太陽能光熱發(fā)電是我國新型電力系統(tǒng)的重要支撐性電源。其與光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的最大區(qū)別在于太陽能光熱發(fā)電具有儲能的功能,可以利用高溫熔融鹽儲存白天太陽的熱量,夜晚也可以連續(xù)發(fā)電,電力輸出平穩(wěn),從而成為電網(wǎng)友好型新能源站。我國太陽能資源豐富,在西藏、青海、新疆、內(nèi)蒙古等地區(qū)適宜開發(fā)建設(shè)光熱發(fā)電站。2016年國家能源局發(fā)文批準(zhǔn)建設(shè)太陽能光熱發(fā)電示范項(xiàng)目,給出了標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià),促進(jìn)了我國光熱發(fā)電站的快速起步和發(fā)展。近年來,隨著新一批國家特高壓輸電線路的立項(xiàng)和建設(shè),在我國西北地區(qū)的新能源基地中,光熱發(fā)電站成為新能源基地的重要配置項(xiàng)目,迎來了新的發(fā)展高峰。太陽能光熱發(fā)電技術(shù)路線主要有塔式、槽式、菲涅爾式和碟式四種,其中塔式和槽式是主流的發(fā)電技術(shù),在國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛。在我國已投運(yùn)的光熱發(fā)電站中,大型項(xiàng)目中塔式光熱發(fā)電站有5座,槽式光熱發(fā)電站有2座,菲涅爾式光熱發(fā)電站有1座。太陽能光熱發(fā)電作為新的發(fā)電技術(shù),會帶來吸熱塔、鏡場特殊基礎(chǔ)、鏡面支架和高溫儲罐基礎(chǔ)等新的建構(gòu)筑物,同時也會產(chǎn)生一系列新的結(jié)構(gòu)難題。例如,吸熱塔作為光熱發(fā)電站的核心構(gòu)筑物,屬于高柔細(xì)結(jié)構(gòu),質(zhì)量、外形和剛度突變,抗風(fēng)和抗震問題突出,關(guān)鍵參數(shù)的取值如阻尼比等沒有統(tǒng)一認(rèn)識;塔式定日鏡樁柱一體式基礎(chǔ)數(shù)量多,剛度和位移要求遠(yuǎn)超常規(guī)結(jié)構(gòu),國內(nèi)外現(xiàn)有計(jì)算理論不能滿足工程需求;塔式定日鏡和槽式反射鏡數(shù)量多且工程量大,結(jié)構(gòu)體系需要重新構(gòu)建,重要的風(fēng)荷載計(jì)算參數(shù)需要確定;高溫 (580℃)儲熱罐基礎(chǔ)承載數(shù)萬噸熔鹽,基礎(chǔ)型式需要構(gòu)建,保溫材料選型及其熱力參數(shù)需要確定;國內(nèi)外相應(yīng)的規(guī)程規(guī)范缺失,沒有理論支撐,缺乏設(shè)計(jì)依據(jù)。這些特殊結(jié)構(gòu),不僅要滿足結(jié)構(gòu)自身的承載能力和剛度需求,而且還需滿足工藝運(yùn)行的需求,即 雙控目標(biāo)下的需求。如吸熱塔的位移要滿足聚光吸熱的要求、高溫儲罐基礎(chǔ)要保證熔鹽溫度不能溫降過快、定日鏡短樁要滿足嚴(yán)苛的轉(zhuǎn)角和殘余變形要求等。本書作者所在的西北電力設(shè)計(jì)院有限公司承擔(dān)了一半以上太陽能光熱國家示范項(xiàng)目的勘察設(shè)計(jì)工作,還承擔(dān)了國際上著名的摩洛哥 NOORIII期光熱電站和迪拜光熱光伏站的設(shè)計(jì)和咨詢工作。以工程項(xiàng)目為依托,開展了一系列試驗(yàn)研究、理論分析和工程實(shí)踐工作,積累了較為豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。同時,還編制了相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),成為工程設(shè)計(jì)的依據(jù),具有較高的行業(yè)聲譽(yù)。本書以上述系列研究成果和工程實(shí)踐為依托,詳細(xì)介紹了太陽能光熱發(fā)電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和方法,以期為同行業(yè)工程設(shè)計(jì)提供借鑒參考。本書共分為八章,李紅星負(fù)責(zé)全書的撰寫計(jì)劃,撰寫第一章,并進(jìn)行全書的審定工作。杜吉克負(fù)責(zé)第二章的撰寫,何邵華負(fù)責(zé)第三章的撰寫,姜東責(zé)第四章的撰寫,何邵華和許可負(fù)責(zé)第五章、第六章的撰寫,易自硯負(fù)責(zé)第七章的撰寫,何邵華負(fù)責(zé)第八章的撰寫。需要說明的是,本書內(nèi)所述的研究工作得到了西北電力設(shè)計(jì)院有限公司的大力支持,公司立項(xiàng)了系列研究課題支持項(xiàng)目開展工作;大量的試驗(yàn)研究工作得到了高等院校的支持和幫助,主要有湖南大學(xué)陳政清院士團(tuán)隊(duì),同濟(jì)大學(xué)馮世進(jìn)教授、陳素文教授團(tuán)隊(duì),西安建筑科技大學(xué)史慶軒教授團(tuán)隊(duì)和浙江大學(xué)謝霽明教授團(tuán)隊(duì)等;同時項(xiàng)目成果的評審也得到了國際著名學(xué)者田村幸雄教授等的支持。在此一并致謝!本書不僅可供設(shè)計(jì)人員采用,也可供從事特種結(jié)構(gòu)研究的高校師生參考。限于作者水平,書稿中難免有疏漏和不足之處,敬請批評指正!
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