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       5月，摩洛哥瓦爾扎扎特已然進入盛夏，陽光將蘊含的巨大能量強烈地射向廣袤大地。地面上，努奧三期塔式光熱電站的建設者們正熱火朝天地辛勤工作著。廠區的中央，一座高達243米的光熱塔巍然屹立，猶如豐碑向世人展示著中國能建規劃設計集團西北電力設計院有限公司（簡稱“西北院”）設計師們用智慧與汗水凝成的豐功偉績……

　　說起摩洛哥努奧光熱電站，看過電影《紅海行動》的人可能還有印象，里面的太陽能電廠場景就是拍攝于此。努奧塔式光熱電站正是該太陽能電廠場區的三期項目，占地約750公頃，裝機容量150兆瓦，是目前世界上單機容量最大的塔式光熱發電項目，是“一帶一路”重點項目。工程吸熱塔總高243米，也是目前世界上最高的吸熱塔。

　　“單機容量最大，吸熱塔最高，努奧三期項目創下兩項世界之最的同時，也意味著我們面臨著前所未有的設計挑戰！”西北院土木工程技術部主任工程師李紅星博士介紹。塔式光熱電站是通過多臺跟蹤太陽運動的定日鏡將太陽能輻射反射至放置于吸熱塔上的吸熱器中，把太陽輻射能轉化為傳熱介質的熱能，通過熱力循環轉換成電能的太陽能熱發電系統，可以說吸熱塔就是光熱電站的動力之源，其設計是整個項目成敗的關鍵。

　　據李紅星介紹，努奧三期吸熱塔是200米以下為混凝土結構、200米以上為鋼結構的混合結構，其設計當時主要面臨兩大難題。

　　首先是沒有可以直接遵循的設計規范。按照合同要求，吸熱塔的設計應采用美國標準，但是又要符合當地標準的要求。對于地震作用，既要遵循當地抗震規范要求，也要滿足美國規范的要求。對于吸熱塔這種混合結構，由于頂部荷載多達3000噸，目前國際上還沒有專門的設計規范。經過反復的調研和分析，設計人員最后確定采用最為接近工程實際的美國煙囪規范進行設計。

　　其次是中外設計理念和習慣存在巨大差異。按照合同的分工規定，熔鹽管道系統由國外公司進行設計，而全廠的建（構）筑物的土建設計均則由西北院來完成，所以兩者存在著很多的設計配合工作，設計理念、設計習慣等各方面的磨合問題一直貫穿整個設計過程。“按照合同約定，吸熱塔的基本設計由國外公司來完成，我們負責施工圖設計。在收到國外公司的初步概念設計之后，我們就一直等他們提供管道和設備荷載以便建立結構模型，而他們也在等我們建立的初步結構模型以便進行管道和設備布置，從而提供相關荷載，于是這就進入了死循環。”西北院土建結構室經理助理何邵華舉例說，“我們起初都遵從了自己的工作流程，卻沒想到雙方流程正好是相反的，所以后來我們加強了溝通，互相適應，雖然還是有碰撞，但也彼此互相學到了很多新的東西。”

　　2016年9月，國家首批20個光熱發電示范項目正式公布，其中9個為塔式光熱發電項目，塔式光熱發電項目以帶儲熱、成本低、電力品質優等優點得到了國家的大力扶持。如何建立適合我國國情的吸熱塔結構設計方法變得十分重要和迫切，西北院在努奧項目中的產研結合之路無疑為我們提供了可供借鑒的經驗。

　　前面說到，在沒有規范可直接遵循的情況下，設計人員采用了美國煙囪規范進行吸熱塔設計。而事實上吸熱塔并不是煙囪，因為煙囪自下而上質量分布比較均勻，各個方向的荷載都有較為成熟的計算理論依據，而光熱塔卻由于上部的吸熱設備等原因質量分布并不均勻，剛度分布有突變。為了使設計方案更加符合工程實際，西北院特地委托湖南大學在中國工程院陳政清院士帶領下進行了風洞實驗，還邀請了前國際風工程協會主席YukioTamura教授和同濟大學、浙江大學、北京大學等知名專家對試驗方案和結果進行了審查，確保了試驗方案和結果的客觀性、合理性、權威性。最終，努奧項目光熱塔設計方案也根據試驗結果進行了合理地修改完善，順利通過了業主方組織的各項評審。

　　事實上，在吸熱塔設計過程中，西北院還通過大量的有限元仿真模型進行數值模擬，以使設計方案更加合理。“本工程吸熱塔的基礎采用了圓環形板式基礎，目前國外尚沒有針對這類基礎的計算公式，所以我們先后采用了ANSYS、ABQUAS等國際通行有限元軟件進行計算。”西北院結構工程師杜吉克說，“但是，我們也并沒有完全迷信于有限元模擬。畢竟有限元計算也是建立在很多計算假定簡化條件上的，例如土體與基礎脫開的情況、上部荷載的模擬施加等都會對結果有很大的影響。比如說基礎的剪切計算，我們就是綜合考慮了國內外有關規范的差異，并與有限元結果進行了對比，最終選取了較為合理的計算方法，也贏得了業主的信任。”

　　據李紅星博士介紹，努奧光熱電站的設計工作量基本上等于國內工程的三倍，因為常常要把國內、國外規范都先獨立算一遍，然后反復分析差異，確定最終合理的設計方案。“其實這也是很好的積累過程，讓我們的設計人員更加熟悉國內規范，也能更加深入地學習國外規范，同時也有助于我們取長補短。”李紅星說。

　　2018年5月22日，摩洛哥努奧三期項目光塔吸熱器第一階段預熱試驗完成，為下一步進行熔鹽調試、系統整套啟動奠定了基礎。“按照計劃，今年9月份工程將實現并網，我堅信一定會成功的！”李紅星信心滿滿，“我們公司在光熱發電業務方面也必將取得更大的成績！”