一种围裙状支撑式熔盐储罐制造技术

本发明专利技术涉及熔盐储罐技术领域，特别涉及一种围裙状支撑式熔盐储罐，包括罐体，所述罐体外部设置有保温层，所述罐体包括罐底板、罐顶板和罐侧壁，所述罐底板上设置有弯曲面，所述罐顶板一周与罐侧壁相连，所述罐侧壁自顶向下延伸形成分叉壁，所述分叉壁包括垂直支壁和内斜支壁，所述垂直支壁向下延伸至支撑板Ⅱ，所述垂直支壁一周呈围裙状；所述垂直支壁内侧设置有内斜支壁，所述内斜支壁向下延伸至支撑板Ⅰ并与罐底板连接。本发明专利技术的垂直支壁一周呈围裙状并且罐侧壁自顶向下延伸形成分叉壁，能够解决现有熔盐储罐罐壁与罐底板连接焊缝处易破裂和双层熔盐储罐安装运行、维修时间长和罐体成本高等问题。

An apron supporting molten salt storage tank

【技术实现步骤摘要】
一种围裙状支撑式熔盐储罐
本专利技术涉及熔盐储罐
，特别涉及一种围裙状支撑式熔盐储罐。
技术介绍
作为一种新型的储热蓄能技术，熔盐储能是目前国际上最为主流的高温蓄热技术之一，具有成本低、热容高、安全性好等优点，可大规模集中应用于光热电站、新能源废弃电力利用、电网调峰、分布式智慧能源、清洁能源集中供热、清洁能源冷热电联供等领域，具有广阔前景并值得大力发展。熔盐储罐是熔盐储能系统中的重要部件，用于装储高温液态熔盐，尺寸规格一般较大。熔盐储罐的可靠性、安全性对熔盐储能系统的经济可靠运行至关重要。光热电站用熔盐储罐作为熔盐储罐的应用之一，目前，在全世界范围已发生多起破裂事故，如西班牙Gemasolar光热电站2017年初发生破裂事故；美国新月沙丘光热电站2016年10月发生泄漏事故。熔盐储罐破裂或泄漏一般将导致光热电站停运数月，严重影响电站效益。对于大型高温熔盐储罐，其罐底板与罐壁连接焊缝处为最易发生破裂或裂缝的位置之一。分析其原因，主要有：1)熔盐储罐尺寸规格较大，易因受热不均匀、热应力大、热疲劳等原因发生破损。熔盐储罐的材料一般为不锈钢或碳钢，当熔盐温度超过400℃时一般采用不锈钢，而不锈钢的热膨胀系数较大，工作状态下，如光热电站熔盐储罐，罐内熔盐的工作温度范围一般为290℃至565℃，高温熔盐温度的长时频繁变化，将使大尺寸罐体金属受热不均匀，各部位产生较大的不均匀膨胀和收缩，进而引起较大的热应力，并在多次热胀冷缩之后产生热疲劳损伤。2)高温熔盐储罐罐底板与罐壁连接焊缝处承载了包括罐顶板、罐顶设施以及罐壁在内的所有重量，同时，高温熔盐温度的频繁变化导致罐底板和罐壁产生多次往复的较大的不均匀变形，并且罐壁和罐底板的变形在其连接处产生叠加影响，导致此连接处即罐壁与罐底板焊缝处热应力大且集中。因此，高温熔盐储罐罐壁与罐底板连接焊缝处由于较大的载荷以及大热应力集中等问题，容易发生破损。为解决大尺寸规格熔盐储罐受热不均匀、热应力大且集中以及热疲劳等问题，目前主要有三种技术方案。1)罐底板设置弯曲面为吸收储罐底板在高温熔盐温度变化作用下产生的部分膨胀收缩变形，将储罐底板设计成局部的弯曲面或全底板的弯曲面。该技术方案虽然在一定程度上可吸收罐底板的变形，但变形产生的热应力仍会传递到罐壁与罐底板连接的焊缝处，导致热应力集中；同时，罐顶板、罐顶设施、罐壁等荷载仍然集中作用于罐壁与罐底板连接的焊缝处。较大的集中荷载与集中热应力的叠加作用将导致该焊缝处易产生热疲劳损伤，进而发生破裂。因此，该方案没有从根本上解决熔盐储罐罐壁与罐底板连接焊缝处易破裂的问题。2)双层夹套熔盐储罐在储罐周向设置双层罐壁，如附图3所示，外壁和内壁均为垂直壁面，罐顶板作用于外壁上，罐外壁与内壁之间有一定的距离，紧贴外壁内侧布置有罐体保温层，罐体保温层内表面向内至内壁外侧为空气夹层，熔盐储存在由内壁围成的空间内，内罐顶板通过吊杆吊于罐顶半并作用在内壁上。但是，双层夹套结构下，虽然由于内壁外侧空气夹层的存在，内壁及罐底板在一定程度上可膨胀收缩，但由于储罐尺寸较大，内壁与罐底板仍会受热不均匀，进而导致仍有热应力集中于内壁与罐底板连接的焊缝处；同时，内壁及部分内罐顶板的荷载仍然集中作用于该焊缝处。集中热应力与集中荷载的叠加作用仍将导致该焊缝处易产生热疲劳损伤，进而发生破裂。因此，该方案没有从根本上解决熔盐储罐罐壁与罐底板连接焊缝处易破裂的问题。3)双层薄膜熔盐储罐在储罐周向设置双层薄膜罐壁，如附图4所示，外壁和内壁均为垂直壁面，罐顶板作用于外壁上，外壁与内壁之间有一定的距离，罐体保温层布满外壁、内壁之间的整个空间，熔盐储存在由内壁围成的空间内，内罐顶板通过吊杆吊于罐顶板并作用在内壁上，除此之外，在内壁和罐底板上还设置有膨胀结构。该技术方案内壁、外壁之间布满硬质保温材料，内壁和罐底板的膨胀变形受到限制，在内壁与罐底板连接的焊缝处出现较大的集中热应力；同时，内壁及部分内罐顶板的荷载仍然集中作用于该焊缝处。较大的集中热应力与集中荷载的叠加作用仍将导致该焊缝处易产生热疲劳损伤，进而发生破裂。因此，该方案也没有从根本上解决熔盐储罐罐壁与罐底板连接焊缝处易破裂的问题。此外，对于双层夹套熔盐储罐和双层薄膜熔盐储罐，内罐顶板受高温熔盐的直接辐射作用，温度较高，罐顶板与内罐顶板之间有耐火纤维层，温度较低，内罐顶板与罐顶板变形不一致，这将导致相关设备如熔盐长轴泵、管道等安装困难，或者出现安装后易受挤压而损坏等问题或风险；双壁罐体并没有减少昂贵的奥氏体材料的用量，外壁罐体直径的增大反而大大增加了碳钢材料的用量，使得储罐总成本增大；当内壁破损发生泄漏，因内壁、外壁之间布有保温材料，该保温材料较难拆除，罐内高温熔盐散热慢，可维修状态等待时间长，进而影响维修进度，造成经济损失。
技术实现思路
本专利技术解决了相关技术中熔盐储罐罐壁与罐底板连接焊缝处易破裂、双层熔盐储罐相关设备如熔盐长轴泵、管道等安装困难或安装后易受挤压而损坏、维修时间长和罐体成本高的问题，提出一种围裙状支撑式熔盐储罐。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种围裙状支撑式熔盐储罐，包括罐体，所述罐体外部设置有保温层，所述罐体包括罐底板、罐顶板和罐侧壁，所述罐底板上设置有弯曲面，所述罐侧壁自顶向下延伸形成分叉壁，所述分叉壁包括垂直支壁和内斜支壁，所述垂直支壁自分叉壁起点向下垂直延伸至支撑板Ⅱ，所述垂直支壁一周呈围裙状；所述垂直支壁内侧设置有内斜支壁，所述内斜支壁向下延伸至支撑板Ⅰ并与罐底板连接，所述保温层设置于地面上的罐体外部。作为优选方案，所述垂直支壁沿周向间隔开设有若干门孔，所述门孔自罐底板的高度向上设置并不高于分叉壁起点的高度。作为优选方案，所述内斜支壁与垂直支壁的连接处为渐变弧度的过渡方式。作为优选方案，所述保温层底部设置有罐底侧保温层，所述罐底侧保温层外侧设置有罐底侧保温护板，所述罐底侧保温层和罐底侧保温护板均设置于支撑板Ⅱ上。作为优选方案，所述罐底板底部从上至下依次设置有陶粒土层、基础层、膨胀粘土层、碎石层和钢筋混凝土基础，所述支撑板Ⅱ铺装于钢筋混凝土基础之上，所述支撑板Ⅰ铺装于基础层之上。作为优选方案，还包括通风管，所述通风管呈凵形，自地面穿入并依次穿过罐底侧保温护板，罐底侧保温层、垂直支壁、碎石层以及对侧的垂直支壁、罐底侧保温层、罐底侧保温护板，最后自对侧的地面穿出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的垂直支壁一周呈围裙状，起支撑作用，可有效承担罐顶板、罐顶设施、罐壁荷载以及内斜支壁受到的熔盐压力向下的分压力；内斜支壁与罐底板焊接，形成熔盐储罐罐体，内斜支壁与罐底板的焊缝不再需要承受罐顶板、罐顶设施以及罐壁的荷载，且内斜支壁对罐底板的热胀冷缩有较好的补偿功能，因此该焊缝处热应力比传统储罐、双层夹套储罐以及双层薄膜储罐在此处的热应力小，不易产生破损；与双层夹套储罐和双层薄膜储罐相比，本专利技术的围裙状支撑式熔盐储罐无内罐顶板，不存在罐顶板与内罐顶板变形不一致本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种围裙状支撑式熔盐储罐，包括罐体，所述罐体外部设置有保温层(10)，所述罐体包括罐底板(3)、罐顶板(5)和罐侧壁(1)，所述罐底板(3)上设置有弯曲面(4)，其特征在于：所述罐侧壁(1)自顶向下延伸形成分叉壁，所述分叉壁包括垂直支壁(2a)和内斜支壁(2b)，所述垂直支壁(2a)自分叉壁起点向下垂直延伸至支撑板Ⅱ(9)，所述垂直支壁(2a)一周呈围裙状；所述垂直支壁(2a)内侧设置有内斜支壁(2b)，所述内斜支壁(2b)向下延伸至支撑板Ⅰ(6)并与罐底板(3)连接，所述保温层(10)设置于地面(18)上的罐体外部。/n

【技术特征摘要】
1.一种围裙状支撑式熔盐储罐，包括罐体，所述罐体外部设置有保温层(10)，所述罐体包括罐底板(3)、罐顶板(5)和罐侧壁(1)，所述罐底板(3)上设置有弯曲面(4)，其特征在于：所述罐侧壁(1)自顶向下延伸形成分叉壁，所述分叉壁包括垂直支壁(2a)和内斜支壁(2b)，所述垂直支壁(2a)自分叉壁起点向下垂直延伸至支撑板Ⅱ(9)，所述垂直支壁(2a)一周呈围裙状；所述垂直支壁(2a)内侧设置有内斜支壁(2b)，所述内斜支壁(2b)向下延伸至支撑板Ⅰ(6)并与罐底板(3)连接，所述保温层(10)设置于地面(18)上的罐体外部。


2.根据权利要求1所述的围裙状支撑式熔盐储罐，其特征在于：所述垂直支壁(2a)沿周向间隔开设有若干门孔(16)，所述门孔(16)自罐底板(3)的高度向上设置并不高于分叉壁起点的高度。


3.根据权利要求1所述的围裙状支撑式熔盐储罐，其特征在于：所述内斜支壁(2b)与垂直支壁(2a)的连接处为渐变弧度的过渡方式。

【专利技术属性】
技术研发人员：夏云飞，叶勇健，林磊，蒋健，邓文祥，姚向昱，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31