[发明专利]一种长寿型光热发电用固体介质储罐及其施工方法

说明书

本发明公开了一种长寿型光热发电用固体介质储罐，储罐包括罐顶钢壳、罐身钢壳和罐底钢壳，罐顶钢壳内外两侧分别包覆有罐顶内绝热层和罐顶外保温层，罐顶钢壳、罐顶内绝热层和罐顶外保温层上竖直贯穿有入口；罐身钢壳外壁上包覆有罐身外保温层，罐身钢壳内壁由外至内依次设置有罐身内绝热层、罐身内保温层和罐身工作层；罐身工作层内侧的罐底钢壳内壁上由下至上依次设置有罐底内保温层和罐底工作层，罐底工作层上表面设置有与水平方向夹角为锐角的锥形斜坡，罐底钢壳、罐底内保温层和罐底工作层上竖直贯穿有出口，出口与斜坡下端衔接。该储罐使用寿命长、造价低廉、施工操作简便，可以有效解决现用钢质储罐带来的高成本、易腐蚀、不耐磨损等问题。

技术领域

本发明涉及太阳能光热发电领域，具体涉及一种长寿型光热发电用固体介质储罐及其施工方法。

背景技术

太阳能光热发电是新能源利用的一个重要方向，其主要原理是通过反射镜将太阳光汇聚到太阳能收集装置，利用太阳能加热收集装置内的传热介质，再加热水形成蒸汽带动或者直接带动发电机发电。

目前传热介质主要包括熔盐和固体颗粒，其中熔盐储能是目前主流方式，但固体介质储能是发展趋势。在太阳能光热发电工艺中，储罐扮演着极为重要的角色，其作用是储能传热介质，热罐储存吸热后的介质，冷罐储存放热后的介质。这就要求储罐不仅使用寿命长，而且要具有优异的保温性能。

目前储罐的保温方式主要有两种：一是钢质储罐外部采用保温材料包裹，利用保温材料低导热性能实现储罐的保温；二是双层夹套储罐，即两层钢质储罐中间处于高真空状态，利用真空绝热原理实现保温；不论是哪一种，其罐底工作层均采用钢质材料制备而成，尤其当工作温度超过400℃，必须采用高温不锈钢。在实际使用过程中暴露出以下问题：1)采用高温不锈钢的成本极高，导致光热发电的电价成本居高不下，难以匹敌光伏发电，难以大规模推广；2)介质对高温不锈钢腐蚀严重，尤其焊接位置，使用寿命偏低；3)由于储罐的容积非常大，易受热不均匀，使用过程中经常出现冷热交替，导致罐体各部位(尤其罐身与罐底焊接位置)发生不均匀的膨胀和收缩，在多次膨胀和收缩之后，易发生疲劳损伤，最终使得储罐使用存在安全隐患。

基于上述情况，本发明提出了一种长寿型光热发电用固体介质储罐及其施工方法，可有效解决以上问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种长寿型光热发电用固体介质储罐及其施工方法，其使用寿命长、造价低廉、施工操作简便，可以有效解决现用钢质储罐带来的高成本、易腐蚀、不耐磨损等问题。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：

一方面，本发明提供一种长寿型光热发电用固体介质储罐，所述储罐包括罐顶钢壳、罐身钢壳和罐底钢壳，所述罐顶钢壳内外两侧分别包覆有罐顶内绝热层和罐顶外保温层，所述罐顶钢壳、罐顶内绝热层和罐顶外保温层上竖直贯穿有入口；所述罐身钢壳外壁上包覆有罐身外保温层，所述罐身钢壳内壁由外至内依次设置有罐身内绝热层、罐身内保温层和罐身工作层，所述罐身内绝热层、罐身内保温层和罐身工作层的上下两端分别与所述罐顶内绝热层和罐底钢壳相连；所述罐身工作层内侧的罐底钢壳内壁上由下至上依次设置有罐底内保温层和罐底工作层，所述罐底内保温层和罐底工作层和罐底钢壳上竖直贯穿有出口，所述罐身工作层和罐底工作层均采用磷酸盐结合高强度耐磨高铝砖砌筑而成。

优选的，所述罐顶钢壳和罐身钢壳均采用厚度为20-30mm的普通碳钢，所述罐底钢壳采用厚度为30-40mm的普通碳钢；所述罐顶钢壳面积小于所述罐底钢壳面积，且所述罐身外保温层坐落于所述罐底钢壳的上表面。

优选的，所述罐顶外保温层和罐身外保温层的厚度均为200-400mm，并均采用硅酸铝纤维毯、岩棉、高温玻璃棉中的一种。

优选的，所述罐顶内绝热层和罐身内绝热层的厚度均为100-250mm，并均采用纳米绝热板、反辐射绝热板、氧化铝质纳米陶瓷纤维绝热板中的一种。