太阳能光热发电站特种结构设计

太阳能光热发电是我国新型电力系统的重要支撑性电源，集发电与储能为一身，具备连续发电能力，调峰能力好，发展前景广阔。本书围绕太阳能光热发电站结构设计进行了全面总结，系统介绍了吸热塔结构风洞试验及抗风设计、吸热塔结构振动台试验及抗震设计方法研究、集热场桩柱一体式基础工作性状和设计方法、塔式电站集热场定日镜风洞试验及设计方法研究、槽式电站集热场反射镜风洞试验及设计方法研究、高温储热罐基础的材料、布置及耦合应力场分析、工程应用等内容。本书可供国内外光热工程设计、咨询及审查人员参考使用，也可供从事特种结构研究的高校师生阅读。

前言

第一章 概述 1

第一节 技术背景 1

第二节 主要技术问题 3

第三节 研究现状 6

第四节 技术路线及主要研究内容 6

第二章 吸热塔结构风洞试验及抗风设计 8

第一节 吸热塔抗风的基本特点 8

第二节 圆形截面吸热塔风洞试验 8

一、模型的制作及雷诺数的模拟 9

二、刚性模型的风洞试验 10

三、气弹模型试验 10

四、风洞试验结果分析 15

第三节 方变圆截面吸热塔风洞试验 16

一、刚性模型的制作及雷诺数的模拟 16

二、刚性模型的风洞试验及结果分析 17

三、结构阻尼比对风致响应的影响 20

四、气动弹性模型的设计、制作与试验方法 20

五、气动弹性模型试验结果分析 22

六、结构设计风荷载数值模拟 CFD方法研究 27

第四节 吸热塔风振控制 29

一、电涡流 TMD的应用 29

二、TMD效应的分析 31

三、摩洛哥 NOOR Ⅲ吸热塔现场实测 32

四、空气动力学优化措施 34

第五节 吸热塔风荷载计算理论 41

一、规范文献综合 42

二、新方法的假定及改进 42

三、实用计算方法的表达式与参数确定 43

第六节 小结 46

第三章 吸热塔结构振动台试验及抗震设计方法研究 48

第一节 吸热塔抗震的基本特点 48

第二节 吸热塔结构振动台试验 49

一、模型设计及制作 49

二、振动台试验及结果分析 50

第三节 吸热塔结构抗震性能有限元分析 63

一、工程概况 63

二、多遇地震作用反应谱分析 66

三、弹性时程分析 70

四、罕遇地震动力弹塑性时程分析 73

第四节 吸热塔结构抗震设计方法 79

一、设计计算方法 79

二、鞭梢效应 79

三、竖向地震的影响 79

第五节 小结 79

第四章 集热场桩柱一体式基础工作性状和设计方法 81

第一节 光热电站集热场基础的基本特点 81

第二节 预制桩与后浇混凝土界面黏结性状现场试验研究 82

一、试验介绍 82

二、扭转静载下界面性状足尺试验 82

三、水平静载下界面性状足尺试验 83

四、界面弱化对基础变形的影响 84

第三节 桩柱一体式基础工作性状现场试验 85

一、黄土场地一体式基础工作性状 86

二、砂土场地一体式基础工作性状 88

三、分层土场地一体式基础工作性状 93

第四节 集热场桩柱一体式基础分析理论及计算方法 95

一、设计思路及控制指标 95

二、短桩基础内力及变形计算方法 96

三、短桩基础承载力计算方法 103

四、桩帽及其设计计算方法 108

第五节 小结 111

第五章 塔式电站集热场定日镜风洞试验及设计方法研究 113

第一节 定日镜类型和基本特点 113

第二节 定日镜单镜风洞试验 114

一、刚性模型测压试验 114

二、刚性模型测力试验 118

三、风振系数研究 120

第三节 定日镜群镜气动干扰系数研究 133

一、模型制作 134

二、干扰系数定义 135

三、试验结果分析 135

四、干扰系数 137

第四节 塔式定日镜支架结构体系分析 138

一、结构体系选型 139

二、结构体系计算分析 139

三、主要技术指标 143

第五节 小结 145

第六章 槽式电站集热场反射镜风洞试验及设计方法研究 146

第一节 反射镜类型和基本特点 146

第二节 单个槽式反射镜风洞试验研究 147

一、刚性模型测压试验 147

二、刚性模型测力试验 152

三、风振系数研究 155

第三节 多排多列槽式反射镜气动干扰系数风洞试验研究 159

一、模型制作 159

二、试验结果分析 160

第四节 槽式集热器支架结构体系分析 166

一、结构体系选型 166

二、结构体系计算分析 169

三、结构主要技术指标及组装和连接方式 171

第五节 小结 173

第七章 高温储热罐基础的材料、布置及耦合应力场分析 175

第一节 高温储热罐基础的基本特点 175

第二节 高温储热罐下卧陶粒工程特性试验 177

一、试验内容 177

二、试验结果及分析 177

第三节 高温储热罐下卧陶粒高温下热工参数试验 183

一、试验内容 184

二、试验结果及分析 184

第四节 高温储热罐基础布置及耦合应力场分析 190

一、储热罐基础布置 190

二、储热罐基础有限元分析 191

第五节 散粒体材料承载力现场检测标准 198

第六节 小结 201

第八章 工程应用 202

第一节 摩洛哥 NOOR Ⅲ期150MW 塔式光热电站 202

一、项目简介 202

二、技术应用 203

三、现场照片 203

第二节 迪拜 DEWA700MW 光热电站 204

一、工程简介 204

二、技术应用 205

三、现场照片 205

第三节 中电工程哈密50MW 塔式光热电站 206

一、项目简介 206

二、技术应用 206

三、现场照片 206

参考文献 209