2023太阳能光热发电吸热塔消能减振

太阳能光热发电吸热塔消能减振2023年02月133目录TOC\o"1-2"\h\z\u吸热塔的应用情况调研 1国外吸热塔结构应用 1国内吸热塔结构应用 9高层建筑消能减振调研 14吸热塔结构减振装置的设计 162结论 18PAGEPAGE10吸热塔的应用情况调研太阳能光热发电是将太阳能转化为热能，通过热功转化进行发电的技术。采用这种光电转换技术的电站称为太阳能光热发电站。随着社会对于清洁能源的需求日益增长，太阳能因具有清洁、丰富、可再生、易获取等优点受到了广泛关注。与光伏发电相比，光热发电具有更清洁、易存储、易并网、效率更高、受气候影响小的特点，近年来在全球范围内掀起了研究和应用的热潮。到目前为止，太阳能光热发电技术主要有槽式、蝶式、塔式、线性非涅尔5一，在美国和欧洲得到了快速发展。塔式太阳能光热发电是通过多台追踪太阳转动的定日镜将太阳辐射反射至放置于吸热塔上部的吸热器中，把太阳辐射能转换为传热工质的热能，再通过热力循环转换成电能的太阳能热发电系统。塔式太阳能光热发电系统主要由镜场、吸热塔、储换热区、发电区等组成，而吸热塔是塔式太阳能电站的核心构筑物，结构总高度一般均超过200m，属于高耸结构的范畴。目前，全球已建成数十个塔式光热电站，因电站规模、设计理念以及采用设备的不同，吸热塔结构在外观上和结构形式存在着一定差异。国外吸热塔结构应用PS10（1）11MW200572007655AbengoaSolar1储热系统。PS10Reunidas减少风荷载的不利影响。图1 PS10光热电站vnph（220142133MW、133MW126MW22亿美元，实现了百兆瓦级的塔式电站的首次开发和规模化开发。该电站采用水直接作为工质，水在吸热器中受热后产生高温高压的蒸汽，驱动汽轮机发电。Ivanpah光热电站每年能够产出392MW30%10万美国家庭使40万吨。vnphRilePo460英尺（140米。图2 Ivanpah光热电站msolr（3（Svill，200924熔盐光热电站。其装机规模为19.9MW，储热时长长达15个小时，设计发电量为110,000MWh/yr2750030000CO₂24小时全天候不间断发电的光热电站。GemasolarSener140m。图3 Gemasolar光热电站CrescentDunes（225160092015月正式投产使用，截至2017年为全球已建成的最大的塔式熔盐电站，装机规模达110MW10技术的可行性，而成为光热发电发展史上重要的里程碑。吸热塔采用混凝土结构形式，塔高195米。图4 CrescentDunes光热电站Ashalim1光热电站（5）7.53.151.05百万平方米，安装五万余面定日镜。吸热塔采用混合结构形式，吸热器及其支撑钢结构采用整体式吊装，塔高787英尺（250米。图5 Ashalim1光热电站hiSolrne（650MW2012122016224160576800电站，也是南非投运的第二个商业化光热电站KhiSolarOne塔式电站采用比利时CMISolar生产的塔式吸热器，共安装3个腔式吸热器，吸热塔结构采用混凝土结构形式，塔高205米。图6 KhiSolarOne光热电站Atacama1100MW110MW式光热发电站。塔式熔盐光热电站（7）是拉丁美洲首个光热发电项目，占地面70017.510,600140㎡大小的定日镜。Atacama1240m土部分整体为圆角矩形，中上部设置有竖向孔，已达到减少风荷载的作用，考虑到上部吸热器及其支撑结构采用整体液压提升，在混凝土结构底部设置有大开孔。图7 智利Atacama1塔式熔盐光热电站RI（812公里的开工建设，2018121787400该电站不仅创下了太阳能塔式光热电站规模的世界纪录，同时吸热塔的高度也是全243米。NOORIIISener混凝土部分塔高200m，总高度243m。图8 NOORIII光热电站国内吸热塔结构应用我国是一个太阳能资料非常丰富的国家，具有发展大规模太阳能发电站的潜力。但是总体上来说，我国太阳能热发电产业起步较晚，直到近年来，随着光热发电在中国能源结构中战略地位的提升，光热发电行业获得更多政策倾斜，随之而来的是光热发电产业化进程加快。201593020%的示范工程，总共审批通过20个光热电站，其中塔式太能用热发电站9个。1MW（9，传热介质为水/863计划“太阳能热发电技术及系统示范”重点项目，由中国科101.2200620129月成功发电。这是我国光热发电产业发展史上具有里程碑意义的标志性事件。该项目设置有两个集热塔，钢架结构的简易集热塔为目前正在运行的集热塔，直接产生过热蒸汽，塔高。白色的塔是前期为进行关键科学技术的研发，建立的一个用于调试的副塔，为钢筋混凝土框架+筒体结构，塔高约120m。图9 中科院电工所1MW塔式试验电站10MW（220142016863000平方米。该电站是我国首座成功投运的规模化储能光热电站，也是全球第三座投运的具备规模化储能系统的塔式光热电站。吸热塔采用钢结构，为四边形钢管塔，塔高约92m。图10 中控10MW塔式熔盐光热电站10W光热示范电站（115h20148122624续发电的光热电站。吸热塔采用混合结构形式，塔高138m。图11首航节能敦煌10MW光热示范电站50W（150MW71.46201610201812投入使用。吸热塔供货方为杭州锅炉厂，吸热塔采用混凝土结构形式，塔总高约216m，混凝土高约为183m。图12 中控德令哈50MW光热电站5电项目（图13，站址位于新疆维吾尔自治区哈密市伊吾县淖毛湖镇境内，北距淖2.5km20171020194月并网发电。181m。图13 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司哈密熔盐塔式5万千瓦光热电站海西州多能互补集成优化示范工程光热电站（图14，采用塔式熔盐技术，站26201710201812月并网发电。分高度约为147m。图14 海西州多能互补集成优化示范工程光热电站100MW熔盐塔式光热电站（15）100MW单机最大光热发电项目时连续发电。首航节能敦煌100MW熔盐塔式光热电站吸热塔采用混合结构体系，塔总高约261m，其中混凝土部分高达212.4m。图15 首航节能敦煌100MW熔盐塔式光热电站高层建筑消能减振调研消能减振技术是迅速发展起来的减轻建筑结构风或地震灾害的新技术。该技术是通过在建筑结构的某些部位设置消能器以增加结构阻尼，从而减少结构在风和地震作用下的反应。被动调谐减振控制系统是由结构和附加在主结构上的子结构组成。附加的子结构具有质量、刚度和阻尼，因而可以调节子结构的自振频率，使其尽量接近主结构的基本频率或激振频率，这样当主结构受激振而振动时，子结构就会产生一个与主结构振动方向相反的惯性力作用在主结构上，使主结构的反应衰减并受到控制。子结构的质量可以是固体质量也可以是液体质量。结构被动调谐减振控制的装置主要有调谐质量阻尼器(TMD)和调谐液体阻尼器（TLD)、调谐液柱式阻尼器（TLCD)振动控制系统等。10116所示1018892660,为了避免强风及大地震作用时质量块摆幅过大，调质阻尼器下方则放置了一可限制球体质量块摆动的缓冲钢环（umprRing，以及8组水平向防撞油压式阻尼器（Snubbrmp1.0m棒（BumperPin）就会撞击缓冲钢环以减缓质量块的运动。图16 台北101大厦与其TMD装置（17所示近风荷载的卓越周期，属于风敏感结构。在实际风环境中，结构在顺风向和横风向的耦合风荷载激励下，风荷载作用效应更为明显。单摆式电涡流调谐质量阻尼器在超高层的应用于上海中心大厦的创新理念相契合，在充分体现减振效果的同时，也大大降低了造价，配合建筑空间，注入科普及观赏功能，极大地发挥了功能性、艺术性。单摆式电涡流调谐质量阻尼器在大风来袭时可以通过自身的摆动，抵消风力，从而达到保护建筑的功用。 图17 上海中心大厦与其TMD装置广州小蛮腰（18所示TMDAMD，TMDAMD统主要起到三方面的作用：一是改善强震强风下房屋的安全性；二是改善风震下的舒适度，加上这个系统，广州塔减掉了百分之四十的风震；三是保证了广州塔里面通讯设施、娱乐设施的正常使用。图18 广州小蛮腰与其TMD装置吸热塔结构减振装置的设计减振设施的设置是吸热塔与其他的高耸结构（如烟囱）的一项重要差异，是否设置减震设施，设置什么样的减震设施很重要。全球已建成数十个塔式光热电站，现分别就其使用的规范和减震措施进行描述。为减小吸热塔结构的风振响应，主要有两种方式，一种是在结构外部加破风圈，另一种是布置质量阻尼器TMD，这两种装置在设计上各有特点。设置破风圈方式破风圈通过破坏风荷载有规律的振动来减小风振响应，常规的破风圈通常在吸19易施工外，还会影响到吸热塔标靶区的功能，因此在实际设计中很少采用。为了不影响使用功能，通常将破风圈由线形布置改为点布置，如图20所示。该种布置类型在新月沙丘工程中用到。在吸热塔中，最适合使用的破风圈方式应该为滤波罩形破风圈，如图21所示，在结构形式既实现了减小横风荷载作用，有尽量不会影响到标靶去的功能。 图19 线性布置破风圈布置 图20 点布置破风圈图21 滤波罩形破风圈设置质量阻尼器（TMD）方式TMD介质，为了避免熔盐泄露发生火灾，通常不能采用常规的以油为介质的阻尼器，在NOOrTMD22所示。图22 电涡流式TMD布置TMD2.0%50%1，表1 TMD减振效果测试结构阻尼比衰减段1衰减段2衰减段3减振率测点1测点2测点32.33%2.45%2.45%56.00%43.70%66.30%结论吸热塔作为塔式光热发电站最重要的建构筑物，其高度较高，一般达到200m以上，属于高耸结构的范畴；同时有较大质量的吸热器集中布置在吸热塔的顶部，2000利的。另外由于工艺聚光对焦的要求，其对结构顶部的位移有严格的控制。从目前国内外应用及设计的调研情况来看，没有专门针对吸热塔结构的设