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CN111088900A - 一种火力-光伏混合式发电钢结构冷却塔 - Google Patents

一种火力-光伏混合式发电钢结构冷却塔 Download PDF

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CN111088900A CN202010053121.8A CN202010053121A CN111088900A CN 111088900 A CN111088900 A CN 111088900A CN 202010053121 A CN202010053121 A CN 202010053121A CN 111088900 A CN111088900 A CN 111088900A
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China
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steel structure
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柯世堂
王晓海
孙捷
朱容宽
董依帆
王振逸
王飞天
吴鸿鑫
杜琳
王硕
韩光全
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Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
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Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
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Abstract

本发明公开了一种火力‑光伏混合式发电钢结构冷却塔，包括多根格构柱、太阳能光伏板支架、太阳能光伏板、连接梁和防腐层。双曲线型格构柱固接安装在桩基承台上，并与节段式太阳能光伏板支架相连，太阳能光伏板支架通过连接梁与格构柱腹杆连接，太阳能光伏板安装于太阳能光伏支架上，太阳能光伏板背面涂刷一层防腐层。本发明新型火力‑光伏混合式发电钢结构冷却塔构造新颖、施工方便，解决了传统钢筋混凝土冷却塔施工周期长、混凝土用量大、太阳能光伏发电占用土地资源大的缺点，将传统火力发电与光伏发电有效的结合。本发明可以提高火电厂的产电量，充分利用太阳能的自然资源和塔筒的大面积壁面，无污染，无消耗，适合推广使用。

Description

一种火力-光伏混合式发电钢结构冷却塔
技术领域
本发明属于火电和太阳能发电系统的建筑技术领域，具体为一种火力-光伏混合式发电钢结构冷却塔。
背景技术
冷却塔是火/核电厂最重要的构筑物，传统的大型冷却塔绝大部分为钢筋混凝土薄壳结构，但传统钢筋混凝土冷却塔建设成本高、污染重、施工周期长，在一定程度上提高了企业的投入成本。近年来，随着空冷技术和钢结构技术的发展，且钢结构具有自重轻、强度高、现场安装简单、施工速度快、抗震性能强、钢材可全部回收再利用等优点，钢结构冷却塔也逐步在国内开始运用。
随着传统能源趋于紧缺状态，太阳能供电系统技术已渐渐成熟，并且在各行各业尝试着不同的应用，但太阳能发电厂通常需要大面积的土地资源。因此，如何克服太阳能光伏发电占用土地资源大的缺点，同时将传统火力发电与可再生的太阳能发电有效结合，是众多工程师努力的方向。
发明内容
本发明针对传统钢筋混凝土冷却塔施工周期长、混凝土用量大以及太阳能光伏发电占用土地资源大的缺点，提出了一种构造新颖、施工方便、可将火力发电厂最重要构筑物冷却塔与可再生的太阳能光伏发电有效结合的火力-光伏混合式发电钢结构冷却塔。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种火力-光伏混合式发电钢结构冷却塔，其中：包括若干根双曲线型格构柱、太阳能光伏板支架以及太阳能光伏板，双曲线型格构柱沿圆周方向均匀布置，且双曲线型格构柱下端均固接与桩基承台上，双曲线型格构柱构成火力发电钢结构冷却塔的骨架，双曲线型格构柱在轴向方向上每隔一段距离设置有一个或多个连接梁，连接梁一端与双曲线型格构柱固定连接，另一端位于双曲线型格构柱外侧，与太阳能光伏板支架固定连接，太阳能光伏板支架的数量为多个，每个太阳能光伏板支架的外部均固定有太阳能光伏板，使得太阳能光伏板覆盖在火力发电钢结构冷却塔的骨架外侧，作为火力发电钢结构冷却塔的外墙。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的每根双曲线型格构柱包括四根主柱、若干根腹杆和若干根斜支撑，腹杆水平设置，两端分别连接两根相邻主柱，各腹杆相互配合，将四根主柱水平定位，斜支撑倾斜设置，两端分别连接在相邻腹杆与主柱的连接处，以增加主柱与腹杆的连接强度。
上述的腹杆与主柱之间通过螺栓固定，腹杆和主柱的连接处与斜支撑通过螺栓固定，斜支撑与主柱之间的水平夹角为40°至50°，腹杆与主柱之间的夹角为90°。
上述的太阳能光伏板支架为由太阳能光伏板支架横杆和太阳能光伏板支架竖杆组成的方向框架，太阳能光伏板支架横杆和太阳能光伏板支架竖杆通过焊接固定，太阳能光伏板支架横杆和太阳能光伏板支架竖杆上预留螺栓孔，太阳能光伏板通过该螺栓孔与太阳能光伏板支架固定连接。
上述的太阳能光伏板支架横杆和太阳能光伏板支架竖杆均由型钢预制而成。
上述的太阳能光伏板支架和太阳能光伏板的背光面均涂覆有防腐层。
上述的连接梁一端与双曲线型格构柱的腹杆焊接固定，连接梁的另一端与太阳能光伏板支架通过螺栓固定。
本发明的有益效果是：能够将传统火电与可再生的太阳能发电有效结合，结构构造简单，安装方便，施工周期短，工业化程度高，以双曲线型格构柱作为钢结构冷却塔的骨架，以太阳能光伏板作为塔筒，解决了传统钢筋混凝土冷却塔施工周期长、混凝土用量大的问题。采用太阳能光伏板作为塔筒材料能够有效利用冷却塔塔筒大面积壁面并克服太阳能光伏发电占用土地资源大的缺点。本发电装置的太阳能发电部分可以化整为零，可整体拼装，且便于运输，适合推广使用。
附图说明
图1为本发明发电装置结构示意图；
图2为格构柱示意图；
图3为光伏板支架示意图；
图4为光伏板支架与格构柱连接示意图。
其中的附图标记为：根双曲线型格构柱1、主柱11、若干根腹杆12、若干根斜支撑13、太阳能光伏板支架2、太阳能光伏板支架横杆21、太阳能光伏板支架竖杆22、太阳能光伏板3、连接梁4。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
如图1所示，本发明的一种火力-光伏混合式发电钢结构冷却塔，其中：包括若干根双曲线型格构柱1、太阳能光伏板支架2以及太阳能光伏板3，双曲线型格构柱1沿圆周方向均匀布置，且双曲线型格构柱1下端均固接与桩基承台上，双曲线型格构柱1构成火力发电钢结构冷却塔的骨架，双曲线型格构柱1在轴向方向上每隔一段距离设置有一个或多个连接梁4，连接梁4一端与双曲线型格构柱1固定连接，另一端位于双曲线型格构柱1外侧，与太阳能光伏板支架2固定连接，太阳能光伏板支架2的数量为多个，每个太阳能光伏板支架2的外部均固定有太阳能光伏板3，使得太阳能光伏板3覆盖在火力发电钢结构冷却塔的骨架外侧，作为火力发电钢结构冷却塔的外墙。
实施例中，每根双曲线型格构柱1包括四根主柱11、若干根腹杆12和若干根斜支撑13，腹杆12水平设置，两端分别连接两根相邻主柱11，各腹杆12相互配合，将四根主柱11水平定位，斜支撑13倾斜设置，两端分别连接在相邻腹杆12与主柱11的连接处，以增加主柱11与腹杆12的连接强度。
实施例中，腹杆12与主柱11之间通过螺栓固定，腹杆12和主柱11的连接处与斜支撑13通过螺栓固定，斜支撑13与主柱11之间的水平夹角为40°至50°，腹杆12与主柱11之间的夹角为90°。
实施例中，太阳能光伏板支架2为由太阳能光伏板支架横杆21和太阳能光伏板支架竖杆22组成的方向框架，太阳能光伏板支架横杆21和太阳能光伏板支架竖杆22通过焊接固定，太阳能光伏板支架横杆21和太阳能光伏板支架竖杆22上预留螺栓孔，太阳能光伏板3通过该螺栓孔与太阳能光伏板支架2固定连接。
实施例中，太阳能光伏板支架横杆21和太阳能光伏板支架竖杆22均由型钢预制而成。
实施例中，太阳能光伏板支架2和太阳能光伏板3的背光面均涂覆有防腐层。
实施例中，连接梁4一端与双曲线型格构柱1的腹杆12焊接固定，连接梁4的另一端与太阳能光伏板支架2通过螺栓固定。
本发明的火力-光伏混合式发电钢结构冷却塔，包括多根格构柱1、多个太阳能光伏板支架2、多个太阳能光伏板3、多个连接梁4和防腐层。多根格构柱1沿圆周方向布置，均固接与桩基承台上，多根格构柱组成一个外轮廓截面为双曲线形的结构，太阳能光伏板支架两端通过四根连接梁4安装在两根格构柱1之间，多个太阳能光伏板支架2安装顺序为先沿圆周方向安装、再依次由下至上安装。多个太阳能光伏板3根据预先设定的规格安装在多个太阳能光伏板支架2，多个太阳能光伏板3和多个太阳能光伏板支架2背面涂刷防腐层。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种火力-光伏混合式发电钢结构冷却塔，其特征是：包括若干根双曲线型格构柱(1)、太阳能光伏板支架(2)以及太阳能光伏板(3)，所述的双曲线型格构柱(1)沿圆周方向均匀布置，且双曲线型格构柱(1)下端均固接与桩基承台上，所述的双曲线型格构柱(1)构成火力发电钢结构冷却塔的骨架，所述的双曲线型格构柱(1)在轴向方向上每隔一段距离设置有一个或多个连接梁(4)，所述的连接梁(4)一端与双曲线型格构柱(1)固定连接，另一端位于双曲线型格构柱(1)外侧，与太阳能光伏板支架(2)固定连接，所述的太阳能光伏板支架(2)的数量为多个，每个太阳能光伏板支架(2)的外部均固定有太阳能光伏板(3)，使得太阳能光伏板(3)覆盖在火力发电钢结构冷却塔的骨架外侧，作为火力发电钢结构冷却塔的筒壁。
2.根据权利要求1所述的一种火力-光伏混合式发电钢结构冷却塔，其特征是：每根双曲线型格构柱(1)包括四根主柱(11)、若干根腹杆(12)和若干根斜支撑(13)，所述的腹杆(12)水平设置，两端分别连接两根相邻主柱(11)，各腹杆(12)相互配合，将四根主柱(11)水平定位，所述的斜支撑(13)倾斜设置，两端分别连接在相邻腹杆(12)与主柱(11)的连接处，以增加主柱(11)与腹杆(12)的连接强度。
3.根据权利要求2所述的一种火力-光伏混合式发电钢结构冷却塔，其特征是：所述的腹杆(12)与主柱(11)之间通过螺栓固定，腹杆(12)和主柱(11)的连接处与斜支撑(13)通过螺栓固定，所述的斜支撑(13)与主柱(11)之间的水平夹角为40°至50°，所述的腹杆(12)与主柱(11)之间的夹角为90°。
4.根据权利要求3所述的一种火力-光伏混合式发电钢结构冷却塔，其特征是：所述的太阳能光伏板支架(2)为由太阳能光伏板支架横杆(21)和太阳能光伏板支架竖杆(22)组成的方向框架，太阳能光伏板支架横杆(21)和太阳能光伏板支架竖杆(22)通过焊接固定，所述太阳能光伏板支架横杆(21)和太阳能光伏板支架竖杆(22)上预留螺栓孔，太阳能光伏板(3)通过该螺栓孔与太阳能光伏板支架(2)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种火力-光伏混合式发电钢结构冷却塔，其特征是：所述太阳能光伏板支架横杆(21)和太阳能光伏板支架竖杆(22)均由型钢预制而成。
6.根据权利要求5所述的一种火力-光伏混合式发电钢结构冷却塔，其特征是：所述的太阳能光伏板支架(2)和太阳能光伏板(3)的背光面均涂覆有防腐层。
7.根据权利要求6所述的一种火力-光伏混合式发电钢结构冷却塔，其特征是：所述的连接梁(4)一端与双曲线型格构柱(1)的腹杆(12)焊接固定，连接梁(4)的另一端与太阳能光伏板支架(2)通过螺栓固定。
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