2.6. Металлургические научно-производственные гелиокомплексы.

Особо важное народнохозяйственное значение имеют металлургические научно-производственные гелиокомплексы, которые открывают новую отрасль солнечной металлургии и предназначены для осуществления технологических операций с использованием концентрированного потока солнечного излучения в высокотемпературных установках типа «солнечная печь» различной мощности. Для производства чистых высокоогнеупорных материалов (температура более 3500°С) в существующих электронагревательных печах с использованием плаз­мы и электронных пучков необходимо применение исходного материала высокой чистоты и достижение температуры выше 2000° С.

Используемое на гелиокомплексах оборудование позволяет получать мате­риалы высокой чистоты в виде порошков, что удобно для процесса изготовления изделий из этих материалов по керамической технологии, а также получать из­делия из плавленого материала непосредственно на оборудовании солнечной печи. Коэффициент полезного действия преобразования солнечной энергии в такой печи не ниже 50%.

Архитектурная разработка промышленного гелиокомплекса такого типа рас­смотрена ниже. В решении этого комплекса требования, предъявляемые к совре­менному предприятию нового типа, сочетаются с использованием национально­го колорита в образе комплекса. Композиция гелиокомплекса включает поле гелиостатов, концентратор, производственный блок и технологическую башню с солнечной печью.

Ствол технологической башни ступенчато соединен с пониженной частью производственно-лабораторного корпуса таким образом, что часть ствола про­пущена через проем в покрытии верхнего пониженного блок-этажа. Проем вы­полнен С-образным, а часть ствола, обращенная к концентратору, снабжена сквозным вертикальным каналом, сообщенным под землей с выдвинутым за габарит ствола дополнительным подземным блоком, верхняя ограждающая грань которого имеет монтажный проем для замены различных платформ с пе­чами (рис. 5.19). Каркас ствола башни смонтирован с опиранием на фундамент­ную плиту подземного блок-этажа.

Верхний отсек технологической башни снабжен подъемным устройством с зоной технологического охвата, обеспечивающей возможность съема и уста­новки платформы с солнечной печью в фокальной зоне гелиокомплекса. Торец канала ствола технологической башни выполнен в виде трансформируемой па­нельной конструкции. Размеры в плане вертикального канала ствола техноло­гической башни и размеры в свету проема выполнены превышающими соответст­вующие габаритные размеры платформы с солнечной печью, что позволяет иметь минимальную тень от технологической башни на концентраторе.

Комплекс гелиотехнических сооружений следящего типа работает следую­щим образом. Гелиостаты с фотогидами, установленные на фундаменты, жестко соединенные с консольными плитами, обеспечивают подачу стабильно ориенти­рованных потоков солнечной энергии к концентратору и другому гелиоприемнику. Повышенная эксплуатационная надежность и экономичность работы комп­лекса обеспечиваются совместной работой фундаментов гелиостата и фотогида, монолитно связанных друг с другом, и совместной работой фундаментов гелио­статов со сборно-монолитными участками подпорной стены. Разработанное техническое решение дает двойной эффект: объемные блоки обеспечивают по­вышенную статическую и динамическую устойчивость конструкции против опро­кидывания из плоскости и в плоскости уступа подпорной стены, а элементы жесткости вместе с заполнением дополнительно раскрепляют систему фундамен­тов в плоскости подпорной стены. Это увеличивает их сопротивляемость сейсми­ческим воздействиям, ориентированным как в плоскости стены, так и в других направлениях, вследствие чего возрастает общая эксплуатационная надеж­ность комплекса при относительно пониженном расходе конструкционных строи­тельных материалов. Одновременно данное техническое решение позволяет улучшить работу комплекса в неблагоприятных условиях. По данным предвари­тельных технико-экономических расчетов экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства на одном комплексе гелиотехнических сооружений со­ставляет не менее 200 тыс. руб. Каждый гелиостат снабжен зеркалом площадью около 50 м², оборудован электрическими приводами зенитного и азимутального вращения и имеет собственную траекторию движения.

Во всех типах композиционных решений гелиокомплекса возможны два ва­рианта применения гелиостатов: отдельно стоящие и объединенные на общей поворотной платформе. В условиях необходимости всемерной экономии невосполняемых энергетиче­ских ресурсов и капитальных затрат рациональные проектные решения много­функциональных промышленных и агропромышленных гелиокомплексов и от­дельных зданий и сооружений позволяют достигнуть значительной экономии материальных и финансовых ресурсов.