一种跨越式熔盐泵支撑钢平台及熔盐泵支撑方法与流程

本发明属于支撑大型立式长轴转动泵的结构技术领域，具体涉及一种跨越式熔盐泵支撑钢平台及熔盐泵支撑方法。

背景技术：

随着国家对新能源技术的大力发展与应用，尤其塔式光热电站中的储换热区，配合熔盐储罐迫切需要一种经济可靠的熔盐泵支撑结构。目前以熔盐为介质，大流量、高扬程的立式熔盐泵支撑平台设计方面仍存有难点和不足：

第一，大流量、高扬程立式熔盐泵对其支撑结构提出严格的刚度要求：1）整体支撑结构在x、y、z方向均需满足平动刚度（kn/m）和转动刚度（kn.m/rad）矩阵要求；2）在安装和找平熔盐泵设备时，要求泵支座的支撑处竖向允许位移0.1mm，水平允许位移0.04mm。

第二，现国内外投入使用的支撑结构均为悬挑式熔盐泵支撑平台，此种支撑平台悬臂距离长，为满足刚度要求，平台下部多为钢筋混凝土剪力墙，上部采用空间支撑钢结构体系，导致施工复杂，工程造价昂贵。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种跨越式熔盐泵支撑钢平台，克服现有技术中存在的上述技术问题，满足光热电站的大功率发电指标。

本发明的另一个目的在于提供一种熔盐泵支撑方法，竖向和水平承载力高，支撑转轴式泵设备效果佳。

为此，本发明提供的技术方案如下：

一种跨越式熔盐泵支撑钢平台，包括立体框架、跨越桁架结构、设备平台层和中间过渡层，所述立体框架和跨越桁架结构通过梁刚性连接，所述跨越桁架结构横跨熔盐储罐罐顶，熔盐储罐设置在中间过渡层内，所述立体框架和跨越桁架结构之间的空间为设备平台层，所述中间过渡层设于设备平台层下方；

所述设备平台层包括异形支座梁和水平支撑系统，所述异形支座梁包括横向支座梁和纵向支座梁，所述横向支座梁设于立体框架和跨越桁架结构之间，所述纵向支座梁设于横向支座梁之间，所述异形支座梁固设有熔盐泵底座。

所述立体框架包括纵梁、横梁和钢-混凝土组合结构柱一，所述跨越桁架结构包括桁架梁和钢-混凝土组合结构柱二，所述桁架梁和钢-混凝土组合结构柱二刚性连接；所述桁架梁包括上弦钢梁、下弦钢梁和腹杆，所述腹杆设于上弦钢梁和下弦钢梁之间，所述下弦钢梁与横向支座梁刚性连接。

所述水平支撑系统包括水平支撑构件一和水平支撑构件二，所述水平支撑构件一设于立体框架的横梁之间，所述水平支撑构件二设于异形支座梁之间，所述水平支撑构件二的设置密度大于水平支撑构件一。

所述异形支座梁包括工字钢和斜向加劲肋，所述工字钢的上翼缘焊接端板形成上翼缘端板，所述斜向加劲肋分别与上翼缘端板、下翼缘焊接。

所述立体框架两端的相邻两个钢-混凝土组合结构柱一之间以及跨越桁架结构的相邻两个钢-混凝土组合结构柱二之间均设有竖向支撑构件，且均采用双向交叉形，所述立体框架中间的钢-混凝土组合结构柱一之间的竖向支撑构件采用单向八字形。

所述钢-混凝土组合结构柱一包括方钢管和混凝土，所述混凝土设于方钢管的下部外围，所述方钢管与横向支座梁刚性连接。

所述下弦钢梁截面刚度是上弦钢梁截面刚度的2-3倍，所述腹杆的布置位置与立体框架的钢-混凝土组合结构柱一位置对应。

采用双向交叉形的竖向支撑构件是采用单向八字形的竖向支撑构件截面刚度的1.5-2倍。

所述立体框架端部的钢-混凝土组合结构柱一和跨越桁架结构端部的钢-混凝土组合结构柱二通过斜拉杆斜向拉结。

一种熔盐泵支撑方法，采用跨越式熔盐泵支撑钢平台，将跨越桁架结构的桁架梁下弦钢梁两端与立体框架的纵梁刚性连接后，在桁架梁的中部与立体框架的纵梁之间设置横向支座梁，然后在横向支座梁之间设置纵向支座梁形成设备平台层，将熔盐泵底座安装在异形支座梁上，承载熔盐泵竖向承载力及水平承载力，实现熔盐泵的支撑。

本发明的有益效果是：

本发明提供的这种跨越式熔盐泵支撑钢平台，通过主体框架及跨越式桁架结构刚性连接，保证了整体支撑结构的竖向、水平方向的刚度和承载力，并将所有内力传至基础，满足多台熔盐泵高转速下的振动、承载及变形要求。

本发明的设备平台层设置的水平支撑系统中的水平支撑构件的设置原则：靠近支撑区域采用“加密小三角”布置；远离支撑区域采用“斜跨大三角”布置的原则。主体框架两端钢-混凝土组合结构柱一之间的竖向支撑构件采用双向交叉形，中部的钢-混凝土组合结构柱一之间的竖向支撑构件采用单向八字形，且端部竖向支撑构件的截面刚度是中部支撑杆件的1.5~2.0倍。此种水平、竖向支撑体系的布置方案可明显提高平台平面内的扭转刚度，具有整体性强、经济性高的优点。

本发明的异形支座梁采用焊接工字钢、上翼缘端板及斜向加劲肋组成，直接承担熔盐泵的底座，此异形截面梁优点抗扭刚度大，竖向和水平承载力高，支撑转轴式泵设备效果佳。

本发明跨越式桁架结构端部的钢-混凝土组合结构柱二与立体框架端部的钢-混凝土组合结构柱一斜向拉结，加强了主体框架的空间整体性。

本发明突破了常规悬挑式支撑平台的不利因素，很好地满足熔盐泵对其支撑结构的竖向、水平及扭转刚度要求。平台形式造型美观、简便，构件材质90%采用钢材，便于采购和施工，相比其他形支撑结构形式可明显缩短建设工期，降低了工程造价。本发明的跨越式支撑平台在国内外光热发电站工程领域具有很强的实用性，在新能源储热和蓄热领域具有广阔的应用前景。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一种实施方式平面图；

图2是本发明的中间过过渡层的一种实施方式平面图；

图3是本发明主体框架的一种实施方式立面图；

图4是本发明跨越桁架梁结构的一种实施方式立面图；

图5是本发明设备平台层的一种实施方式平面图；

图6是异形支座梁的结构示意图。

图中：

附图标记说明：

1、钢-混凝土组合结构柱一；2、水平支撑构件一；3、异形支座梁；4、下弦钢梁；5、腹杆；6、竖向支撑构件；7、熔盐储罐；8、方钢管；9、焊接工字钢；10、上翼缘端板；11、斜向加劲肋；12、钢-混凝土组合结构柱二；13、水平支撑构件二；14、斜拉杆。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的跨越式熔盐泵支撑钢平台的上、下、左、右。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例1：

本实施例提供了一种跨越式熔盐泵支撑钢平台，包括立体框架、跨越桁架结构、设备平台层和中间过渡层，所述立体框架和跨越桁架结构通过梁刚性连接，所述跨越桁架结构横跨熔盐储罐7罐顶，所述立体框架和跨越桁架结构之间的空间为设备平台层，所述中间过渡层设于设备平台层下方；

所述设备平台层包括异形支座梁3和水平支撑系统，所述异形支座梁3包括横向支座梁和纵向支座梁，所述横向支座梁设于立体框架和跨越桁架结构之间，所述纵向支座梁设于横向支座梁之间，所述中间过渡层内放置有熔盐储罐7，所述异形支座梁3上固设有熔盐泵底座。如图1和图2所示。

本发明提供的这种跨越式熔盐泵支撑钢平台，通过主体框架及跨越式桁架结构刚性连接，保证了整体支撑结构的竖向、水平方向的刚度和承载力，并将所有内力传至基础，满足多台熔盐泵高转速下的振动、承载及变形要求。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种跨越式熔盐泵支撑钢平台，所述立体框架包括纵梁、横梁和钢-混凝土组合结构柱一1，所述跨越桁架结构包括桁架梁和钢-混凝土组合结构柱二12，所述桁架梁和钢-混凝土组合结构柱二12刚性连接；所述桁架梁包括上弦钢梁、下弦钢梁4和腹杆5，所述腹杆5设于上弦钢梁和下弦钢梁4之间，所述下弦钢梁4与横向支座梁刚性连接。

通过钢-混凝土组合结构柱一1和钢-混凝土组合结构柱二12保证了整体支撑结构的竖向、水平方向的刚度和承载力，并将所有内力传至基础。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种跨越式熔盐泵支撑钢平台，所述水平支撑系统包括水平支撑构件一2和水平支撑构件二13，所述水平支撑构件一2设于立体框架的横梁之间，所述水平支撑构件二13设于异形支座梁3之间，所述水平支撑构件二13的设置密度大于水平支撑构件一2。

如图1所示，设备平台层设置的水平支撑构件二13采用“加密小三角”布置，立体框架设置的水平支撑构件一2采用“斜跨大三角”布置的原则。可明显提高平台平面内的扭转刚度，具有整体性强、经济性高的优点。

其中，水平支撑构件一2和水平支撑构件二13截面采用角钢及h型钢，端部与横梁采用铰接连接。

实施例4：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种跨越式熔盐泵支撑钢平台，所述异形支座梁3包括工字钢和斜向加劲肋11，所述工字钢的上翼缘焊接端板形成上翼缘端板10，所述斜向加劲肋11分别与上翼缘端板10、下翼缘焊接。

本实施例中，异形支座梁3为异形支座梁，如图6所示，采用焊接工字钢9、上翼缘端板10及斜向加劲肋11组成，直接承担熔盐泵的底座，此异形支座梁优点抗扭刚度大，竖向和水平承载力高，支撑转轴式泵设备效果佳。异形支座梁（横向支座梁）一端须与方钢管8刚性连接，另一端与桁架梁的下弦钢梁4刚性连接，中间不可间断。图5为异形支座梁3和水平支撑系统组成的设备平台层。

实施例5：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种跨越式熔盐泵支撑钢平台，所述立体框架两端的相邻两个钢-混凝土组合结构柱一1之间以及跨越桁架结构的相邻两个钢-混凝土组合结构柱二12之间均设有竖向支撑构件6，且均采用双向交叉形，所述立体框架中间的钢-混凝土组合结构柱一1之间的竖向支撑构件6采用单向八字形。

如图3和图4所示竖向支撑构件6设置在相邻钢柱之间，其总体布置原则：立体框架两端采用双向交叉形，中部采用单向八字形。可明显提高平台平面内的扭转刚度，具有整体性强、经济性高的优点。

实施例6：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种跨越式熔盐泵支撑钢平台，所述钢-混凝土组合结构柱一1包括方钢管8和混凝土，所述混凝土设于方钢管8的下部外围。

如图3所示，钢-混凝土组合结构柱一1仅底部4.0米高以下设置，由外围混凝土和方钢管8组成，保证了整体支撑结构的竖向、水平方向的刚度和承载力，并将所有内力传至基础。4.0米以上仅通高布置方钢管8支撑。

如图4所示，钢-混凝土组合结构柱二12仅底部4.0米高以下设置，和钢-混凝土组合结构柱一1结构相同，均由外围混凝土和方钢管8组成，保证了整体支撑结构的竖向、水平方向的刚度和承载力，并将所有内力传至基础。4.0米以上仅通高布置方钢管8支撑。

实施例7：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种跨越式熔盐泵支撑钢平台，所述下弦钢梁4截面刚度是上弦钢梁截面刚度的2-3倍，所述腹杆5的布置位置与立体框架的钢-混凝土组合结构柱一1位置对应。

如图4所示，跨越式桁架结构包括桁架梁及两侧钢-混凝土组合结构柱二12，钢桁架梁横跨熔盐储罐7罐顶上部，两端有钢-混凝土组合结构柱二12支撑。桁架梁的上弦钢梁和下弦钢梁4均采用焊接工字钢，腹杆5采用型钢截面，下弦钢梁4截面刚度是上弦钢梁截面刚度大的2.5倍，腹杆5布置与立体框架的方钢管8柱对应。跨越式桁架结构应与主体结构斜向拉结，加强框架空间整体性。

实施例8：

在实施例5的基础上，本实施例提供了一种跨越式熔盐泵支撑钢平台，采用双向交叉形的竖向支撑构件6是采用单向八字形的竖向支撑构件6截面刚度的1.5-2倍。

该竖向支撑构件6的布置方案可明显提高平台平面内的扭转刚度，具有整体性强、经济性高的优点。

实施例9：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种跨越式熔盐泵支撑钢平台，所述立体框架端部的钢-混凝土组合结构柱一1和跨越桁架结构端部的钢-混凝土组合结构柱二12通过斜拉杆14斜向拉结。

跨越式桁架结构与立体框架斜向拉结，加强框架空间整体性。

实施例10：

本实施例提供了一种熔盐泵支撑方法，采用跨越式熔盐泵支撑钢平台，将跨越桁架结构的桁架梁下弦钢梁4两端与立体框架的纵梁刚性连接后，在桁架梁的中部与立体框架的纵梁之间设置横向支座梁，然后在横向支座梁之间设置纵向支座梁形成设备平台层，将熔盐泵底座安装在异形支座梁3上，承载熔盐泵竖向承载力及水平承载力，实现熔盐泵的支撑。

本发明配合大直径熔盐储罐7很好地解决了光热电站持久储热、蓄热的难点问题。本发明的钢框架平台包含：跨越式桁架梁、异形基座梁截面、组合结构柱及支撑系统四个结构部分，此结构形式的框架平台，满足了大流量、高扬程熔盐泵支撑结构的强度、变形及减震要求，实现了塔式光热电站中对冷、热熔盐泵高效、稳定运转的功能。本发明跨越式平台不仅可解决多台熔盐泵在运转时产生的共振、刚度等问题，同时也适用于其他立式长轴泵的支撑结构，具有一定的经济性和实用性。

本发明的跨越式熔盐泵支撑钢平台，应用于青海共和50mw光热发电项目（国家首批光热示范项目）。合理借助熔盐罐的筏板基础，给出一种新型的跨越式桁架梁，突破了常规悬挑式支撑平台的不利因素，很好地满足熔盐泵对其支撑结构的竖向、水平及扭转刚度要求。本发明的平台形式造型美观、简便，构件材质90%采用钢材，便于采购和施工，相比其他形支撑结构形式可明显缩短建设工期，降低了工程造价。本发明的跨越式支撑平台在国内外光热发电站工程领域具有很强的实用性，在新能源储热和蓄热领域具有广阔的应用前景。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。