結(jié)構(gòu)和汽輪 發(fā)電機(jī)基座整體設(shè)計(jì)方案要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在理解工藝布置和制造廠設(shè)計(jì)要求的條件下 先對(duì)工藝布置和制造廠提出合理的要求，以方便整體設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)布置。但電廠的結(jié)構(gòu)布 置最終是為工藝布置服務(wù)的，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員提出的要求需要征得工藝布置和制造廠 設(shè)計(jì)人員的同意，否則必須作出修改。同時(shí)在初步的結(jié)構(gòu)布置通過計(jì)算之后也會(huì)繼續(xù)要 求工藝或制造廠作出調(diào)整，因此會(huì)有多個(gè)來(lái)回。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)流程也會(huì)有相應(yīng)的 修改。由被動(dòng)的接受資料設(shè)計(jì)變?yōu)橹鲃?dòng)提出要求和被動(dòng)接受資料相結(jié)合的設(shè)計(jì)流程。與 制造廠設(shè)計(jì)人員配合提供本實(shí)用新型所需的參數(shù)設(shè)計(jì)。b)連接汽輪發(fā)電機(jī)的主要管道應(yīng)增設(shè)膨脹節(jié)或其它彈性補(bǔ)償措施，來(lái)抵消由于 結(jié)構(gòu)位移而造成的管道推力。其補(bǔ)償?shù)奈灰浦祽?yīng)大于H/500。 (H為彈簧擱置位置距離 零米地面的距離)c)對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)本體的設(shè)計(jì)相對(duì)于常規(guī)基座作局部的調(diào)整。為減少低壓缸的真 空吸力，要求將低壓缸和凝汽器的連接形式由彈性連接修改為剛性連接，而凝汽器下和 基礎(chǔ)的連接也修改為彈性連接。另外汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸承也應(yīng)該采用落地軸承。d)由于汽輪發(fā)電機(jī)混凝土臺(tái)板及其汽輪發(fā)電機(jī)荷重非常之大，對(duì)于主廠房結(jié)構(gòu) 的影響也是非常明顯的，但由于采用了彈簧隔振系統(tǒng)，這些原有荷載中的振動(dòng)荷載已經(jīng) 轉(zhuǎn)化為靜荷載，因此在主廠房結(jié)構(gòu)計(jì)算中需充分考慮其荷載作用以及各種工況下和主廠 房原有荷載的組合，通過普通的結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析程序和軟件即可以對(duì)主廠房結(jié)構(gòu)作初步 的結(jié)構(gòu)布置。同時(shí)按獨(dú)立支承式的彈簧隔振基礎(chǔ)的常規(guī)彈簧隔振器布置設(shè)計(jì)方法初步布 置彈簧隔振器。彈簧隔振器系統(tǒng)的隔振效率一般應(yīng)超過97%，主要隔振器垂直剛度一般 應(yīng)大于35KN/mm，水平剛度一般應(yīng)大于15KN/mm，考慮到整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的水平力的 傳導(dǎo)，隔振器應(yīng)布置阻尼，阻尼比一般在5% 15%，根據(jù)結(jié)構(gòu)剛度比等因素調(diào)整，彈 簧選擇時(shí)按阻尼系數(shù)選擇，阻尼系數(shù)和阻尼比的關(guān)系阻尼系數(shù)=2X系統(tǒng)質(zhì)量(機(jī)器質(zhì) 量加臺(tái)板質(zhì)量)X阻尼比X2X π X系統(tǒng)固有頻率(根據(jù)隔振器廠家資料)。e)主廠房結(jié)構(gòu)對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)及其混凝 土臺(tái)板的影響在此設(shè)計(jì)方案中也是非常 重要的考慮因素。在設(shè)計(jì)之前應(yīng)向制造廠咨詢并確認(rèn)汽輪發(fā)電機(jī)可以承受的位移、頻 率、加速度等參數(shù)，然后通過對(duì)隔振彈簧和阻尼配置的計(jì)算導(dǎo)出支承彈簧隔振器的主廠 房柱的各項(xiàng)參數(shù)的限制，以控制主廠房結(jié)構(gòu)位移、頻率、加速度對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)及其混凝土臺(tái)板的影響。上述控制應(yīng)考慮各種荷載工況，包括活荷載、設(shè)備荷載、地震荷載、 風(fēng)荷載。以此對(duì)主廠房結(jié)構(gòu)布置作進(jìn)一步的設(shè)計(jì)調(diào)整。根據(jù)目前研究，擱置彈簧的主 廠房位置的位移控制一般在HH/500 (H為彈簧擱置位置距離零米地面的距離)，最大位移 一般不超過100mm，加速度的控制限值一般在0.3g，該位置的結(jié)構(gòu)頻率控制一般應(yīng)小于 40Hz或者大于60Hz。f)通過上述設(shè)計(jì)調(diào)整，獲得了主廠房結(jié)構(gòu)布置和彈簧隔振系統(tǒng)的布置的一個(gè)比 較詳細(xì)明確的方案。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型可通過專門的結(jié)構(gòu)分析軟件對(duì)于主廠房結(jié)構(gòu)和彈簧隔振 系統(tǒng)以及汽輪發(fā)電機(jī)混凝土臺(tái)板作整體的耦合計(jì)算分析，在考慮其之間相互影響的基礎(chǔ) 上對(duì)于先前的計(jì)算結(jié)果作進(jìn)一步的驗(yàn)算，從而使電廠主廠房結(jié)構(gòu)和汽輪發(fā)電機(jī)基座整體 設(shè)計(jì)下，汽輪發(fā)電機(jī)及其混凝土臺(tái)板的計(jì)算模擬結(jié)果接近實(shí)際運(yùn)行情況，確保機(jī)組的在 各種工況下滿足設(shè)計(jì)要求，設(shè)備安全可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。計(jì)算程序包括但不限于STAAD 系列程序，PKPM系列程序，SAP系列程序以及ANSYS軟件等(所述軟件均為市售獲 得)。本實(shí)用新型的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)獲得了以下技術(shù)效果 a)保留彈簧隔振基座設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。由于整體設(shè)計(jì)，汽輪發(fā)電機(jī)及其混凝土臺(tái)板 的振動(dòng)是通過彈簧隔振器降低和消除的，彈簧隔振器通過調(diào)整彈簧的剛度和增加阻尼來(lái) 調(diào)整汽輪發(fā)電機(jī)及其混凝土臺(tái)板的振動(dòng)。因此汽輪發(fā)電機(jī)及其混凝土臺(tái)板有很好的振動(dòng) 性能。同時(shí)在由沉降差異問題的地方，采用彈簧隔振基座的設(shè)計(jì)很容易調(diào)整。而采用電 廠主廠房結(jié)構(gòu)和汽輪發(fā)電機(jī)基座整體設(shè)計(jì)后，彈簧隔振基座的優(yōu)勢(shì)仍舊得以保持。由于 整體設(shè)計(jì)和彈簧隔振系統(tǒng)的存在，可以大大減少或者調(diào)整汽輪發(fā)電機(jī)的地震反應(yīng)，使得 在高烈度地震區(qū)域的汽輪發(fā)電機(jī)的地震反應(yīng)滿足制造廠的要求。b)電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置更加靈活。相對(duì)于獨(dú)立的汽輪發(fā)電機(jī)基座，原來(lái)汽輪發(fā) 電機(jī)基座的獨(dú)立柱子和電廠主廠房平臺(tái)柱合并，這樣的布置使得汽輪發(fā)電機(jī)下的空間更 加大，工藝布置更加靈活，也為將來(lái)電廠主廠房容積的進(jìn)一步優(yōu)化打下了基礎(chǔ)。c)電廠主廠房和汽輪發(fā)電機(jī)基座的總體混凝土方量大大減少。由于減少了原來(lái) 的汽輪發(fā)電機(jī)基座的獨(dú)立柱，同時(shí)相應(yīng)的基礎(chǔ)也大量減少，并且整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得主廠 房剛度和抗震性能均得到改善，因此采用電廠主廠房結(jié)構(gòu)和汽輪發(fā)電機(jī)基座整體設(shè)計(jì)的 方案可以大大減少鋼筋混凝土的用量，初步估計(jì)可以在獨(dú)立式汽輪發(fā)電機(jī)基座鋼筋混凝 土用量的基礎(chǔ)上減少30%左右。使得電廠主廠房結(jié)構(gòu)和汽輪發(fā)電機(jī)基座整體設(shè)計(jì)具有很 強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。d)電廠主廠房整體抗震性能的加強(qiáng)。采用汽輪發(fā)電機(jī)基座和電廠主廠房結(jié)構(gòu) 整體設(shè)計(jì)后，為汽輪機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過大空檔被消除，且支承汽輪發(fā)電機(jī)及其混凝土臺(tái)板 的主廠房局部結(jié)構(gòu)剛度較大，有利于吸收大部分地震荷載，從而使結(jié)構(gòu)布置更加規(guī)整合 理，結(jié)構(gòu)抗震性能更好，大大降低了電廠主廠房的用鋼量或是鋼筋混凝土方量及其配筋 率。整體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性更加優(yōu)化。e)地震工況下汽輪發(fā)電機(jī)混凝土臺(tái)板和主廠房結(jié)構(gòu)的振型基本同步同向，大大 減少了連接汽輪發(fā)電機(jī)和主廠房上管道的相對(duì)位移，有利于管道的抗震性能的提高和運(yùn) 行特性的改善。[0093]總之，電廠主廠房結(jié)構(gòu)和汽輪發(fā)電機(jī)基座的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)具有開創(chuàng)性的 設(shè)計(jì)，可以為未來(lái)發(fā)電廠設(shè)計(jì)提供全新的設(shè)計(jì)概念，在提高汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)振動(dòng)性能的 同時(shí)，優(yōu)化電廠主廠房的結(jié)構(gòu)布置，降低結(jié)構(gòu)整體造價(jià)，改善工藝布置和性能，具有較 大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，符合當(dāng)前節(jié)能減排，優(yōu)化創(chuàng)新的主旋律。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì) 技術(shù)內(nèi)容范圍，本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)技術(shù)內(nèi)容是廣義地定義于申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍中，任 何他人完成的技術(shù)實(shí)體，若是與申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍所定義的完全相同，也或是一種等 效的變更，均將被視為涵蓋于該權(quán)利要求范圍之中。在本實(shí)用新型提及的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn) 被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型的上述內(nèi)容之后，本領(lǐng)域 技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各 種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利 要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求1.一種電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)，包括電廠主廠房結(jié)構(gòu)和用于支承汽輪發(fā)電機(jī)(1)的 汽輪發(fā)電機(jī)基座，所述汽輪發(fā)電機(jī)基座包括汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板(5)以及所述基礎(chǔ)臺(tái)板 的支承系統(tǒng)，其特征在于，所述電廠主廠房結(jié)構(gòu)和所述汽輪發(fā)電機(jī)基座的基礎(chǔ)臺(tái)板的支承系統(tǒng)為一整體結(jié)構(gòu) (7),其中，所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板(5)通過彈簧隔振器系統(tǒng)(6)設(shè)置在所述電廠主廠 房結(jié)構(gòu)上。
2.如權(quán)利要求1所述的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)，其特征在于，所述汽輪發(fā)電機(jī)(1) 中，低壓缸和凝汽器的連接形式為剛性連接。
3.如權(quán)利要求2所述的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)，其特征在于，所述凝汽器和整體結(jié) 構(gòu)(7)中的汽輪發(fā)電機(jī)基座連接為彈性連接。
4.如權(quán)利要求1所述的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)，其特征在于，所述汽輪發(fā)電機(jī)(1) 采用落地軸承。
5.如權(quán)利要求1所述的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)，其特征在于，所述彈簧隔振器系統(tǒng) (6)的隔振效率不低于97%，隔振器垂直剛度不低于35KN/mm，水平剛度不低于15KN/ mm 。
6.如權(quán)利要求1所述的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)，其特征在于，所述彈簧隔振器系統(tǒng) (6)設(shè)有阻尼，阻尼比在5% 15%。
7.如權(quán)利要求1所述的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)，其特征在于，所述電廠主廠房結(jié)構(gòu)位置的位移控制在不大于H/500，所述H為彈簧隔振器系統(tǒng)中 的彈簧擱置位置距離零米地面的距離，最大位移不超過100mm，所述擱置位置的加速度 的控制限值在0.3g，且結(jié)構(gòu)頻率控制小于40Hz或者大于60Hz。
8.如權(quán)利要求1所述的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)，其特征在于，所述電廠主廠房結(jié)構(gòu) 是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)或其組合的結(jié)構(gòu)形式。
9.如權(quán)利要求1所述的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)，其特征在于，所述汽輪發(fā)電機(jī)(1) 的機(jī)組容量大小是100MW 1500MW。
10.一種如權(quán)利要求1所述的電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)進(jìn)行布置的電廠主廠房。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置系統(tǒng)，包括電廠主廠房結(jié)構(gòu)和用于支承汽輪發(fā)電機(jī)的汽輪發(fā)電機(jī)基座，所述汽輪發(fā)電機(jī)基座包括汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板以及所述基礎(chǔ)臺(tái)板的支承系統(tǒng)，所述電廠主廠房結(jié)構(gòu)和所述汽輪發(fā)電機(jī)基座的基礎(chǔ)臺(tái)板的支承系統(tǒng)為一整體結(jié)構(gòu)，其中，所述汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)板通過彈簧隔振器系統(tǒng)設(shè)置在所述電廠主廠房結(jié)構(gòu)上。
文檔編號(hào)E02D27/44GK201794333SQ201020537659
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者周建章, 干夢(mèng)軍, 陳飛 申請(qǐng)人:中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院