1 前言
火力發(fā)電廠的煙囪材料一般為鋼材，作為鋼材的替代品，F(xiàn)RP（Fiberglass Reinforced Plastics）正引起人們的注目。和鋼相比，F(xiàn)RP具有重量輕、超強(qiáng)耐腐蝕等特點(diǎn)，但因其是樹脂和纖維組成的層合材料，因此具有各向異性（各個(gè)方向上 的物理特性不同），難以得到一定的標(biāo)準(zhǔn)特性值。另外，考慮到高溫條件下特性值會(huì)降低，因此，充分了解FRP的材料特性及強(qiáng)度，對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說是極其重要 的問題。
在此情況下，我們針對(duì)新型火力發(fā)電廠擬采用的大口徑FRP煙囪，于平成9年（1997）7月至平成11年（1999）3月實(shí)施了FRP的物理特性試驗(yàn) 以及連接接頭和吊點(diǎn)的強(qiáng)度試驗(yàn)，現(xiàn)將結(jié)果作以報(bào)告。試驗(yàn)溫度按照實(shí)際電廠排煙溫度設(shè)定，試驗(yàn)所用樹脂，已經(jīng)在前期的實(shí)驗(yàn)性研究中確認(rèn)了其耐熱性能及耐腐蝕 性，為兩種環(huán)氧（NOVOLAC）系乙烯基酯樹脂。
2 煙囪概況
本煙囪是充分考慮了周邊景觀的外附裝飾材料的鋼塔架煙囪，計(jì)劃主體為鋼結(jié)構(gòu)制造，最高高度120m，內(nèi)部設(shè)置2根FRP內(nèi)筒。FRP內(nèi)筒的內(nèi)徑為 9.0m。作為火力發(fā)電廠的煙囪，其規(guī)模等級(jí)為日本國(guó)內(nèi)最大。FRP內(nèi)筒由設(shè)于高度98.25m和24m處的兩處吊點(diǎn)支承，在高度105m和 34.125m兩處設(shè)有膨脹接頭，以應(yīng)對(duì)熱變形。另外，火力發(fā)電廠計(jì)劃以LNG（Liquid Natural Gas）為燃料，以ACC（Advanced Combined Cycle）方式運(yùn)行，F(xiàn)RP內(nèi)筒的設(shè)計(jì)排煙溫度，在正常運(yùn)行時(shí)為98℃，啟動(dòng)時(shí)為130℃，事故時(shí)為120℃。圖2-1為煙囪的總體布置圖。
3 使用小型試樣進(jìn)行的FRP物理特性試驗(yàn)
3.1 試樣的鋪層構(gòu)成和形狀
試樣的成型方法采用纖維纏繞法（以下稱 “FW”）和手糊成型法（以下稱 “HLU”）。另外，考慮到實(shí)際的FRP煙囪采用的鋪層構(gòu)成和厚度，在強(qiáng)度試驗(yàn)中，試樣的設(shè)計(jì)厚度為在FW和HLU情況下分別為12mm和23mm，在耐 熱性試驗(yàn)和應(yīng)力松弛試驗(yàn)這兩種暴露試驗(yàn)狀態(tài)下，HLU取3.6mm。試樣鋪層構(gòu)成如圖3.1-1至圖3.1-3所示。
