CN207226153U - 一种双层薄膜高温熔盐储罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双层薄膜高温熔盐储罐，包括罐体、罐顶以及罐底，所述罐体由内罐和外罐组成，所述内罐与外罐之间设置有罐体保温层组成，所述内罐为薄膜层结构，所述内罐设置有多段罐壁膨胀结构，所述多段罐壁膨胀结构在内罐上间隔布置，所述内罐随温度变化自由伸缩且不承受熔盐静压。本实用新型的罐体通过采用双层结构，在双层结构之间设置保温层，并利用罐体内层采用薄膜层结构以及膨胀结构的设计，使罐体内层能够随温度的变化自由伸缩且不承受熔盐静压，而且保温材料都安装在外层钢壳内，有效避免了现有保温材料外置而对保温材料性能造成的影响，延长了保温材料的使用寿命。

Description

一种双层薄膜高温熔盐储罐

技术领域

本实用新型属于太阳能光热装置技术领域，特别涉及一种双层薄膜高温熔盐储罐。

背景技术

太阳能光热发电是清洁能源来源的重要途径，目前利用熔盐作为储热工质的光热发电是世界范围普遍认可的方案，其不仅能作为中间热能载体，同时能存储在熔盐储罐中，以保障在夜晚没有太阳光的情况下，能连续、稳定地输出电能，是一种电网友好型电源，解决了新能源普遍面临的电力应用难题。高温熔盐储罐在储能发电过程中起到了关键作用。熔盐储罐的保温效果是否优良，设备是否安全可靠直接影响到发电系统的稳定运行和电站经济效益。

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。美国的新月沙丘电站高温熔盐储罐2016年10月发生了泄漏，停运几个月；同样的，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，也在2017年初因高温熔盐储罐发生事故导致电站停运数月有余。由于维修储罐不仅需要将储罐排空，还需要待其自然冷却后才能开始维修，非常耗费时间。

目前的高温熔盐储罐，普遍采用常规的圆筒形不锈钢制储罐外加保温材料的结构形式，其主要存在以下技术问题：1、储罐既要承受高温作用又要承受一定的液柱静压力，而高温工况下材料的承载能力大大降低，罐壁的厚度往往很厚；2、由于罐体的厚度较厚，制造、施工、安装、检验、维修等难度都较大；3、储罐壁厚特别厚时，理论上需进行整体焊后热处理，而大型储罐根本无法进行整体热处理；4、受制于耐热不锈钢板厚度的制造限制，储罐的大型化比较困难；5、由于储罐工作温度高且尺寸较大，其热膨胀量很大，容易出现因膨胀变形不协调而产生的诸多问题；6、罐顶工作温度与高温熔盐接近，温度高，设计、制造困难；7、保温隔热材料安装在罐体外侧，仅有保温铝皮或铁皮保护，受雨、雪、大风的影响，需定期维修；8、罐底保温隔热材料直接安装在罐体基础上，需进行额外的防护避免雨水的影响；同时冷风管需穿过或绕过罐体基础梁，罐体基础设计困难，结构复杂，建设费用高。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种罐壁厚度小，内罐能随温度变化自由伸缩，保温层使用寿命长且保温性能良好的双层薄膜高温熔盐储罐。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种双层薄膜高温熔盐储罐，包括罐体、罐顶以及罐底，其特征在于：所述罐体由内罐和外罐组成，所述内罐与外罐之间设置有罐体保温层组成，所述内罐为薄膜层结构，所述内罐设置有多段罐壁膨胀结构，所述多段罐壁膨胀结构在内罐上间隔布置，所述内罐随温度变化自由伸缩且不承受熔盐静压。

本实用新型所述的双层薄膜高温熔盐储罐，其所述内罐为耐高温、耐腐蚀且不承受熔盐静压的不锈钢薄膜结构，所述外罐不与熔盐接触且承受熔盐静压。

本实用新型所述的双层薄膜高温熔盐储罐，其所述内罐与外罐之间的罐体保温层组成包括罐体轻质耐火砖层和罐体陶纤维板层，所述罐体轻质耐火砖层设置在靠内罐一侧，所述罐体陶纤维板层设置在靠外罐一侧。

本实用新型所述的双层薄膜高温熔盐储罐，其在所述内罐顶部设置有内罐顶板，在所述内罐顶板上铺设有耐火纤维层，所述罐顶端部与罐体上端部连接，所述罐顶通过吊杆与内罐顶板连接。

本实用新型所述的双层薄膜高温熔盐储罐，其所述内罐顶板通过内罐顶部加强圈与罐体轻质耐火砖层上端部连接。

本实用新型所述的双层薄膜高温熔盐储罐，其所述罐底由内罐底板和外罐底板组成，在所述内罐底板和外罐底板之间设置有罐底保温层组成，所述内罐底板为薄膜层结构，所述内罐底板设置有多段罐底膨胀结构，所述多段罐底膨胀结构在内罐底板上间隔布置，所述外罐底板安装在钢筋混凝土基础上。

本实用新型所述的双层薄膜高温熔盐储罐，其所述罐底保温层组成包括罐底轻质耐火砖层和罐底陶纤维板层，所述罐底轻质耐火砖层设置在靠内罐底板一侧，所述罐底陶纤维板层设置在靠外罐底板一侧。

本实用新型的罐体通过采用双层结构，在双层结构之间设置保温层，并利用罐体内层采用薄膜层结构以及膨胀结构的设计，使罐体内层能够随温度的变化自由伸缩且不承受熔盐静压，而且保温材料都安装在外层钢壳内，有效避免了现有保温材料外置而对保温材料性能造成的影响，延长了保温材料的使用寿命。

本实用新型与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型的双层罐结构，即内层为耐高温、抗熔盐腐蚀的材料，内层不承受液柱静压；外层采用碳钢结构，暴露于常温环境中，液体静压通过中间层的保温隔热材料传递到外层，与现有技术相比，储罐罐壁厚度大大减小。

2、本实用新型内层采用薄的薄膜层结构，随温度变化能自由伸缩但不需承受液柱静压，其内层材料一般选用能耐受高温和腐蚀的不锈钢。

3、本实用新型采用中间夹层保温，内外钢壳层之间为耐热保温材料。耐热保温材料主要采用轻质耐火砖和陶纤板，轻质耐火砖和陶纤板具有一定抗压强度，同时具有良好的保温性能。由于内层不锈钢薄膜层的隔绝，耐热保温材料不和高温熔盐接触，既避免了高温熔盐对耐热保温的侵蚀，也避免了耐热保温材料对熔盐的污染。

4、本实用新型在罐顶部位，由于不接触高温熔盐，可以采用比较简单的内部吊顶加外部拱顶结构，内部吊顶上表面铺设耐火纤维毯隔热保温，外部拱顶为一常温结构，使用常规的碳钢材料。

5、本实用新型由于内层不锈钢薄膜层的隔绝，罐壁、罐顶的耐热保温材料不和高温熔盐接触，既避免了高温熔盐对耐热保温的侵蚀，也避免了耐热保温材料对熔盐的污染。同时，由于外罐的保护，所有的保温材料完全不受天气影响，理论上可作到隔热保温材料和罐体等寿命，实现30年不停车。

6、本实用新型的罐底冷风管可设置在外罐底板上，避免了高温对基础的影响，可采用简单的常规储罐基础，减少了储罐基础的设计难度，降低了基础的投资。

7、本实用新型焊接难度最大的合金内胆施工，由于有外层罐体的保护，焊接不受天气影响，有利于保证质量。

8、本实用新型通过结构上的设计，将承受高温、腐蚀的结构与承受液柱静压力结构分开考虑。接触高温熔盐的内层结构，采用自由伸缩的薄膜层，不承受液柱静压力；内外钢壳层之间的耐热保温层材料也不需接触高温熔盐，且其厚度和储罐规格无关，仅与工作温度及隔热保温材料的导热系数有关；外层罐体结构在常温下工作，不受高温影响，只承受液柱静压力。这样一来，理论上影响储罐规格的仅有外层罐体碳钢结构的钢板厚度，由于碳钢板材制造、加工、焊接等难度较低，所以在一定范围内储罐的放大不会受到过大的限制。

附图说明

图1和图2是本实用新型的结构示意图。

图中标记：1为罐体，1a为内罐，1b为外罐，2为罐顶，3为罐底，3a为内罐底，3b为外罐底，4为罐壁膨胀结构，5a为罐体轻质耐火砖层，5b为罐体陶纤维板层，6为内罐顶板,7为耐火纤维层，8为吊杆，9为罐底膨胀结构，10为钢筋混凝土基础，11a为罐底轻质耐火砖层，11b为罐底陶纤维板层，12为内罐顶部加强圈。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

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和2所示，一种双层薄膜高温熔盐储罐，包括罐体1、罐顶2以及罐底3，所述罐体1由内罐1a和外罐1b组成，所述内罐1a为耐高温、耐腐蚀且不承受熔盐静压的不锈钢薄膜结构，所述外罐1b不与熔盐接触且承受熔盐静压，不需耐高温和腐蚀，在所述内罐1a顶部设置有内罐顶板6，在所述内罐顶板6上铺设有耐火纤维层7，所述罐顶2端部与罐体1上端部连接，所述罐顶2通过吊杆8与内罐顶板6连接，在罐顶部位，由于不接触高温熔盐，可以采用比较简单的内部吊顶加外部拱顶结构，内部吊顶上表面铺设耐火纤维毯隔热保温，外部拱顶为一常温结构，使用常规的碳钢材料。

其中，所述内罐1a与外罐1b之间设置有罐体保温层组成，所述内罐1a为薄膜层结构，所述内罐1a设置有多段罐壁膨胀结构4，所述多段罐壁膨胀结构4在内罐1a上间隔布置，所述内罐1a随温度变化自由伸缩且不承受熔盐静压，所述内罐1a与外罐1b之间的罐体保温层组成包括罐体轻质耐火砖层5a和罐体陶纤维板层5b，所述罐体轻质耐火砖层5a设置在靠内罐1a一侧，所述罐体陶纤维板层5b设置在靠外罐1b一侧，轻质耐火砖和陶纤板具有一定抗压强度，同时具有良好的保温性能，所述内罐顶板6通过内罐顶部加强圈12与罐体轻质耐火砖层5a上端部连接。

其中，所述罐底3由内罐底板3a和外罐底板3b组成，在所述内罐底板3a和外罐底板3b之间设置有罐底保温层组成，所述内罐底板3a为薄膜层结构，所述内罐底板3a设置有多段罐底膨胀结构9，所述多段罐底膨胀结构9在内罐底板3a上间隔布置，所述外罐底板3b安装在钢筋混凝土基础10上，所述罐底保温层组成包括罐底轻质耐火砖层11a和罐底陶纤维板层11b，所述罐底轻质耐火砖层11a设置在靠内罐底板3a一侧，所述罐底陶纤维板层11b设置在靠外罐底板3b一侧。

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)

1.一种双层薄膜高温熔盐储罐，包括罐体（1）、罐顶（2）以及罐底（3），其特征在于：所述罐体（1）由内罐（1a）和外罐（1b）组成，所述内罐（1a）与外罐（1b）之间设置有罐体保温层组成，所述内罐（1a）为薄膜层结构，所述内罐（1a）设置有多段罐壁膨胀结构（4），所述多段罐壁膨胀结构（4）在内罐（1a）上间隔布置，所述内罐（1a）随温度变化自由伸缩且不承受熔盐静压。

2.根据权利要求1所述的双层薄膜高温熔盐储罐，其特征在于：所述内罐（1a）为耐高温、耐腐蚀且不承受熔盐静压的不锈钢薄膜结构，所述外罐（1b）不与熔盐接触且承受熔盐静压。

3.根据权利要求1所述的双层薄膜高温熔盐储罐，其特征在于：所述内罐（1a）与外罐（1b）之间的罐体保温层组成包括罐体轻质耐火砖层（5a）和罐体陶纤维板层（5b），所述罐体轻质耐火砖层（5a）设置在靠内罐（1a）一侧，所述罐体陶纤维板层（5b）设置在靠外罐（1b）一侧。

4.根据权利要求3所述的双层薄膜高温熔盐储罐，其特征在于：在所述内罐（1a）顶部设置有内罐顶板（6），在所述内罐顶板（6）上铺设有耐火纤维层（7），所述罐顶（2）端部与罐体（1）上端部连接，所述罐顶（2）通过吊杆（8）与内罐顶板（6）连接。

5.根据权利要求4所述的双层薄膜高温熔盐储罐，其特征在于：所述内罐顶板（6）通过内罐顶部加强圈（12）与罐体轻质耐火砖层（5a）上端部连接。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的双层薄膜高温熔盐储罐，其特征在于：所述罐底（3）由内罐底板（3a）和外罐底板（3b）组成，在所述内罐底板（3a）和外罐底板（3b）之间设置有罐底保温层组成，所述内罐底板（3a）为薄膜层结构，所述内罐底板（3a）设置有多段罐底膨胀结构（9），所述多段罐底膨胀结构（9）在内罐底板（3a）上间隔布置，所述外罐底板（3b）安装在钢筋混凝土基础（10）上。

7.根据权利要求6所述的双层薄膜高温熔盐储罐，其特征在于：所述罐底保温层组成包括罐底轻质耐火砖层（11a）和罐底陶纤维板层（11b），所述罐底轻质耐火砖层（11a）设置在靠内罐底板（3a）一侧，所述罐底陶纤维板层（11b）设置在靠外罐底板（3b）一侧。