[發明專利]一種光熱發電用固體介質儲罐及其施工方法

在審

• 申請號: 202211019916.2
• 申請日: 2022-08-24
• 公開（公告）號: CN115540369A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 王志強;彭肖仟;鄭吉紅;曹一;雷中興;盧杰;譚喜陽;徐炎明
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵集團耐火材料有限責任公司
• 主分類號: F24S60/00
• 分類號: F24S60/00;E04H7/24;E04H7/30;E02D27/38
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 趙龍驤

本發明公開了一種光熱發電用固體介質儲罐，儲罐包括罐頂鋼殼、罐身鋼殼和罐底鋼殼，其特征在于：罐頂鋼殼內外兩側分別包覆有罐頂內絕熱層和罐頂外保溫層，罐頂鋼殼、罐頂內絕熱層和罐頂外保溫層上豎直貫穿有入口；罐身鋼殼外壁上包覆有罐身外保溫層，罐身鋼殼內壁由外至內依次設置有罐身內絕熱層、罐身內保溫層和罐身工作層，罐身工作層內側的罐底鋼殼內壁上由下至上依次設置有罐底內保溫層和罐底工作層，罐底內保溫層和罐底工作層和罐底鋼殼上豎直貫穿有出口。其使用壽命長、造價低廉、施工操作簡便，可以有效解決現用鋼質儲罐帶來的高成本、易腐蝕、不耐磨損等問題。

技術領域

本發明涉及太陽能光熱發電領域，具體涉及一種光熱發電用固體介質儲罐及其施工方法。

背景技術

太陽能光熱發電系統中由于太陽輻射能的不穩定性造成光場集熱不穩定，并且在晚上、陰雨等天氣狀況下無法收集太陽輻射能，為保證在沒有太陽輻射的情況下得到持續的供電，太陽能光熱發電系統需配備儲罐。儲罐一般采用固體介質等作為光熱發電的傳熱和儲熱工質，可顯著提高光熱發電系統的熱效率、系統的可靠性和經濟性，幫助光熱發電站實現持續穩定運行。根據電站規模及儲熱時間的不同的需求，固體介質可達幾萬噸到幾十萬噸，高溫固體介質的使用溫度可達到700℃以上；因此，對于大規模高溫儲熱工質的存儲需要設計特定的存儲裝置。

目前儲罐的保溫方式主要有兩種：一是鋼質儲罐外部采用保溫材料包裹，利用保溫材料低導熱性能實現儲罐的保溫；二是雙層夾套儲罐，即兩層鋼質儲罐中間處于高真空狀態，利用真空絕熱原理實現保溫；不論是哪一種，其罐底工作層均采用鋼質材料制備而成，尤其當工作溫度超過400℃，必須采用高溫不銹鋼。在實際使用過程中暴露出以下問題：1)采用高溫不銹鋼的成本極高，導致光熱發電的電價成本居高不下，難以匹敵光伏發電，難以大規模推廣；2)介質對高溫不銹鋼腐蝕嚴重，尤其焊接位置，使用壽命偏低；3)由于儲罐的容積非常大，易受熱不均勻，使用過程中經常出現冷熱交替，導致罐體各部位(尤其罐身與罐底焊接位置)發生不均勻的膨脹和收縮，在多次膨脹和收縮之后，易發生疲勞損傷，最終使得儲罐使用存在安全隱患。

基于上述情況，本發明提出了一種光熱發電用固體介質儲罐及其施工方法，可有效解決以上問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種光熱發電用固體介質儲罐及其施工方法，其使用壽命長、造價低廉、施工操作簡便，可以有效解決現用鋼質儲罐帶來的高成本、易腐蝕、不耐磨損等問題。

為解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案實現：

一方面，本發明提供一種光熱發電用固體介質儲罐，所述儲罐包括罐頂鋼殼、罐身鋼殼和罐底鋼殼，其特征在于：所述罐頂鋼殼內外兩側分別包覆有罐頂內絕熱層和罐頂外保溫層，所述罐頂鋼殼、罐頂內絕熱層和罐頂外保溫層上豎直貫穿有入口；所述罐身鋼殼外壁上包覆有罐身外保溫層，所述罐身鋼殼內壁由外至內依次設置有罐身內絕熱層、罐身內保溫層和罐身工作層，所述罐身工作層內側的罐底鋼殼內壁上由下至上依次設置有罐底內保溫層和罐底工作層，所述罐底內保溫層和罐底工作層和罐底鋼殼上豎直貫穿有出口。

優選的，所述罐頂鋼殼和罐身鋼殼均采用厚度為20-30mm的普通碳鋼，所述罐底鋼殼采用厚度為30-40mm的普通碳鋼；所述罐頂鋼殼面積小于所述罐底鋼殼面積，且所述罐身外保溫層坐落于所述罐底鋼殼的上表面。

優選的，所述罐頂外保溫層和罐身外保溫層的厚度均為200-400mm，并均采用硅酸鋁纖維毯、巖棉、高溫玻璃棉中的一種。

優選的，所述罐頂內絕熱層和罐身內絕熱層的厚度均為100-250mm，并均采用納米絕熱板、反輻射絕熱板、氧化鋁質納米陶瓷纖維絕熱板中的一種。

優選的，所述罐身工作層和罐底工作層的厚度均為150-300mm，并均采用致密粘土磚、高鋁磚、硅磚中的一種；所述罐身工作層中磚與磚之間采用子母扣結構相互鎖緊。

優選的，所述罐身鋼殼外壁上沿高低方向間隔環向固定有多個法蘭。