CN109095020A - 一种高温储罐基础冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温储罐基础冷却系统，包括设置在储罐底部下方的若干根冷却风管支管，所述若干根冷却风管支管的一端与大气联通，其另一端与冷却风管主管连通，所述冷却风管主管与排气管连通，在所述排气管内设置有风机。本发明通过在储罐底部设置的若干冷却风管支管，利用空气的流动和换热，将热量不断移走，保证了储罐基础不超温，而且本系统在排气管中设置了风机，具有强制通风冷却和自然通风冷却两种模式，在任何地区、任何季节都可以确保储罐基础保持温度恒定且不超温，不受外部环境变化、昼夜温差、季节温差的影响，极大的增加了储罐的安全性。
Description
技术领域
本发明属于储能电站、太阳能光热电站的储能系统技术领域，特别涉及一种高温储罐基础冷却系统。
背景技术
目前，非化石能源发电有多重途径，其中风能发电、光伏发电、太阳能光热发电、核能发电都已经广泛商用。但这些新兴的新能源电站都可能受天气等外部因素影响，电站出力不能按照电网的用电负荷进行匹配。熔盐储能技术是解决新能源发电与电网匹配的重要途径，在新兴的光热电站中已经开始应用。大型熔盐储罐作为储能核心设备，其寿命和安全直接关系到电站的安全和经济效益。
由于储罐操作温度高达300～570℃，根据传热计算以及实际运行的多个装置可以发现，储槽内的高温将随着时间的推移，慢慢的传导至储槽基础及其周边的土地。可以通过将储槽基础架空的方式避免高温对储槽基础周边土地的影响，但是这种结构的储槽基础需要设置大量的立柱，投资远高于普通基础，建设周期也较长，而且仍然无法避免储槽内的高温对于基础混凝土的影响。
目前世界上仅有的两个投入商业化运营的太阳能光热塔式发电站的熔盐储罐都发生了事故：其中，位于西班牙塞维利亚的全球首座可实现24小时发电的太阳能电站Gemasolar光热电站，在2017年初因高温熔盐储罐基础沉降，导致了储罐破裂和泄露。事故导致电站停运数月有余。该事故都发生在电站开始发电的初期，与储罐本身的设计寿命相去甚远。可见基础下部土壤积累的热量未能及时移走是可能的原因之一。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供了一种能够确保储罐基础保持温度恒定且不超温，从而增加储罐安全性的高温储罐基础冷却系统。
本发明的技术方案是这样实现的：一种高温储罐基础冷却系统，其特征在于：包括设置在储罐底部下方的若干根冷却风管支管，所述若干根冷却风管支管的一端与大气联通，其另一端与冷却风管主管连通，所述冷却风管主管与排气管连通，在所述排气管内设置有风机。
本发明所述的高温储罐基础冷却系统，其所述若干根冷却风管支管等间距水平布置在储罐底部与储罐基础之间，所述冷却风管主管呈弧形并设置在储罐底部之外。
本发明所述的高温储罐基础冷却系统，其所述排气管连接在冷却风管主管的中部位置，所述冷却风管主管根据流动阻力的分布采用逐级变径结构，其靠近排气管的中部段直径大于远离排气管的两端部段直径。
本发明所述的高温储罐基础冷却系统，其所述排气管竖直向上布置，在所述排气管的排气口处设置有防雨帽。
本发明所述的高温储罐基础冷却系统，其在所述储罐底部设置有隔热层，所述若干根冷却风管支管预埋在隔热层内，在所述隔热层内和/或储罐基础内设置有多个温度监测点，温度监测信号联锁启停风机并通过变频电机控制风机变频。
本发明通过在储罐底部设置的若干冷却风管支管，利用空气的流动和换热，将热量不断移走，保证了储罐基础不超温，而且本系统在排气管中设置了风机，具有强制通风冷却和自然通风冷却两种模式，在任何地区、任何季节都可以确保储罐基础保持温度恒定且不超温，不受外部环境变化、昼夜温差、季节温差的影响，极大的增加了储罐的安全性。
附图说明
图1是本发明中冷却通风管布置示意图。
图2是本发明中排气管的连接示意图。
图中标记：1为储罐底部，2为冷却风管支管，3为冷却风管主管，4为排气管，5为风机，6为储罐基础，7为防雨帽，8为隔热层，9为变频电机，10为温度监测信号。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和2所示，一种高温储罐基础冷却系统，包括设置在储罐底部1下方的若干根冷却风管支管2，支管规格DN80-DN150，所述冷却风管支管的布置数量根据储罐直径大小确定，所述若干根冷却风管支管2的一端与大气联通，其另一端与冷却风管主管3连通，各支管中的空气与罐壁对流换热后汇总至总管，所述冷却风管主管3与排气管4连通，所述排气管4竖直向上布置，在所述排气管4的排气口处设置有防雨帽7，避免雨水和风沙倒灌，在所述排气管4内靠近排气口处设置有风机5。
其中，所述若干根冷却风管支管2等间距水平布置在储罐底部1与储罐基础6之间，所述冷却风管主管3呈弧形并设置在储罐底部1之外，所述排气管4连接在冷却风管主管3的中部位置，所述冷却风管主管3根据流动阻力的分布采用逐级变径结构，其靠近排气管4的中部段直径大于远离排气管4的两端部段直径，以确保各支管中风量一致，使冷却更加均匀。
在本实施例中，在所述储罐底部1设置有隔热层8，所述若干根冷却风管支管2预埋在隔热层8内，利用空气的流动和换热，将热量不断移走，保证基础底部不超温。在所述隔热层8内和/或储罐基础6内设置有多个温度监测点，温度监测信号10联锁启停风机5并通过变频电机9控制风机变频。
本冷却系统具有两种运行模式：当监测到基础温度低于设定值时，风机停机，利用排气管产生的自然对流对基础进行冷却，此时为自然通风模式；当基础温度高于设定值时，则联锁启动风机，由风机抽风或者鼓风，将热空气排至大气，根据基础温度信号，自动调节风机转速，确保基础底部温度恒定且不超温，此时为强制通风模式。通过设置温度测点与风机电机联锁，可实现两种操作模式的自动切换，无需人工干预，而且在强制通风模式下，温度控制风机变频调节风量，避免基础温度频繁波动，节省厂用电的消耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高温储罐基础冷却系统，其特征在于：包括设置在储罐底部（1）下方的若干根冷却风管支管（2），所述若干根冷却风管支管（2）的一端与大气联通，其另一端与冷却风管主管（3）连通，所述冷却风管主管（3）与排气管（4）连通，在所述排气管（4）内设置有风机（5）。
2.根据权利要求1所述的高温储罐基础冷却系统，其特征在于：所述若干根冷却风管支管（2）等间距水平布置在储罐底部（1）与储罐基础（6）之间，所述冷却风管主管（3）呈弧形并设置在储罐底部（1）之外。
3.根据权利要求2所述的高温储罐基础冷却系统，其特征在于：所述排气管（4）连接在冷却风管主管（3）的中部位置，所述冷却风管主管（3）根据流动阻力的分布采用逐级变径结构，其靠近排气管（4）的中部段直径大于远离排气管（4）的两端部段直径。
4.根据权利要求1所述的高温储罐基础冷却系统，其特征在于：所述排气管（4）竖直向上布置，在所述排气管（4）的排气口处设置有防雨帽（7）。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的高温储罐基础冷却系统，其特征在于：在所述储罐底部（1）设置有隔热层（8），所述若干根冷却风管支管（2）预埋在隔热层（8）内，在所述隔热层（8）内和/或储罐基础（6）内设置有多个温度监测点，温度监测信号（10）联锁启停风机（5）并通过变频电机（9）控制风机变频。
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