用于大容量高压流体介质储存的预应力混凝土压力容器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于大容量高压流体介质储存的预应力混凝土压力容器。预应力混凝土压力容器采用预应力钢筋混凝土壳体，以钢筋混凝土壳体内部形成的空间来储存大容量高压的流体介质。预应力混凝土压力容器可以直接在使用现场建造，不存在大型容器运输的问题；预应力混凝土压力容器的容量与承压能力可以因需要而定，在高强度预应力钢丝和大规模、高强度钢筋混凝土结构建造技术不断成熟的基础上，容器的容量和运行压力可以不断提高；预应力混凝土压力容器能够在各种恶劣的自然环境下运行，维护简单易行，不需要复杂的在役检查，运行和维护成本也是很低的；具有优异的运行可靠性和安全性；预应力混凝土压力容器可用于大型的储气和储液容器。

Prestressed concrete pressure vessels for large capacity high pressure fluid storage

The utility model discloses a prestressed concrete pressure vessel for storing large volume high-pressure fluid medium. The prestressed concrete pressure vessel uses a prestressed concrete shell to store the fluid medium with large capacity and high pressure, which is formed by the space formed inside the reinforced concrete shell. Prestressed concrete pressure vessels can be built directly at the site, and there is no problem of transportation of large containers. The capacity and pressure capacity of prestressed concrete pressure vessels can be determined by the need. On the basis of the continuous maturity of high strength prestressed steel wire and the construction technology of large-scale and high strength reinforced concrete structures, The capacity and operating pressure of the device can be continuously improved; the prestressed concrete pressure vessel can operate in all kinds of bad natural environment. It is easy to maintain and easy to maintain. It does not need complex service inspection. The cost of operation and maintenance is also very low; it has excellent operation reliability and safety; the prestressed concrete pressure vessel is available. Used for large gas storage and storage containers.

【技术实现步骤摘要】
用于大容量高压流体介质储存的预应力混凝土压力容器
本技术涉及一种预应力混凝土压力容器用于大容量、高压流体介质的储存。
技术介绍
可再生能源是未来能源发展的重要方向，但随机性、间歇性是可再生能源大规模发展利用的主要技术障碍，需要储能等多种技术发展的支持。抽水蓄能是目前电网规模最重要的储能技术，但由于受到上、下游水库资源条件的限制，不能满足未来可再生能源大规模发展的需要。压缩空气储能被国际公认为仅次于抽水储能技术，且被认为是未来电网规模最具发展前景的储能技术。压缩空气储能技术的技术原理为：在电网用电低谷时段，利用电能驱动压缩机工作，将空气由大气压力压缩到预定高压值并储存于储气罐内；在用电高峰时段，再将压缩的高压空气通过透平做功，驱动发电机发电。压缩空气储气罐是压缩空气储能技术的重要组成部分，目前美国、欧洲一些国家均提出采用地下储气库的技术方案，包括枯竭油气藏、含水层、盐穴等。但我国由于地质构造差异，可用于建造地下储气库的资源稀缺。因此，大多提出采用高压钢罐作为储气库的技术方案。用于电网规模的压缩空气储能技术其容量规模需达到几万kW到几十万kW，储存时间需达到8小时左右。因此，储气库的容量是相当大的。一座一万kW容量的压缩空气储能装置，若设计压力为100bar，总容量需要6000立方米。如采用高压钢罐作为储气库，由于受到高压钢罐承压能力的限制，需要36个高压钢罐，每一个高压钢罐需要配置一个100bar的高压隔离阀门。这将对其经济性、调节运行性能造成很大的挑战。而且，高压钢罐还有发生爆炸的风险。
技术实现思路
本申请旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本技术旨在提供一种用于大容量高压流体介质储存的预应力混凝土压力容器。根据本技术的用于大容量、高压流体介质储存的预应力混凝土压力容器，所述预应力混凝土压力容器采用钢筋混凝土壳体，以钢筋混凝土壳体内部形成的空间来储存大容量高压的压缩空气。具体地，所述容器的预应力系统包括：分布在钢筋混凝土壳体结构内的预应力钢丝束。根据本技术的预应力混凝土压力容器，预应力混凝土压力容器可以直接在使用现场建造，不存在大型容器运输的问题；预应力混凝土压力容器的容量与承压能力可以因需要而定，在高强度预应力钢丝和大规模、高强度钢筋混凝土结构建造技术不断成熟的基础上，预应力混凝土压力容器的容量和运行压力将可以不断提高；预应力混凝土压力容器能够在各种恶劣的自然环境下运行，维护简单易行，不需要复杂的在役检查，运行和维护成本也是很低的；安全性好，具有优异的运行可靠性。更具体地，每束所述预应力钢丝束包括多股钢绞线。所述钢筋混凝土壳体的内表面可以覆盖有钢衬里或密封薄膜。所述预应力混凝土压力容器上设置有压力表和安全阀以作为压力保护装置。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本技术实施例的球形预应力混凝土压力容器的压缩空气储气罐的结构示意图；图2是根据本技术实施例的圆柱形预应力混凝土压力容器的压缩空气储气罐的结构示意图。附图标记：预应力混凝土压力容器用于压缩空气储能的储气罐100、钢筋混凝土壳体1、混凝土11、预应力钢丝束(预应力束)12、空气进出口管嘴13。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。下面参考附图描述根据本技术实施例的预应力混凝土压力容器用于压缩空气储能的储气罐100。根据本技术实施例的预应力混凝土压力容器用于压缩空气储能的储气罐100，储气罐100是储能系统的一部分，具体而言，储能系统包括储气罐100和空气压缩机，空气压缩机用于将空气压缩后输入储气罐100内，空气压缩机适于与发电系统相连，当发电系统发出的电量需要储存时，空气压缩机通电作功，以将盈余的电量做功转化成空气压力能。其中，储气罐100采用预应力混凝土压力容器来用于压缩空气储能，如图1和图2所示，预应力混凝土压力容器采用钢筋混凝土壳体1，以钢筋混凝土壳体1内部形成的空间来储存大容量高压的压缩空气。为了承受内部压缩空气的压力，保持钢筋混凝土壳体1的刚性结构，采用预应力系统对预应力混凝土压力容器施加预应力，使预应力混凝土压力容器受有预压应力。当容器正常运行时，预应力混凝土压力容器内充有高压的压缩空气，使预应力混凝土压力容器内的预压应力减小，甚至有很小的局部区域(如腔室内表面的角部)出现拉应力。钢筋混凝土壳体1总体应力水平在任何工况(包括事故工况)下都应处于压应力状态，以保证预应力混凝土压力容器的结构完整性。预应力系统的主体是分布在钢筋混凝土壳体1结构内的预应力钢丝束12(下称预应力束)组成，预应力束12浇筑在混凝土11内。每束预应力束12又是由多股的钢绞线组成，钢筋混凝土壳体1结构内的预压应力就是通过对这些预应力束12施加预拉力来实现的。钢筋混凝土壳体1的内表面可覆盖一层5～10毫米厚的钢衬里(图未示出)，也可设密封薄膜，如喷涂一层防渗漏漆或防渗漏塑料薄膜，以提高其密封性能。与一般压力容器一样，预应力混凝土压力容器上可设置有压力表和安全阀(图未示出)作为压力保护装置。在本技术实施例中，预应力混凝土压力容器100具有如下特点：(1)可以在其使用现场建造大型的预应力混凝土压力容器预应力混凝土压力容器可以直接在使用现场建造，不存在大型容器运输的问题。(2)大型预应力混凝土压力容器的容量与运行压力范围预应力混凝土压力容器的容量与承压能力可以因需要而定，容量以5000立米至100000立米为宜，预应力混凝土压力容器的运行压力以4～10MPa为宜。随着建筑材料和预应力技术的发展，在高强度预应力钢丝和大规模、高强度钢筋混凝土结构建造技术不断成熟的基础上，预应力混凝土压力容器的容量和运行压力将可以不断提高。(3)建造和运行成本较低对于大型高压容器，例如2000立米容积、4MPa以上内压的容器，预应力混凝土压力容器的成本将会远低于钢制容器。另外，由于预应力混凝土压力容器在使用现场建造，不存在大型容器运输的问题。预应力混凝土压力容器能够在各种恶劣的自然环境下运行，维护简单易行，不需要复杂的在役检查，运行和维护成本也是很低的。尤其是需要特大贮量时，相比多个钢制容器并联运行，使用单个预应力混凝土压力容器运行更加方便。(4)优异的安全性和运行可靠性预应力混凝土压力容器的失效模式为壳体内介质的泄漏失效，不存在爆破失效的可能性。在承受高压的容器中，预应力混凝土压力容器的安全性是最好的。预应力混凝土压力容器是依靠数百甚至数千根单根的预应力束12承受内部压力。对于承受额定运行压力，预应力束12有很大的裕量，即使有个别预应力束12失效，甚至5％的预应力束12完全失效(这种情况应该不可能发生)，也仅仅是壳体承压能力略有下降，安全性依然是有保证的。直至其服役期(至少60年)末，当发生超压事故时，首先是壳体的弹性膨胀，预应力束12被小量拉伸、其拉力也有小量增加。内压升高至1.2倍额定运行压力后，随着壳体不断膨胀至钢筋混凝土11开裂、预应力混凝土压力容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于大容量高压流体介质储存的预应力混凝土压力容器，其特征在于，所述预应力混凝土压力容器采用钢筋混凝土壳体，以钢筋混凝土壳体内部形成的空间来储存大容量高压的压缩空气，所述容器的预应力系统包括：分布在钢筋混凝土壳体结构内的预应力钢丝束。

【技术特征摘要】
1.一种用于大容量高压流体介质储存的预应力混凝土压力容器，其特征在于，所述预应力混凝土压力容器采用钢筋混凝土壳体，以钢筋混凝土壳体内部形成的空间来储存大容量高压的压缩空气，所述容器的预应力系统包括：分布在钢筋混凝土壳体结构内的预应力钢丝束。2.根据权利要求1所述的用于大容量高压流体介质储存的预应力混凝土压力容器，其特征在于，每束所...

【专利技术属性】
技术研发人员：何树延，何悦，藏汉，郑铁，吴宗鑫，吴彤，
申请(专利权)人：何树延，
类型：新型
国别省市：北京,11