A szeizmikus tervezés kötelező
Egy szeizmikusan aktív régióban lévő hidrometallurgiai üzem-4. szeizmikus zóna UBC-nként vagy ASCE 7- PTFE-hőcserélőket telepít a kilúgozó tartályokba. A hőcserélőknek szerkezetileg sértetleneknek kell maradniuk a tervezési-alapú földrengés alatt és után. A tartókeret meghibásodása, amely egy gőzzel fűtött tekercset egy korrozív oldatot tartalmazó tartályba ejt, miközben az üzem reagál a földrengés okozta károkra, súlyosbodási veszélyt jelent.
A szabványos PTFE hőcserélő tartókereteket statikus terhelésre, -önsúlyra-, hőtágulásra és normál keverési erőkre tervezték. A szeizmikus tervezés dinamikus vízszintes és függőleges terheléseket ad hozzá, amelyek 3-5-szörösére is meghaladhatják a statikus terheléseket. A tartókeretnek ellenállnia kell ezeknek a terheléseknek, miközben kellő rugalmasságot kell tartania ahhoz, hogy alkalmazkodjon a PTFE csövek nagy hőtágulásához anélkül, hogy túlzottan korlátozná azokat.
A tartókeret szeizmikus kialakítását ugyanazok az alapelvek szabályozzák, mint a szeizmikus alkalmazások bármely nem -szerkezeti alkatrészét: a keretnek meghatározott terhelési úton kell átvinnie a tehetetlenségi terheléseket a hőcserélő tömegéről az épület szerkezetére, és ezt rideg meghibásodás vagy a hőcserélő nyomáshatárának elvesztése nélkül kell megtennie.
A szeizmikus terhelés számítása
A hőcserélőre ható szeizmikus tervezési erőt a vonatkozó építési szabályzat (ASCE 7, Eurocode 8 vagy azzal egyenértékű) szerint számítják ki. Az Fp vízszintes szeizmikus erő:
Fp=(0,4 × ap × SDS × Wp) / (Rp / Ip)
Ahol ap a komponens erősítési tényezője (merev alkatrészek esetén jellemzően 2,5), az SDS a tervezési spektrális gyorsulás rövid időszakokra, a Wp az alkatrész üzemi súlya, az Rp az alkatrészválasz módosítási tényezője, és az Ip a fontossági tényező.
Egy 50 kg tömegű PTFE hőcserélő esetén (a gőzzel és kondenzátummal együtt üzemel) nagy-szeizmikus zónában SDS=1.5g, ap=2.5, Rp=2.5, Ip=1.5 mellett a tervezett szeizmikus erő körülbelül 1,5 × Wp=75 kg-nak megfelelő vízszintes erővel. Ezt az erőt a hőcserélő tömegközéppontjában fejtik ki, ami borulási nyomatékokat és nyíróerőket hoz létre a tartócsatlakozásokon.
| Szeizmikus tervezési paraméter | Példa a tervezéshez | Forrás/Számítás |
|---|---|---|
| Alkatrész üzemi súlya (Wp) | 50 kg (490 N) | Hőcserélő + vízzel{1}}töltött csövek |
| Rövid{0}}periódusú spektrális gyorsulás (SDS) | 1.5g | Helyszín-specifikus szeizmikus veszélyelemzés |
| Komponens erősítési tényező (ap) | 2.5 | ASCE 7 13.6-1 táblázat (merev alkatrész) |
| Alkatrészválasz módosítási tényezője (Rp) | 2.5 | ASCE 7 13.6-1 táblázat (hegesztett acélváz) |
| Fontossági tényező (Ip) | 1.5 | Alapvető létesítmény (veszélyes vegyi anyagokat tartalmaz) |
| Tervezési vízszintes szeizmikus erő (Fp) | 735 N (75 kg-nak megfelelő) | Fp képlet az ASCE 7 13.3. szakasza szerint |
| Tervezze meg a függőleges szeizmikus erőt | ±0,2 × SDS × Wp=±147 N | ASCE 7 13.3. szakasz |
| A tartókeret rögzítési pontjainak száma | 4 (minimum) | Elosztja a szeizmikus terhelést a tartály szerkezetére |
| Horgony típusa | átmenő-biztosítóanyákkal; nincsenek tágulási horgonyok | A tágulási horgonyok megbízhatatlanok ciklikus szeizmikus terhelés alatt |
| Horgony anyaga | Rozsdamentes acél 316 PTFE szigetelő hüvelyekkel | Korrózióállóság; galvanikus leválasztás PTFE keretből |
A rugalmasság{0}}szeizmikus erő egyensúlya
A PTFE csövek körülbelül 12-15 mm-rel tágulnak ki méterenként, ha környezeti hőmérsékletről 140 fokos üzemi hőmérsékletre melegítik. A tartókeretnek lehetővé kell tennie ezt a hosszirányban szabadon tágulást, hogy megakadályozza a cső meghajlását. Ehhez csúszó csatlakozásokra vagy rugalmas elemekre van szükség a keretben, amelyek alkalmazkodnak a hőmozgáshoz.
A szeizmikus kialakítás jellemzően a merev csatlakozásokat részesíti előnyben, amelyek közvetlenül adják át a terhelést. A hőtágulást megakadályozó merev csatlakozás megoldja a szeizmikus terhelési útvonalat, de termikus stressz problémát okoz. A hőtágulást alkalmazó csúszó csatlakozás a szeizmikus terhelések hatására a hőcserélőt szabadon hagyja.
A megoldás egy több-irányú visszatartó rendszer. A tartókeret egyik végén (a rögzített ponton) merev csatlakozásokkal van rögzítve, amelyek minden irányban továbbítják a szeizmikus terhelést. A másik vég (a csúszási pont) réskötéseket használ, amelyek lehetővé teszik a hosszirányú hőtágulást, miközben keresztirányú és függőleges visszatartást biztosítanak a szeizmikus terheléseknek. A csúszócsatlakozás kis -súrlódású PTFE csapágypárnát tartalmaz, amely egyenletes hőmozgást tesz lehetővé, miközben a hornyolt csavarlyukak a szeizmikus elmozdulás során összekapcsolódnak, oldalirányú visszatartást biztosítva egy kis kezdeti rés beiktatása után.
A horgony beágyazása a tartályszerkezetben
A tartókeret horgonyainak a szeizmikus terhelést át kell vinniük a tartály szerkezetébe anélkül, hogy a tartály anyagát kihúznák vagy megrepednének. Acél tartályok esetén a-csavarozott csatlakozások és a támlemezek nagyobb területen osztják el a horgonyterhelést. Betontartályokhoz öntött--horgonycsavarokat vagy utólag-szerelt epoxihorgonyokat (amelyek ACI 355.2 szerint szeizmikus szolgáltatásra alkalmasak) használnak.
A horgony kialakítása 4-es biztonsági tényezőt tartalmaz a végső kihúzási kapacitásra, hogy figyelembe vegye a horgonykapacitás ciklikus csökkenését ismételt szeizmikus terhelés esetén. A horgonyél távolsága és távolsága megfelel a kód minimumának, hogy megakadályozza a beton kitörését.
Összegzés
A szeizmikus zónákban lévő PTFE hőcserélő tartókereteket a statikus önsúly 3-5-szöröse{2}}5-szörös vízszintes szeizmikus erőre tervezték, egy több-irányú visszatartó rendszerrel, amely az egyik végén merev terhelési utat, a másik végén pedig a hőtágulásnak megfelelő csúszócsatlakozást biztosít. A tartály szerkezetébe történő horgonyzás -csavarozott vagy szeizmikusan minősített, utólag telepített csatlakozásokon keresztül történik, a végső kapacitás 4-es biztonsági tényezőjével.
A szeizmikus kialakítás biztosítja, hogy a hőcserélő szerkezetileg sértetlen maradjon, és a gőznyomás határa megmaradjon a tervezési -alapú földrengés alatt és után is, megakadályozva a veszélyes anyagok kibocsátását egy már kritikus esemény során.
Mérnöki támogatás a szeizmikus PTFE hőcserélő tartókeret kialakításához a helyspecifikus szeizmikus paraméterek, a tartály konstrukciós részletei, a hőcserélő méretei és tömege, valamint a vonatkozó építési szabályzat kiadása után érhető el.
