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、內蒙古等地區(qū)適宜開發(fā)建設光熱發(fā)電站。2016年國家能源局發(fā)文批準建設太陽能光熱發(fā)電示范項目,給出了標桿上網(wǎng)電價,促進了我國光熱發(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和建設,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目,迎來了新的發(fā)展高峰。太陽能光熱發(fā)電技術路線主要有塔式、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,在國內外應用最為廣泛。在我國已投運的光熱發(fā)電站中,大型項目中塔式光熱發(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,會帶來吸熱塔、鏡場特殊基礎、鏡面支架和高溫儲罐基礎等新的建構筑物,同時也會產(chǎn)生一系列新的結構難題。例如,吸熱塔作為光熱發(fā)電站的核心構筑物,屬于高柔細結構,質量、外形和剛度突變,抗風和抗震問題突出,關鍵參數(shù)的取值如阻尼比等沒有統(tǒng)一認識;塔式定日鏡樁柱一體式基礎數(shù)量多,剛度和位移要求遠超常規(guī)結構,國內外現(xiàn)有計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,結構體系需要重新構建,重要的風荷載計算參數(shù)需要確定;高溫 (580℃)儲熱罐基礎承載數(shù)萬噸熔鹽,基礎型式需要構建,保溫材料選型及其熱力參數(shù)需要確定;國內外相應的規(guī)程規(guī)范缺失,沒有理論支撐,缺乏設計依據(jù)。這些特殊結構,不僅要滿足結構自身的承載能力和剛度需求,而且還需滿足工藝運行的需求,即 雙控目標下的需求。如吸熱塔的位移要滿足聚光吸熱的要求、高溫儲罐基礎要保證熔鹽溫度不能溫降過快、定日鏡短樁要滿足嚴苛的轉角和殘余變形要求等。本書作者所在的西北電力設計院有限公司承擔了一半以上太陽能光熱國家示范項目的勘察設計工作,還承擔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計和咨詢工作。以工程項目為依托,開展了一系列試驗研究、理論分析和工程實踐工作,積累了較為豐富的工程經(jīng)驗。同時,還編制了相關的國家標準和行業(yè)標準,成為工程設計的依據(jù),具有較高的行業(yè)聲譽。本書以上述系列研究成果和工程實踐為依托,詳細介紹了太陽能光熱發(fā)電站結構設計理論和方法,以期為同行業(yè)工程設計提供借鑒參考。本書共分為八章,李紅星負責全書的撰寫計劃,撰寫第一章,并進行全書的審定工作。杜吉克負責第二章的撰寫,何邵華負責第三章的撰寫,姜東責第四章的撰寫,何邵華和許可負責第五章、第六章的撰寫,易自硯負責第七章的撰寫,何邵華負責第八章的撰寫。需要說明的是,本書內所述的研究工作得到了西北電力設計院有限公司的大力支持,公司立項了系列研究課題支持項目開展工作;大量的試驗研究工作得到了高等院校的支持和幫助,主要有湖南大學陳政清院士團隊,同濟大學馮世進教授、陳素文教授團隊,西安建筑科技大學史慶軒教授團隊和浙江大學謝霽明教授團隊等;同時項目成果的評審也得到了國際著名學者田村幸雄教授等的支持。在此一并致謝!本書不僅可供設計人員采用,也可供從事特種結構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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