[发明专利]一种抗龙卷风格栅设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗龙卷风格栅设计方法，具体地说，是涉及一种涉及具有较高通风率的同时有效阻挡异物直接穿过的格栅的方法。

背景技术

在核电站设施等重要设施中的防护格栅，既要考虑当内部发生爆炸等危险状况时，格栅要有良好的通风性能以起到防爆散热的作用；又要考虑在内部正常工作的情况下，格栅具有足够的外部防护能力，以满足在强风等因素的作用下，防止外部异物从格栅直接进入设施内部，避免对内部的安全产生威胁。

现有技术中，尚没有一种方法能够设计出在保持高通风率、对内防爆散热的同时还有很好的外部防护作用的格栅。现有的格栅设计方法都是根据经验，不能应对各种量化的具体要求来进行设计。在设计上述抗龙卷风格栅时，没有经过系统的理论推导和实际验证，不能满足设计需要。

但是，目前我国正在大力发展核能发电技术，兴建了大量的核电设施，对此类格栅的设计方法又有着极大地需求。因此，需要满足一种抗龙卷风格栅设计方法。

发明内容

技术问题：本发明提供一种抗龙卷风格栅设计方法，能够设计出在保持较高通风率的同时提供很好地防护能力的抗龙卷风格栅，适用于目前许多重要设施，如核电站等，弥补了目前国内相关技术领域的空白。

技术方案：本发明的抗龙卷风格栅设计方法，包括以下步骤：

1)根据设计指标确定格栅竖直高度H，实际需求的格栅通风面积A，与格栅的框架前侧横向连接杆连接的平面板的宽度l1，格栅中挡板的厚度t；

2)在60°～72°范围内任意选取挡板中间的弯折角然后根据下式分别确定格栅中挡板的层数n，上下相邻两块挡板弯折角顶点之间的距离h：

3)根据下式计算格栅的水平厚度W：

其中，fix为取整函数，长度单位为m，角度单位为度，面积单位为m²；

4)根据步骤1)、2)、3)得到的参数确定抗龙卷风格栅的结构如下：包括框架、设置在所述框架前后两侧的2n个横向连接杆、设置在所述框架后侧并与横向连接杆正交的纵向连接杆、设置在框架中的n个折板型挡板，所述框架的前侧和后侧，分别有n个横向连接杆等间距分层排列设置，所述n个挡板等间距分层排列设置，每个挡板前后两端分别与一个设置在框架后侧的横向连接杆和一个设置在框架前侧的横向连接杆连接。

进一步的，本发明方法中，框架为门字形结构，包括3块分别位于上侧、左侧、右侧并两两垂直连接的隔板。

进一步的，本发明方法中，挡板为L型折板，包括连为一体的两个平面板，所述两个平面板与竖直面的夹角均为即挡板中间的弯折角角度为弯折角两侧，与框架前侧横向连接杆连接的平面板的宽度为l1，与框架后侧横向连接杆连接的平面板的宽度为l2，且满足1＜l1/l2≤2的关系。

进一步的，本发明方法中，l1和l2的比例关系为l1/l2＝2。

进一步的，本发明方法中，横向连接杆分别在框架前后两侧沿水平方向排布，长度与挡板相同，两端与框架端部连接；纵向连接杆沿竖直排布，框架、挡板、横向连接杆和纵向连接杆间固定连接。

进一步的，本发明方法中，挡板左右两端与框架两侧内部连接。

挡板的厚度为t为制作挡板的钢板材料厚度，选取目前市场常见的钢板可以降低成本。通风率要求越高，选取的挡板厚度越薄，一般为10mm-20mm左右。组装时，挡板左右两端与框架内侧连接，挡板沿竖直方向依次排布，挡板弯折角两侧与竖直面夹角均为

本发明方法中，经过计算与实际验证的取值范围为60°～72°。

在上述关系式中，以为变量，遍历取值范围60°～72°内的值，分别得出对应的格栅中挡板的层数n和两块挡板弯折角顶点之间的距离h的取值，对一系列数值进行比较，选择出其中的通风率高又经济合理的最优方案为格栅的相应参数。

横向连接杆在格栅中挡板内外两侧沿水平方向排布，长度与挡板相同，两端与框架内侧连接；纵向连接杆沿竖直排布，位于格栅内部，数量需根据整体格栅稳定性要求判断。框架、挡板、横向连接杆和纵向连接杆相应部分间连接方式为固定，不可移动。

本发明中，横向连接杆3和纵向连接杆4统称为连接杆件，其作用是对格栅结构进行加固，增强其整体强度和抗震性能。经过构建计算模型对格栅的强度和抗震性能的验证，横向连接杆和纵向连接杆在格栅结构中有着十分显著的作用。本发明方法设计的抗龙卷风格栅需要在有外部异物撞击时，能够抵挡很强的冲击力，此时横向连接杆和纵向连接杆对提升格栅的整体稳定性十分重要。