一种低热损储热水体柔性浮顶制造技术

一种低热损储热水体柔性浮顶，包括：蜂窝状柔性膜层(1)、保温层(2)、耐高温柔性膜层(3)、人口(4)、自动排气阀(5)、水体排气管(6)、固定螺栓(8)和压实柱体(9)；所述的柔性浮顶自上而下依次为蜂窝状柔性膜层(1)、保温层(2)和耐高温柔性膜层(3)；自动排气阀(5)固定于蜂窝状柔性膜层(1)上；人口(4)的底部固定于耐高温柔性膜层(3)上，人口(4)的顶部固定于蜂窝状柔性膜层(1)上；水体排气管(6)的一端固定于耐高温柔性膜层(3)上，水体排气管(6)的另一端固定于人口(4)侧壁上；蜂窝状柔性膜层(1)与耐高温柔性膜层(3)通过固定螺栓(8)和压实柱体(9)固定于储热池周围的土壤上。

【技术实现步骤摘要】
一种低热损储热水体柔性浮顶
本技术涉及一种适用于储热水体的柔性浮顶。
技术介绍
由于水的比热和密度较大，单位体积的储热容量大，换热强度便于控制等优点，水体储热是未来具有发展前景的跨季节大容量储热的重要形式之一。与水箱储热不同，水体储热容量一般较大，少则数千立方米，多则可以达到10万立方米以上，如果采用储热水箱中常用的刚性浮顶设计，则会大大增加储热水体的造价，影响系统经济性。我国目前还尚未建设万立方米级别以上的水体储热应用案例。在国际上，丹麦是太阳能区域供热商业化推广规模最大的国家，水体储热是主要的应用形式。丹麦所采用的水体储热顶部为浮顶结构，依靠水的浮力支撑储热池顶部结构。其浮顶结构主要由柔性膜层和保温层组成，两层柔性膜层之间填充保温层，以减少储热水体的热损。但通过实地调研以及研究分析发现，具备这种浮顶结构的储热水体，热损量仍可以达到水体蓄热量的20％以上(水体储热容量为7.5万立方米)。其中，由于储热水体的温度分层效应，紧邻浮顶结构下层的水体温度最高，水体与外界环境温差大，通过浮顶结构散失的热量占到水体总散热量的50％以上。如果过多增加保温材料的厚度来降低热损，势必增加柔性浮顶的重量，当柔性浮顶的重量高于储热水体的浮力时，柔性浮顶将塌陷。因此，采用轻质结构的同时保证低热损系数，是提高储热水体蓄热能力的有效途径之一。目前，我国的柔性浮顶专利多针对于小型储液罐。例如，专利CN99233384.9《用于覆盖液面的膜式柔性浮顶》、专利CN200520096791.9《单层膜式柔性浮顶》、专利CN200720062227.4《全柔性膜式浮顶》提出了适用于小型储热罐的浮顶结构以及浮顶与罐体的密封技术。国外专利中，专利US5005724(A)《Floatingcoverfortheinteriorofastoragetank》提出一种水箱上部可伸缩的柔性浮顶，主要用于平衡水体内与外部环境的压力。该专利不涉及低热损技术。专利US3313443(A)《Floatingcoverforaliquidstoragereservoir》提出了一种柔性浮顶与周围壁面的密封技术。该专利不涉及低热损技术。专利DE2949584(A1)《Undergroundheatstorewithgroundheatcollector-comprisesconcretetankcontainingsandorwatercoveredoverwithsoilforlandscaping》提出了一种地下储热水池结构，虽涉及一定的低热损技术，但是该专利的顶部为刚化结构，非柔性结构。
技术实现思路
本技术提出一种低热损储热水体柔性浮顶，可以降低大型储热池的顶部散热，以提高储热池的整体蓄热性能，同时可以降低大型储热池造价。本技术的技术方案如下：本技术低热损储热水体柔性浮顶主要包括：蜂窝状柔性膜层、保温层、耐高温柔性膜层、人口、自动排气阀、水体排气管、固定螺栓，以及压实柱体。所述的柔性浮顶自上而下依次为蜂窝状柔性膜层、保温层和耐高温柔性膜层；自动排气阀固定于蜂窝状柔性膜层；人口的底部固定于耐高温柔性膜层上，人口的顶部固定于蜂窝状柔性膜层上；水体排气管的一端固定于耐高温柔性膜层上，另一端固定于人口侧壁上。蜂窝状柔性膜层与耐高温柔性膜层通过固定螺栓和压实柱体固定于储热池周围的土壤上。蜂窝状柔性膜层的顶部为透明柔性膜层，底部为黑色柔性膜层，中间填充空气层。保温层的厚度应根据传热限值计算得到，保温材料宜因地制宜选择，可以为蛭石、苯板等。水体排气管与耐高温柔性膜层相连接的一端低于水体排气管与人口相连接的一端，有利于水体气体的排出。人口的数量至少为2个。自动排气阀的数量根据自动排气量以及自动排气阀的阀门特性选择。本技术工作过程如下：当太阳能辐照透过蜂窝状柔性膜层顶部的透明柔性膜层时，蜂窝状柔性膜层底部的黑色柔性膜层吸收太阳能，提高黑色柔性膜层的温度。蜂窝状柔性膜层的空气层在每一个蜂窝空间中形成自然对流，但是由于空气具有良好的保温特性，因此黑色柔性膜层的温度要远高于外部环境空气温度。较高的黑色柔性膜层温度，降低了保温层下表面与上表面的温差，从而减少了通过柔性浮顶结构的热损。即使在没有太阳辐照期间，由于空气的良好保温特性，也能够使得黑色柔性膜层的温度高于外界环境温度，同样能够降低保温层下表面与上表面的温差，从而减少通过柔性浮顶结构的热损。当水体温度变化时，水体内伴有气体析出现象，为了尽快排空空气，保持合理压力，避免耐高温柔性膜层承受过大压力而破损，耐高温柔性膜层上安装有水体排气管，气体通过水体排气管进入人口内，向外界环境中排出多余气体。另外，在施工安装过程中，柔性浮顶的保温层会存有过多的空气，当保温层内气体压力过大时，自动排气阀会排除过多的空气，维持压力平衡。本技术的低热损储热水体柔性浮顶可以有效降低储热池顶部的热损，从而提高整个储热池的储热量。同时，利用水体排气管和自动排气阀，平衡系统中的气体压力，避免由于压力不平衡造成的膜层破坏，确保浮顶结构能够正常工作。同时，利用蜂窝状空气层的良好保温特性，减少了保温层的厚度要求，继而减少了浮顶的整体重量。附图说明图1是本技术一种低热损储热水体柔性浮顶的结构示意图；图2是蜂窝状柔性膜层的结构示意图；图3是浮顶透明柔性膜层上，人口与自动排气阀的布置示意图；图4是浮顶黑色柔性膜层上，人口与水体排气管的布置示意图。图中：1蜂窝状柔性膜层，2保温层，3耐高温柔性膜层，4人口，5自动排气阀，6水体排气管，7水体，8固定螺栓，9压实柱体，10透明柔性膜层，11黑色柔性膜层，12空气层。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式进一步说明本技术。如图1所示，所述的柔性浮顶主要包括：蜂窝状柔性膜层1、保温层2、耐高温柔性膜层3、人口4、自动排气阀5、水体排气管6、固定螺栓8，以及压实柱体9。所述的柔性浮顶自上而下依次为蜂窝状柔性膜层1、保温层2和耐高温柔性膜层3。自动排气阀5固定于蜂窝状柔性膜层1上；人口4的底部固定于耐高温柔性膜层3上，人口4的顶部固定于蜂窝状柔性膜层1上；水体排气管6的一端固定于耐高温柔性膜层3上，另一端固定于人口4侧壁上。利用固定螺栓8和压实柱体9，蜂窝状柔性膜层1与耐高温柔性膜层3固定于储热池周围的土壤上。如图2所示，蜂窝状柔性膜层1的顶部为透明柔性膜层10，底部为黑色柔性膜层11，中间填充空气层12。如图3所示，人口4和自动排气阀5均匀地分布在浮顶上，人口4的数量至少为2个。自动排气阀5的数量根据自动排气量以及自动排气阀的阀门特性选择。如图4所示，水体排气管6与耐高温柔性膜层3相连接的一端低于水体排气管6与人口4相连接的一端，有利于水体7气体的排出。在实施过程中，首先将水体7填充于储热池中，再将耐高温柔性膜层3敷设于水体7上，耐高温柔性膜层3的四边固定在储热池周围的土壤上，由于水的浮力，能够承载耐高温柔性膜层3的重量。而后，在耐高温柔性膜层3上打孔，并将水体排气管6焊接在耐高温柔性膜层3上。同时，在耐高温柔性膜层3上安装人口4，人口4亦可以通过焊接的方式固定在耐高温柔性膜层3上。将水体排气管6的另一端插入人口4的侧壁上。而后，将保温层2敷设在耐高温柔性膜层3上，保温层2的厚度应根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低热损储热水体柔性浮顶，其特征在于：所述的柔性浮顶主要包括：蜂窝状柔性膜层(1)、保温层(2)、耐高温柔性膜层(3)、人口(4)、自动排气阀(5)、水体排气管(6)、固定螺栓(8)和压实柱体(9)；所述的柔性浮顶自上而下依次为蜂窝状柔性膜层(1)、保温层(2)和耐高温柔性膜层(3)；自动排气阀(5)固定于蜂窝状柔性膜层(1)上；人口(4)的底部固定于耐高温柔性膜层(3)上，人口(4)的顶部固定于蜂窝状柔性膜层(1)上；水体排气管(6)的一端固定于耐高温柔性膜层(3)上，水体排气管(6)的另一端固定于人口(4)侧壁上；蜂窝状柔性膜层(1)与耐高温柔性膜层(3)通过固定螺栓(8)和压实柱体(9)固定于储热池周围的土壤上。

【技术特征摘要】
1.一种低热损储热水体柔性浮顶，其特征在于：所述的柔性浮顶主要包括：蜂窝状柔性膜层(1)、保温层(2)、耐高温柔性膜层(3)、人口(4)、自动排气阀(5)、水体排气管(6)、固定螺栓(8)和压实柱体(9)；所述的柔性浮顶自上而下依次为蜂窝状柔性膜层(1)、保温层(2)和耐高温柔性膜层(3)；自动排气阀(5)固定于蜂窝状柔性膜层(1)上；人口(4)的底部固定于耐高温柔性膜层(3)上，人口(4)的顶部固定于蜂窝状柔性膜层(1)上；水体排气管(6)的一端固定于耐高温柔性膜层(3)上，水体排气管(6)的另一端固定于人口(4)侧壁上；蜂窝状柔性膜层(1)与耐高温柔性膜层(3)通过固定螺栓(8)和压实柱体(9)固定于储热池周围的土壤上。2.按照权利要求1所述的低热损储...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨铭，王志峰，李晓霞，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11