一種塔式太陽能光熱電站吸熱塔混合結構的製作方法

2023-07-28 21:04:22 5

本實用新型涉及太陽能熱電站結構，具體涉及一種塔式太陽能光熱電站吸熱塔混合結構。

背景技術：

傳統的火力發電主要消耗化石能源，會導致大氣汙染和二氧化碳排放等一系列環境問題。光熱太陽能電站作為一種清潔能源近年來得到了廣泛推廣應用。對塔式太陽能光熱電站而言，設置儲熱系統後，電力品質優良，且沒有環境汙染問題，從而在世界範圍內得到廣泛關注和應用。

塔式太陽能光熱電站中最主要的建構築物就是吸熱塔結構，對150MW機組而言，塔高超過200m，塔上部區域布置有超過3000t的設備荷重。為滿足太陽光聚焦的要求，塔頂部的結構位移有嚴格的限制。

一般常見的吸熱塔結構為混凝土結構體系或鋼結構體系，主體結構為單一材料構成。混凝土結構具有剛度大、位移小、造價相對較低的優點；鋼結構體系具有施工速度快、設備安裝方便等優點。這兩類結構體系均在國內外實際工程中得到了應用。

由於結構頂部需要安裝大量的吸熱器和管道設備，那麼對混凝土結構而言就需要設置大量的埋件和管道留孔，塔體設計和施工均有一定的困難，且施工周期長。鋼結構體系雖然設備和管道安裝方便，但結構整體剛度較小，需要設置大量的垂直支撐，且造價相對較高。兩種結構方案各有優缺點。

技術實現要素：

本實用新型目的在於克服現有技術方案的不足，提供了一種結構位移小、造價相對低、設備安裝方便、施工速度相對快的塔式太陽能光熱電站吸熱塔混合結構。

為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案：

一種塔式太陽能光熱電站吸熱塔混合結構，包括混凝土塔筒、密柱鋼桁架支撐結構、TMD減振裝置、鋼平臺和吸熱器；

混凝土塔筒位於結構下部，密柱鋼桁架支撐結構位於結構的上部，密柱鋼桁架支撐結構通過多點桁架式連接方式與下部混凝土塔筒連接；混凝土塔筒和密柱鋼桁架支撐結構內布置多個用於安裝管道和設備的鋼平臺；吸熱器固定於上部密柱鋼桁架支撐結構的外表面；TMD減振裝置懸吊於上部密柱鋼桁架支撐結構的頂部。

進一步，TMD減振裝置採用電渦流調諧質量阻尼器。

進一步，所述密柱鋼桁架支撐結構為圓筒形，混凝土塔筒直徑大於密柱鋼桁架支撐結構直徑。

與傳統技術相比，本實用新型具有如下有益效果：

1、下部採用混凝土塔筒可有效提高結構的整體剛度，提高結構抗風和抗震能力，並降低結構造價；上部採用密柱鋼桁架支撐結構可方便吸熱器、管道和設備安裝；採用鋼平臺可有利於管道和設備安裝；頂部設置TMD減振裝置可有效減小結構的風致響應，減小結構受力

2、設置的TMD裝置可以有效地降低結構頂部的水平位移；

3、下部為混凝土塔筒結構，上部為密柱鋼桁架支撐結構，相對混凝土結構而言管道和設備安裝方便，施工速度快；

4、相對鋼結構而言造價更低。

【附圖說明】

圖1本實用新型塔式太陽能光熱電站吸熱塔混合結構豎向布置圖；

圖2本實用新型塔式太陽能光熱電站吸熱塔混合結構上部密柱鋼桁架支撐結構平面布置圖；

圖3本實用新型塔式太陽能光熱電站吸熱塔混合結構上部密柱鋼桁架支撐結構、TMD減振裝置及吸熱器布置圖；

其中：1為混凝土塔筒；2為密柱鋼桁架支撐結構；3為TMD減振裝置；4為鋼平臺；5為吸熱器。

【具體實施方式】

以下結合附圖及實例對本實用新型作進一步的詳細說明。

參見圖1、2和3，一種塔式太陽能光熱電站吸熱塔混合結構，包括下部混凝土塔筒1；上部密柱鋼桁架支撐結構2，TMD減振裝置3(調諧質量阻尼器減振裝置)，鋼平臺4，吸熱器5。

混凝土塔筒1位於結構下部，密柱鋼桁架支撐結構2位於結構的上部，密柱鋼桁架支撐結構2通過多點桁架式連接方式與下部混凝土塔筒1連接；為安裝管道和設備在下部混凝土塔筒1和上部密柱鋼桁架支撐結構2範圍內布置多個鋼平臺4；吸熱器固5定於上部密柱鋼桁架支撐結構2外表面；TMD減振裝置3懸吊於上部密柱鋼桁架支撐結構2頂部。所述密柱鋼桁架支撐結構2為圓筒形，混凝土塔筒1直徑大於密柱鋼桁架支撐結構2直徑。

下部採用混凝土塔筒1可有效提高結構的整體剛度，提高結構抗風和抗震能力，並降低結構造價；上部採用密柱鋼桁架支撐結構2可方便吸熱器5、管道和設備安裝；採用鋼平臺4可有利於管道和設備安裝；頂部設置TMD減振裝置3可有效減小結構的風致響應，減小結構受力。

TMD減振裝置可採用電渦流調諧質量阻尼器，也可採用常規的調諧質量阻尼器。

本實用新型方便工藝管道和設備布置，結構整體剛度有保障，造價相對較低，連接簡單。本實用新型還具有布置簡單、抗風、抗震性能優良、後期維護成本低等優點，特別適用於塔式光熱電站吸熱塔結構。

計算分析表明，該種塔式太陽能光熱電站吸熱塔混合結構，由於塔頂布置了TMD減振裝置，可有效減小結構的加速度響應、位移響應30％以上，顯著改善結構的受力狀態，具有良好的經濟效益。

本實用新型具有結構位移小、設備施工安裝方便、造價相對低等優點。特別適用於我國光資源豐富地區吸熱塔結構的建設。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施方式僅限於此，對於本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬於本實用新型由所提交的權利要求書確定專利保護範圍。