汽輪機(jī)高位布置發(fā)電廠房抗震性能的評估與優(yōu)化.pdf

1、我國傳統(tǒng)火電主廠房的格局較多采用四列式布置，廠房內(nèi)布置有汽輪機(jī)基礎(chǔ)，與主廠房結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立，兩者的設(shè)計(jì)一般單獨(dú)進(jìn)行。最近，國內(nèi)提出了一種將汽輪機(jī)基礎(chǔ)和主廠房結(jié)構(gòu)聯(lián)合布置的新方案，該方案通過將汽輪機(jī)及其基礎(chǔ)聯(lián)合布置在主廠房上部較高的樓層，以達(dá)到節(jié)約管道材料、減少投資和占地面積、提高機(jī)組效率的目的。此類高位聯(lián)合布置方案將汽輪機(jī)組及其基礎(chǔ)上的大量荷載作用于結(jié)構(gòu)上部，使得主廠房結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量分布發(fā)生較大變化，這也是此方案與火電主廠房常規(guī)布置方案

2、的本質(zhì)區(qū)別。因此，對此類主廠房結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行深入分析，考察其結(jié)構(gòu)體系層面上的特點(diǎn)，研究改善其抗震性能的方法和技術(shù)，對于此類布置方案的推廣具有重要意義。
　　為此，本文主要開展了以下工作：
　　1）采用 ABAQUS有限元分析軟件，分別建立了將汽輪機(jī)及其基礎(chǔ)考慮成集中質(zhì)量的簡化廠房模型和將汽輪機(jī)基礎(chǔ)考慮成實(shí)體單元的實(shí)際廠房模型，并通過彈塑性時(shí)程分析對比了兩種模型的差異；
　　2）基于實(shí)際廠房模型，通過彈塑性時(shí)程分析考

3、查了彈簧水平/豎向剛度比、阻尼系數(shù)對廠房結(jié)構(gòu)抗震性能的影響及其規(guī)律，并根據(jù)分析結(jié)果對主廠房結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行評估；
　　3）對比了不同地震作用水準(zhǔn)下主廠房結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的差異；
　　4）為使汽機(jī)基礎(chǔ)滿足抗震設(shè)防及電力設(shè)備的工藝要求，提出了針對汽機(jī)基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
　　通過上述工作，得出以下幾方面研究成果：
　　1）簡化模型便于設(shè)計(jì)人員利用其熟悉的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行建模和分析，可在初步設(shè)計(jì)和第一階段抗震設(shè)計(jì)時(shí)采用，對

4、于第二階段抗震設(shè)計(jì)，則建議采用實(shí)際模型。另外，根據(jù)實(shí)際模型設(shè)計(jì)的廠房結(jié)構(gòu)，一般可達(dá)到性能3的抗震要求。
　　2）汽機(jī)基礎(chǔ)彈簧支座的阻尼系數(shù)對主廠房結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)的影響小于3％，可以忽略。彈簧水平/豎向剛度比對主廠房結(jié)構(gòu)的影響大于彈簧支座阻尼的影響，對比水平/豎向剛度比分別為1/5和1/2兩種情況的地震響應(yīng)，層間位移的最大差別為21%左右。彈簧水平/豎向剛度比越小，主廠房結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)也越小，隔震效果越明顯。
　　3）對比單、