CN201567522U - 蓄能桥梁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于蓄能设备领域，提供了一种蓄能桥梁，包括支座，所述支座上固设有多排多列的密封钢管，所述密封钢管上方固设有由该密封钢管支撑的混凝土桥面板，所述各密封钢管彼此连通，所述密封钢管内储存有压缩空气。在密封钢管形成的容器的终端连接空气压缩装置，可以将剩余电网的电力或风能和太阳能等产生的间歇性能源转化成压缩空气储存在密封钢管内，在有需求时通过释放压缩空气，转化成其他形式的能量释放出来，如转换回电力，或直接利用压缩空气的压缩和释放产生的冷、热效应为周边提供空调所需的热水和冷空气。本实用新型提供的蓄能桥梁，既具备传统桥梁的功能，还可以有效储存能量，提高能源的使用效率。
Description
技术领域
本实用新型属于蓄能设备领域，尤其涉及一种蓄能桥梁。
背景技术
大型环保蓄能方法主要有两种：抽水蓄能和压缩空气蓄能。抽水蓄能水需要两个水位高度不同的水库，在需要蓄能时将低水位水库内的水抽到高水位水库，其应用受到自然地形的限制。压缩空气蓄能是直接将空气压缩成高压空气存储在大型容器内，大型容器既可以是地下天然溶洞也可以是埋在地下的大型储气罐，天然的地下溶洞不易寻找且受自然地形限制，而大型地下储气罐土方工程量大，造价高。
桥梁作为公路和铁路交通运输的主要载体，广范分布于城市之中和城市与城市之间，由于其结构特点，桥体内部具有非常可观的可利用空间，例如一条单向双车道加一路肩的标准箱型桥梁，其桥体截面积约20平方米，即使截面利用率按40％计算，每公里可利用空间也可达到8千立方米，相当于4个标准游泳池的体积；若考虑双向双车道桥梁，则其每公里可利用空间还会增加一倍。因此，如果合理利用桥梁内部空间来蓄能，将会产生很好的经济效益。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种蓄能桥梁，其利用桥体本身所提供的空间作为压缩空气的容器，达到蓄能的目的，增加了桥梁的功能。
本实用新型是这样实现的，一种蓄能桥梁，包括支座，所述支座上固设有多排多列的密封钢管，所述密封钢管上方固设有由该密封钢管支撑的混凝土桥面板，所述各密封钢管彼此连通，所述密封钢管内储存有压缩空气。
具体地，所述各密封钢管之间通过高压软管连通。
进一步地，所述密封钢管中间部位设有沿该密封钢管轴向方向设置且用于支撑所述混凝土桥面板的腹板，所述腹板上端固设有一顶翼缘板，所述腹板下端固设有一底翼缘板。
更进一步地，所述支座上还设有垂直于所述密封钢管且用于固定所述密封钢管的横隔板。
更进一步地，所述各支座之间的跨中部位也设有垂直于所述密封钢管且用于固定所述密封钢管的横隔板。
更进一步地，所述密封钢管距离所述支座1/8～1/4的跨度区域内设置有一套可调谐气压的感应安全阀。
更进一步地，所述各支座之间的跨中部位设有位于所述密封钢管上的断裂式安全阀。
本实用新型提供的蓄能桥梁，使用时，在密封钢管形成的容器的终端连接空气压缩装置，可以将剩余电网的电力或风能和太阳能等产生的间歇性能源转化成压缩空气储存在密封钢管内，在有需求时通过释放压缩空气，转化成其他形式的能量释放出来，如转换回电力，或直接利用压缩空气的压缩和释放产生的冷、热效应为周边提供空调所需的热水和冷空气。本实用新型提供的蓄能桥梁，既具备传统桥梁的功能，还可以有效储存能量，提高能源的使用效率。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的蓄能桥梁的立体示意图；
图2是本实用新型实施例提供的蓄能桥梁的横断面图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1～图2所示，本实用新型实施例提供的一种蓄能桥梁，包括支座1，所述支座1上固设有多排多列的密封钢管2，所述密封钢管2上方固设有由该密封钢管2支撑的混凝土桥面板3，所述各密封钢管2彼此连通，所述密封钢管2内储存有压缩空气。
本实用新型提供的蓄能桥梁，使用时，在密封钢管2形成的容器的终端连接空气压缩装置(图中未示出)，可以将剩余电网的电力或风能、太阳能等产生的间歇性能源转化成压缩空气储存在密封钢管2内。对位于非市区内的蓄能桥梁，如外城环线桥和城际高速公路跨海桥梁，由于其蓄能空间巨大，且远离人口密集地区，这种储能桥梁可以用作电厂大规模储能装置；对于城市道路蓄能桥梁，由于距离城市工业区、商业区、生活区近，可以直接利用空气压缩和膨胀时产生的冷、热效应为周边提供空调所需的热水和冷空气。
以市郊的高速公路桥为例，如果双向双线桥长10公里，采用2排6列且直径为1.5米的密封钢管2，其形成的密封容积为6×2×(π×1.52/4)×10,000＝212,057m3。相对于德国Huntorf蓄能电场(两地下蓄能溶洞容积分别为140,000m3和170,000m3)以及美国McIntosh蓄能电场(地下溶洞蓄能容积为166,125m3)，本实用新型提供的蓄能桥梁的蓄能能力非常可观。
以下对本实用新型各组成部分作详细说明。
具体地，所述各密封钢管2之间通过高压软管(图中未示出)连通，形成彼此串接的用于储存压缩空气的空间，且所述高压软管可以承受密封钢管2内的压缩空气的压力。无论是单跨简支型桥梁还是多跨连续梁型桥梁，桥段之间都会设有伸缩缝，密封钢管2主梁单元的长度也因应桥段长度的不同而不同；且密封钢管2的端帽需保证应力均匀，并采用半球形；相邻密封钢管2如为伸缩缝相连，则密封钢管2之间采用能承受高气压的软管相连接。
进一步地，所述密封钢管2中间部位设有沿该密封钢管2轴向方向设置且用于支撑所述混凝土桥面板3的腹板4，所述腹板4上端固设有一顶翼缘板5，所述腹板4下端固设有一底翼缘板6。所述混凝土桥面板3上的载荷依次通过顶翼缘板5、腹板4和底翼缘板6均匀传递到密封钢管2形成的支撑梁上。另外，所述腹板4上开设有通气孔，相邻密封钢管2之间采用跨支座1的小口径钢管21连接，以保证空气在各密封钢管2之间的流动畅通、密封钢管2内的气压相对均衡。
更进一步地，所述支座1上还设有垂直于所述密封钢管2且用于固定所述密封钢管2的横隔板7；另外，所述各支座1之间的跨中部位也设有垂直于所述密封钢管2且用于固定所述密封钢管2的横隔板7。所述横隔板7将密封钢管2固定在一起，以进一步提高密封钢管2的支撑力。当然，所述横隔板7也可以用斜撑系统代替。
更进一步地，所述密封钢管2距离所述支座1的1/8～1/4的跨度区域内设置有一套可调谐气压的感应安全阀(图中未示出)，之所以选择在这一区域设置感应安全气阀是因为该区域的结构承受的弯矩最小。当所述感应安全阀感应到密封钢管2内的气压超标时，感应安全阀自动打开排出空气，气压恢复到额定气压后感应安全阀自动复位。
更进一步地，所述各支座1之间的跨中部位设有位于所述密封钢管2上的断裂式安全阀(图中未示出)。只有在所述感应式安全阀失效时，断裂式安全阀才会启动，该断裂式安全阀由螺栓、螺栓刚性垫板、螺栓柔性密封环、内螺栓垫板和气压反应板组成，气压反应板的厚度及预留的坑纹足以使该气压反应板在密封钢管2内的气压超过安全警戒时沿坑纹破裂，释放空气，保证密封钢管2的安全；而且气压安全板一经启动后即已报废，必须要更换，所以断裂式安全阀的各组件是可更换的。
综上，所述各部件所能承受的气压能力依次是：感应式安全阀＜断裂式安全阀＜密封钢管2管壁。
另外，本实用新型采用密封钢管2代替传统的承载梁，密封钢管2内部的压缩空气会对密封钢管2产生环向拉应力，如果密封钢管2按照此环向拉应力极限进行设计，则环向应力屈服时，轴向应力只达到屈服值的一半，因此，可以利用这部分轴向应力的剩余量承担桥梁恒载和活动荷载产生的轴向拉/压应力。
本实用新型应采用如下的安全措施：在密封钢管2内部压力过高的情况下，则空气压缩机自动停止压缩空气。因此，在正常使用情况下，唯一可能令密封钢管2内气压增加的因素是所处的空气环境的温度，所以在设计时要加以考虑，正常使用极限下的设计原则是：设计气压(即空气压缩机设计值)+空气温度引起的气压增加量＜气压感应安全阀额定气压＜断裂感应安全阀额定气压＜管壁承压能力。当遭遇意外事故(例如火灾等)时，如果气压感应安全阀失效，断裂安全阀在其材料达到极限时会自动破裂参与工作，从而保证密封钢管2的安全。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种蓄能桥梁，包括支座，所述支座上固设有多排多列的密封钢管，所述密封钢管上方固设有由该密封钢管支撑的混凝土桥面板，其特征在于：所述各密封钢管彼此连通，所述密封钢管内储存有压缩空气。
2.如权利要求1所述的蓄能桥梁，其特征在于：所述各密封钢管之间通过高压软管连通。
3.如权利要求1所述的蓄能桥梁，其特征在于：所述密封钢管中间部位设有沿该密封钢管轴向方向设置且用于支撑所述混凝土桥面板的腹板，所述腹板上端固设有一顶翼缘板，所述腹板下端固设有一底翼缘板。
4.如权利要求1所述的蓄能桥梁，其特征在于：所述支座上还设有垂直于所述密封钢管且用于固定所述密封钢管的横隔板。
5.如权利要求1所述的蓄能桥梁，其特征在于：所述各支座之间的跨中部位也设有垂直于所述密封钢管且用于固定所述密封钢管的横隔板。
6.如权利要求1所述的蓄能桥梁，其特征在于：所述密封钢管距离所述支座1/8～1/4的跨度区域内设置有一套可调谐气压的感应安全阀。
7.如权利要求1所述的蓄能桥梁，其特征在于：所述各支座之间的跨中部位设有位于所述密封钢管上的断裂式安全阀。
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