專利名稱：冷卻塔塔筒混凝土溫度預測控制系統及控制方法
技術領域：
本發明涉及冷卻塔控制技術領域，特別是涉及ー種冷卻塔塔筒混凝土溫度預測控制系統及控制方法。
背景技術：
冷卻塔是發電廠循環水系統的重要建筑物。冷卻塔一般采用雙曲線型結構，是典型的空間的薄壁殼體結構。對于冷卻塔結構，以往的溫度場分析主要是對于運行期內外氣溫不同產生的溫度差進行計算。目前隨著超大冷卻塔的發展，冷卻塔塔筒壁厚越來越厚，混凝土的等級也有所提高，有必要研究施工期混凝土水化熱所產生的溫度場。在大體積混凝土的工程建設中，大體積混凝土中的裂縫產生，溫度因素是ー個主 要因素甚至是控制性因素，所以研究混凝土的溫度應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因素，也有外界溫度變化、結構約束情況等外界影響因素，還涉及到施工澆筑計劃、澆筑時入倉溫度等實際施エ情況的影響。混凝土溫度應カ仿真分析綜合考慮混凝土結構的施工過程，氣溫、混凝土徐變、水化熱以及混凝土材料的熱力學參數等因素，對混凝土結構的施工期進行溫度應カ模擬，可以了解混凝土結構的開裂可能性，指導采用合理的防裂措施，最大程度地避免混凝土裂縫的發生。目前，尚未有一套能夠有效預測冷卻塔在澆筑中的溫度變化的系統，這也給冷卻塔建造的過程中帶來了不少難題。
發明內容
基于此，針對上述問題，本發明提出ー種冷卻塔塔筒混凝土溫度預測控制系統及控制方法。為解決上述技術問題，本發明提供了ー種冷卻塔塔筒混凝土溫度預測控制系統，包括溫度預測模塊、溫度控制模塊、溫度監測模塊和數據分析調整模塊，其中溫度預測模塊，用于建立冷卻塔塔筒的有限元模型，設定分析參數和混凝土澆筑入倉溫度，預測出混凝土內部的溫度變化數據；溫度控制模塊，用于判斷預測的混凝土內部的溫度變化數據是否符合設計要求，如果不符合，重新設定混凝土澆筑入倉溫度，使預測結果滿足設計要求，根據重新設定的混凝土澆筑入倉溫度指導混凝土施工，如果符合，指導混凝土施工；溫度監測模塊，由多個設于混凝土內部的溫度傳感器組成，用于監測混凝土內的溫度變化，得出冷卻塔塔筒混凝土內部的實際溫度變化數據；數據分析調整模塊，用于判斷預測的混凝土內部溫度變化數據和冷卻塔塔筒混凝土內部的實際溫度變化曲線是否相同，如果不同，則重新設定該層的分析參數，如果相同，則進入下ーエ序。在其中一個實施例中，所述溫度傳感器設于厚度超過Im的冷卻塔塔筒混凝土內部的中心。冷卻塔塔筒厚度小于Im的情況下，塔筒混凝土的內外溫差較小，可以不考慮溫度應力。在其中一個實施例中，冷卻塔塔筒由從下至上的多層混凝土澆筑而成，在每一層混凝土內沿冷卻塔塔筒的圓周方向均勻設置四個所述溫度傳感器。冷卻塔塔筒為軸對稱結構，考慮到太陽照射和風向等因素，沿冷卻塔塔筒圓周方向均勻設置四個溫度傳感器可以描述冷卻塔塔筒混凝土溫度分布。在其中一個實施例中，所述溫度傳感器通過鋼筋固定于冷卻塔塔筒混凝土內部。目的是保證溫度傳感器可以穩固地固定于混凝土內部。為解決上述技術問題，本發明還提供了一種冷卻塔塔筒混凝土溫度預測控制方法，包括以下步驟建立冷卻塔塔筒的有限元模型，設定分析參數和混凝土澆筑入倉溫度，預測出混凝土內部的溫度變化數據； 判斷預測的混凝土內部的溫度變化數據是否符合設計要求，如果不符合，重新設定混凝土澆筑入倉溫度，使預測結果滿足設計要求，根據重新設定的混凝土澆筑入倉溫度指導混凝土施工，如果符合，指導混凝土施工；監測混凝土內的溫度變化，得出冷卻塔塔筒混凝土內部的實際溫度變化數據；判斷預測的混凝土內部溫度變化數據和冷卻塔塔筒混凝土內部的實際溫度變化曲線是否相同，如果不同，則重新設定該層的分析參數，如果相同，則進入下一工序。在其中一個實施例中，還包括以下步驟設定冷卻塔塔筒由從下至上的多層混凝土澆筑而成，在每一層混凝土內設置溫度傳感器，監測混凝土內的溫度變化。通過設定溫度傳感器監測混凝土內部溫度，既有效，又節約成本。在其中一個實施例中，還包括以下步驟在厚度超過Im的冷卻塔塔筒混凝土內部中心設置溫度傳感器。冷卻塔塔筒厚度小于Im的情況下，塔筒混凝土的內外溫差較小，可以不考慮溫度應力。在其中一個實施例中，還包括以下步驟在每一層混凝土內沿冷卻塔塔筒的圓周方向均勻設置四個溫度傳感器。冷卻塔塔筒為軸對稱結構，考慮到太陽照射和風向等因素，沿冷卻塔塔筒圓周方向均勻設置四個溫度傳感器可以描述冷卻塔塔筒混凝土溫度分布。在其中一個實施例中，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部。目的是保證溫度傳感器可以穩固地固定于混凝土內部。本發明的有益效果是利用塔筒混凝土溫度預測、混凝土澆筑入倉溫度控制、塔筒混凝土溫度監測、分析數據調整的一系列措施，可以全過程的監測冷卻塔塔筒混凝土溫度變化，指導混凝土澆筑中的入倉溫度控制，避免塔筒混凝土產生較大的初始溫度應力，從而提高冷卻塔的結構承載力和耐久性。
圖I是本發明實施例所述溫度預測控制系統的原理方框圖；圖2是本發明實施例所述的溫度預測控制方法的流程圖；附圖標記說明10-溫度預測模塊，20-溫度控制模塊，30-溫度監測模塊，40-數據分析調整模塊。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。實施例如圖I所示，ー種冷卻塔塔筒混凝土溫度預測控制系統，包括溫度預測模塊10、溫度控制模塊20、溫度監測模塊30和數據分析調整模塊40，其中溫度預測模塊10，用于建立冷卻塔塔筒的有限元模型，設定分析參數和混凝土澆筑入倉溫度，預測出混凝土內部的溫度變化數據；溫度控制模塊20，用于判斷預測的混凝土內部的溫度變化數據是否符合設計要求，如果不符合，重新設定混凝土澆筑入倉溫度，使預測結果滿足設計要求，根據重新設定的混凝土澆筑入倉溫度指導混凝土施工，如果符合，指導混凝土施工；
溫度監測模塊30，由多個設于混凝土內部的溫度傳感器組成，用于監測混凝土內的溫度變化，得出冷卻塔塔筒混凝土內部的實際溫度變化數據；數據分析調整模塊40，用于判斷預測的混凝土內部溫度變化數據和冷卻塔塔筒混凝土內部的實際溫度變化曲線是否相同，如果不同，則重新設定該層的分析參數，如果相同，則進入下ーエ序。本實施例中，所述溫度傳感器設于厚度超過Im的冷卻塔塔筒混凝土內部的中心。冷卻塔塔筒厚度小于Im的情況下，塔筒混凝土的內外溫差較小，可以不考慮溫度應力。本實施例中，冷卻塔塔筒由從下至上的多層混凝土澆筑而成，在每ー層混凝土內沿冷卻塔塔筒的圓周方向均勻設置四個所述溫度傳感器。冷卻塔塔筒為軸對稱結構，考慮到太陽照射和風向等因素，沿冷卻塔塔筒圓周方向均勻設置四個溫度傳感器可以描述冷卻塔塔筒混凝土溫度分布。本實施例中，所述溫度傳感器通過鋼筋固定于冷卻塔塔筒混凝土內部。目的是保證溫度傳感器可以穩固地固定于混凝土內部。如圖2所示，ー種冷卻塔塔筒混凝土溫度預測控制方法，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，設定分析參數；步驟S104,設定混凝土燒筑入倉溫度；步驟S105，預測出混凝土內部的溫度變化數據；步驟S106，判斷預測的混凝土內部的溫度變化數據是否符合設計要求，如果不符合，進入步驟S103，重新設定混凝土澆筑入倉溫度，使預測結果滿足設計要求，如果符合，進入步驟S106,指導混凝土施工；步驟S107,指導混凝土施工；步驟S108，監測混凝土內的溫度變化，得出冷卻塔塔筒混凝土內部的實際溫度變化數據；本步驟中，還包括以下步驟設定冷卻塔塔筒由從下至上的多層混凝土澆筑而成，在每ー層混凝土內設置溫度傳感器，監測混凝土內的溫度變化。通過設定溫度傳感器監測混凝土內部溫度，既有效，又節約成本。
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部中心設置溫度傳感器。冷卻塔塔筒厚度小于Im的情況下，塔筒混凝土的內外溫差較小，可以不考慮溫度應力。本步驟中，還包括以下步驟在每一層混凝土內沿冷卻塔塔筒的圓周方向均勻設置四個溫度傳感器。冷卻塔塔筒為軸對稱結構，考慮到太陽照射和風向等因素，沿冷卻塔塔筒圓周方向均勻設置四個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部。目的是保證溫度傳感器可以穩固地固定于混凝土內部。步驟S109，進行對比分析，判斷預測的混凝土內部溫度變化數據和冷卻塔塔筒混凝土內部的實際溫度變化曲線是否相同，如果不同，則進入步驟S 103，重新設定該層的分析參數；
步驟S110，如果相同，則進入下一工序。本發明利用塔筒混凝土溫度預測、混凝土澆筑入倉溫度控制、塔筒混凝土溫度監測、分析數據調整的一系列措施，可以全過程的監測冷卻塔塔筒混凝土溫度變化，指導混凝土澆筑中的入倉溫度控制，避免塔筒混凝土產生較大的初始溫度應力，從而提高冷卻塔的結構承載力和耐久性。以上所述實施例僅表達了本發明的具體實施方式
，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.ー種冷卻塔塔筒混凝土溫度預測控制系統，其特征在于，包括溫度預測模塊、溫度控制模塊、溫度監測模塊和數據分析調整模塊，其中 溫度預測模塊，用于建立冷卻塔塔筒的有限元模型，設定分析參數和混凝土澆筑入倉溫度，預測出混凝土內部的溫度變化數據； 溫度控制模塊，用于判斷預測的混凝土內部的溫度變化數據是否符合設計要求，如果不符合，重新設定混凝土澆筑入倉溫度，使預測結果滿足設計要求，根據重新設定的混凝土澆筑入倉溫度指導混凝土施工，如果符合，指導混凝土施工； 溫度監測模塊，由多個設于混凝土內部的溫度傳感器組成，用于監測混凝土內的溫度變化，得出冷卻塔塔筒混凝土內部的實際溫度變化數據； 數據分析調整模塊，用于判斷預測的混凝土內部溫度變化數據和冷卻塔塔筒混凝土內部的實際溫度變化曲線是否相同，如果不同，則重新設定該層的分析參數，如果相同，則進入下ーエ序。
2.根據權利要求I所述的冷卻塔塔筒混凝土溫度預測控制系統，其特征在于，所述溫度傳感器設于厚度超過Im的冷卻塔塔筒混凝土內部的中心。
3.根據權利要求I或2所述的混凝乳結構冷卻塔的溫度預測控制系統，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，在每ー層混凝土內沿冷卻塔塔筒的圓周方向均勻設置四個所述溫度傳感器。
4.根據權利要求3所述的混凝乳結構冷卻塔的溫度預測控制系統，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部。
5.ー種冷卻塔塔筒混凝土溫度預測控制方法，其特征在于，包括以下步驟 建立冷卻塔塔筒的有限元模型，設定分析參數和混凝土澆筑入倉溫度，預測出混凝土內部的溫度變化數據； 判斷預測的混凝土內部的溫度變化數據是否符合設計要求，如果不符合，重新設定混凝土澆筑入倉溫度，使預測結果滿足設計要求，根據重新設定的混凝土澆筑入倉溫度指導混凝土施工，如果符合，指導混凝土施工； 監測混凝土內的溫度變化，得出冷卻塔塔筒混凝土內部的實際溫度變化數據； 判斷預測的混凝土內部溫度變化數據和冷卻塔塔筒混凝土內部的實際溫度變化曲線是否相同，如果不同，則重新設定該層的分析參數，如果相同，則進入下ーエ序。
6.根據權利要求5所述的冷卻塔塔筒混凝土溫度預測控制方法，其特征在干，還包括以下步驟 設定冷卻塔塔筒由從下至上的多層混凝土澆筑而成，在每ー層混凝土內設置溫度傳感器，監測混凝土內的溫度變化。
7.根據權利要求6所述的冷卻塔塔筒混凝土溫度預測控制方法，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部中心設置溫度傳感器。
8.根據權利要求7所述的冷卻塔塔筒混凝土溫度預測控制方法，其特征在干，還包括以下步驟 在每ー層混凝土內沿冷卻塔塔筒的圓周方向均勻設置四個溫度傳感器。
9.根據權利要求8所述的混凝乳結構冷卻塔的溫度預測控制系統，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部。
全文摘要
本發明公開了一種冷卻塔塔筒混凝土溫度預測控制系統，包括溫度預測模塊、溫度控制模塊、溫度監測模塊和數據分析調整模塊，其中，溫度預測模塊，用于建立冷卻塔塔筒的有限元模型，設定分析參數和混凝土澆筑入倉溫度，預測出混凝土內部的溫度變化數據；溫度控制模塊，用于判斷預測的混凝土內部的溫度變化數據是否符合設計要求；溫度監測模塊，由多個設于混凝土內部的溫度傳感器組成，用于監測混凝土內的溫度變化，得出冷卻塔塔筒混凝土內部的實際溫度變化數據；數據分析調整模塊，用于判斷預測的混凝土內部溫度變化數據和冷卻塔塔筒混凝土內部的實際溫度變化曲線是否相同。本發明還公開了一種冷卻塔塔筒混凝土溫度預測控制方法。
文檔編號E04G21/02GK102817477SQ201210303538
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月23日 優先權日2012年8月23日
發明者李樂, 馬兆榮, 湯東升, 王曉村, 徐榮彬, 陸曉琴, 盧欽先, 劉立威 申請人:中國能源建設集團廣東省電力設計研究院