Imperativ potresnega načrtovanja
Hidrometalurška tovarna v potresno aktivni regiji-Seizmična cona 4 po UBC ali ASCE 7-namesti PTFE toplotne izmenjevalnike v rezervoarje za izpiranje. Izmenjevalniki toplote morajo ostati strukturno nedotaknjeni med in po projektiranem-potresu. Okvara podpornega okvirja, ki pade s paro segreto tuljavo v rezervoar s korozivno raztopino, medtem ko se naprava odziva na poškodbe zaradi potresa, povzroči nevarnost mešanja.
Standardni podporni okvirji toplotnega izmenjevalnika iz PTFE so zasnovani za statične obremenitve-lastne-teže, toplotno raztezanje in običajne sile mešanja. Potresna zasnova doda dinamične vodoravne in navpične obremenitve, ki lahko presežejo statične obremenitve za faktor 3-5. Podporni okvir mora prenesti te obremenitve, hkrati pa ohraniti zadostno prožnost, da sprejme visoko toplotno razteznost PTFE cevi, ne da bi jih preveč omejil.
Seizmično zasnovo podpornega okvirja urejajo enaka načela kot katero koli ne{0}}strukturno komponento v seizmični aplikaciji: okvir mora prenesti vztrajnostne obremenitve z mase izmenjevalnika na gradbeno strukturo po določeni poti obremenitve, in to mora storiti brez krhke odpovedi ali izgube meje tlaka izmenjevalnika.
Izračun potresne obremenitve
Potresna konstrukcijska sila na toplotni izmenjevalnik se izračuna v skladu z veljavno gradbeno kodo (ASCE 7, Eurocode 8 ali enakovredno). Horizontalna potresna sila Fp je:
Fp=(0,4 × ap × SDS × Wp) / (Rp / Ip)
Kjer je ap faktor ojačanja komponente (običajno 2,5 za toge komponente), SDS je projektni spektralni pospešek v kratkih obdobjih, Wp je delovna teža komponente, Rp je faktor spremembe odziva komponente in Ip je faktor pomembnosti.
Za izmenjevalnik toplote iz PTFE, ki tehta 50 kg (deluje, vključno z vsebovano paro in kondenzatom) v visoko{1}}seizmičnem območju s SDS=1.5g, ap=2.5, Rp=2.5, Ip=1.5, je projektna potresna sila približno 1,5 × Wp=75 kg ekvivalentna vodoravna sila. Ta sila deluje v središču mase izmenjevalnika, kar ustvarja prevrnitvene momente in strižne sile na nosilnih povezavah.
| Seizmični projektni parameter | Primer vrednosti za oblikovanje | Vir/Izračun |
|---|---|---|
| Delovna teža komponente (Wp) | 50 kg (490 N) | Toplotni izmenjevalnik + cevi,-napolnjene z vodo |
| Kratko{0}}periodni spektralni pospešek (SDS) | 1.5g | Analiza potresne nevarnosti-specifične lokacije |
| Faktor ojačenja komponente (ap) | 2.5 | ASCE 7 Tabela 13.6-1 (toga komponenta) |
| Faktor spremembe odziva komponente (Rp) | 2.5 | ASCE 7 tabela 13.6-1 (varjeno jekleno ogrodje) |
| Faktor pomembnosti (Ip) | 1.5 | Bistven objekt (vsebuje nevarne kemikalije) |
| Projektna horizontalna potresna sila (Fp) | 735 N (ekvivalent 75 kg) | Formula Fp po razdelku 13.3 ASCE 7 |
| Projektna navpična potresna sila | ±0,2 × SDS × Wp=±147 N | ASCE 7 Razdelek 13.3 |
| Število sidrnih točk podpornega okvirja | 4 (najmanj) | Razporedi potresno obremenitev na strukturo rezervoarja |
| Vrsta sidra | Preko-privit z protimaticami; brez dilatacijskih sider | Raztezna sidra nezanesljiva pri ciklični potresni obremenitvi |
| Sidrni material | Nerjaveče jeklo 316 z izolacijskimi tulci iz PTFE | odpornost proti koroziji; galvanska ločitev iz PTFE okvirja |
Fleksibilnost-ravnovesje seizmične moči
PTFE cevi se razširijo približno 12-15 mm na meter dolžine, ko se segrejejo od okolja do 140 stopinj delovne temperature. Nosilni okvir mora omogočati to prosto raztezanje v vzdolžni smeri, da se prepreči upogibanje cevi. To zahteva drsne povezave ali fleksibilne elemente v okvirju, ki se prilagajajo toplotnemu gibanju.
Potresna zasnova ima običajno prednost toge povezave, ki neposredno prenašajo obremenitve. Toga povezava, ki preprečuje toplotno raztezanje, rešuje pot potresne obremenitve, vendar ustvarja problem toplotne obremenitve. Drsna povezava, ki se prilagaja toplotnemu raztezanju, pušča izmenjevalnik brez omejitev pri potresnih obremenitvah.
Rešitev je več-smerni zadrževalni sistem. Nosilni okvir je na enem koncu (fiksna točka) zasidran s togimi povezavami, ki prenašajo potresne obremenitve v vse smeri. Nasprotni konec (točka drsenja) uporablja povezave z režami, ki omogočajo vzdolžno toplotno raztezanje, hkrati pa zagotavljajo prečno in navpično omejitev za potresne obremenitve. Drsna povezava vključuje ležajno podlogo iz PTFE z nizkim-trenjem, ki omogoča nemoteno toplotno gibanje, medtem ko se luknje za vijake z zarezami zaskočijo med seizmičnim premikom, kar zagotavlja bočno zadrževanje po zapolnitvi majhne začetne reže.
Vgradnja sidra v strukturo rezervoarja
Sidra podpornega okvirja morajo prenesti potresne obremenitve v strukturo rezervoarja, ne da bi izvlekli ali zlomili material rezervoarja. Pri jeklenih rezervoarjih se s-vijačnimi povezavami z nosilnimi ploščami porazdeli obremenitev sidra na večje območje. Za betonske rezervoarje se uporabljajo-namestitveni-sidrni vijaki ali naknadno-nameščena epoksidna sidra (kvalificirana za seizmično delovanje po ACI 355.2).
Zasnova sidra vključuje varnostni faktor 4 za končno zmogljivost izvleka, da se upošteva ciklično poslabšanje zmogljivosti sidra pri ponavljajočih seizmičnih obremenitvah. Robna razdalja sidra in razmik ustrezata minimalnim zahtevam kode, da se prepreči zlom betona.
Povzetek
Podporni okvirji toplotnega izmenjevalnika PTFE v potresnih območjih so zasnovani za vodoravne potresne sile 3-5-kratne statične lastne-teže, z uporabo več-smernega zadrževalnega sistema, ki zagotavlja togo pot obremenitve na enem koncu in drsno povezavo, ki se prilagaja toplotnemu raztezanju na drugem. Vgradnja sidra v strukturo rezervoarja uporablja -pritrjene ali potresno primerne naknadno nameščene povezave z varnostnim faktorjem 4 pri končni zmogljivosti.
Potresna zasnova zagotavlja, da izmenjevalnik ostane strukturno nedotaknjen in da se meja tlaka pare ohrani med in po načrtu-osnovnem potresu, kar preprečuje sproščanje nevarnega materiala med že tako kritičnim dogodkom.
Inženirska podpora za potresno zasnovo podpornega okvirja toplotnega izmenjevalnika PTFE je na voljo ob predložitvi seizmičnih parametrov-specifičnih za lokacijo, podrobnosti konstrukcije rezervoarja, dimenzij in teže izmenjevalnika ter veljavne izdaje gradbenih predpisov.
