本技術(shù)涉及熔鹽儲能系統(tǒng)，特別是一種高溫熔鹽用球形儲罐。

背景技術(shù)：

1、隨著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，越來越多的可再生能源正在擴大其應(yīng)用。光熱發(fā)電是太陽能發(fā)電的一種高效利用型式，由于其傳熱介質(zhì)熔鹽工作溫度高，能源品質(zhì)優(yōu)，因而具有更高的發(fā)電效率。太陽能光熱電站所用的熔鹽(solar?salt)一般由60％的硝酸鈉和40％的硝酸鉀混合而成，熔點一般在220℃。具有粘度低、流動阻力小，比熱容高、蓄熱能力強，生產(chǎn)成本較低等優(yōu)點，塔式光熱電站工作溫度一般在290℃～565℃。

2、但太陽能資源屬于一種不穩(wěn)定的能源，除了夜間無法獲得，白天也受云層等天氣的影響，波動比較大。為有效解決這一問題，光熱電站一般會配備足夠容量的熔鹽儲熱系統(tǒng)。其中高溫熔鹽儲罐就是該儲熱系統(tǒng)中核心設(shè)備，技術(shù)難點較多，體積和占地較大，占據(jù)的投資比例也最高。

3、熔鹽儲熱目前主要用于太陽能熱發(fā)電的儲能系統(tǒng)中，顯示出大規(guī)模儲熱技術(shù)的可靠性和較好的經(jīng)濟性。另外，熔鹽儲熱也可用于工業(yè)供汽機組熱電解耦方案，在火電機組正常運行時抽取主蒸汽或高溫再熱蒸汽儲熱，在供汽高負荷時從熔鹽放熱，實現(xiàn)熱電解耦。還有一種火電機組的儲熱調(diào)峰裝置，抽取鍋爐主蒸汽進行熔鹽儲熱，釋熱時用來產(chǎn)生蒸汽供小汽輪機發(fā)電，實現(xiàn)火電機組靈活調(diào)峰。

4、然而，高溫熔鹽儲罐的泄漏問題十分突出，大多是因為儲罐內(nèi)部局部熱應(yīng)力集中以及地基沉降不均導(dǎo)致熔鹽泄漏等。

5、現(xiàn)有熔鹽儲罐的外形大多為立式圓柱形；儲罐采用平底罐底、非承壓拱頂式罐頂；罐體落地在一個地面基礎(chǔ)上，如圖1所示?；A(chǔ)做隔熱處理；罐壁采用耐腐蝕、與工作溫度相適應(yīng)的金屬材料。該傳統(tǒng)的熔鹽儲罐存在罐體基礎(chǔ)沉降不均勻、罐體金屬底板直接接觸非金屬的罐底基礎(chǔ)，存在不同的膨脹特性等問題。

6、因此，亟需提供一種新的高溫熔鹽用儲罐，以減少高溫熔鹽的泄漏，提高熔鹽儲存的安全性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高溫熔鹽用球形儲罐，實現(xiàn)罐體與基礎(chǔ)的物理隔離，又可發(fā)揮球罐承壓能力強、熱應(yīng)力分布均勻、經(jīng)濟性好，適應(yīng)更高溫度參數(shù)的技術(shù)優(yōu)勢，達到球形罐體與基礎(chǔ)安全無接觸，減少罐體基礎(chǔ)沉降不均與罐體的互相影響、降低因罐體泄漏引起的安全事故和罐體泄漏導(dǎo)致機組停止運行的重大經(jīng)濟損失的風險。

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

3、高溫熔鹽用球形儲罐，包括基礎(chǔ)；所述基礎(chǔ)為圓環(huán)形，基礎(chǔ)上固定設(shè)置有支柱；所述支柱均勻分布于基礎(chǔ)上；所述支柱的一端與基礎(chǔ)固定連接，另一端與球形罐體固定連接，將所述球形罐體固定設(shè)置在基礎(chǔ)上方，并將基礎(chǔ)與球形罐體分離開來；所述球形罐體內(nèi)存儲有高溫熔鹽。

4、優(yōu)選地，所述基礎(chǔ)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

5、優(yōu)選地，所述球形罐體包括球殼，所述球殼由鋼板組成，采用桔瓣式結(jié)構(gòu)或混合式拼接型式結(jié)構(gòu)，全罐焊縫均勻分布。

6、優(yōu)選地，當所述高溫熔鹽的儲熱溫度≤400℃時，所述鋼板為碳鋼材質(zhì)；當所述高溫熔鹽的儲熱溫度>400℃時，所述鋼板為耐熱合金鋼。所述耐熱合金鋼優(yōu)選為奧氏體不銹鋼材質(zhì)。

7、優(yōu)選地，所述球形罐體頂部靠近上極部分開孔設(shè)置高溫熔鹽的進出口管道接口。

8、優(yōu)選地，所述球形罐體表面均勻覆蓋有保溫層。

9、優(yōu)選地，所述保溫層表面均勻覆蓋有外護層。

10、優(yōu)選地，所述基礎(chǔ)上均勻布置有一圈或內(nèi)外兩圈所述支柱。

11、優(yōu)選地，所述支柱為鋼結(jié)構(gòu)，由鋼管分段制作而成，包括上支柱和下支柱；所述上支柱的一側(cè)為凹進去的曲面，與球殼接觸面相切；所述上支柱外表面焊接有上支耳；所述上支柱的內(nèi)部設(shè)置有填充層，填充有絕熱材料；所述下支柱的上端與上支柱的下端焊接或螺栓固定、下端與底板焊接固定；所述底板通過地腳螺栓與基礎(chǔ)固定連接；所述下支柱靠近底板的位置焊接有下支耳。

12、優(yōu)選地，相鄰所述支柱之間用交叉拉桿相連；所述交叉拉桿采用鋼管，鋼管的一端與一個支柱的上支耳固定連接，另一端與相鄰支柱的下支耳固定連接。

13、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益效果為：

14、本實用新型的高溫熔鹽用球形儲罐，通過使用架空支撐的球形罐體，并將罐體與基礎(chǔ)進行物理隔離，適應(yīng)高溫熔鹽介質(zhì)，球罐壁內(nèi)應(yīng)力小且均勻，能更好的承受高溫介質(zhì)帶來的熱應(yīng)力，減少罐體泄漏引起的安全事故，具有承壓能力強、熱應(yīng)力分布均勻、容積利用率大、成本低、保溫效果好的優(yōu)點。

技術(shù)特征：

1.高溫熔鹽用球形儲罐，其特征在于：包括基礎(chǔ)(4)；所述基礎(chǔ)(4)為圓環(huán)形，基礎(chǔ)(4)上固定設(shè)置有支柱(2)；所述支柱(2)均勻分布于基礎(chǔ)(4)上；所述支柱(2)的一端與基礎(chǔ)(4)固定連接，另一端與球形罐體(1)固定連接，將所述球形罐體(1)固定設(shè)置在基礎(chǔ)(4)上方，并將基礎(chǔ)(4)與球形罐體(1)分離開來；所述球形罐體(1)內(nèi)存儲有高溫熔鹽。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫熔鹽用球形儲罐，其特征在于：所述基礎(chǔ)(4)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫熔鹽用球形儲罐，其特征在于：所述球形罐體(1)包括球殼(11)，所述球殼(11)由鋼板組成，采用桔瓣式結(jié)構(gòu)或混合式拼接型式結(jié)構(gòu)，全罐焊縫均勻分布。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫熔鹽用球形儲罐，其特征在于：當所述高溫熔鹽的儲熱溫度≤400℃時，所述鋼板為碳鋼材質(zhì)；當所述高溫熔鹽的儲熱溫度>400℃時，所述鋼板為耐熱合金鋼。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫熔鹽用球形儲罐，其特征在于：所述球形罐體(1)頂部靠近上極部分開孔設(shè)置高溫熔鹽的進出口管道接口(13)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫熔鹽用球形儲罐，其特征在于：所述球形罐體(1)表面均勻覆蓋有保溫層(12)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高溫熔鹽用球形儲罐，其特征在于：所述保溫層(12)表面均勻覆蓋有外護層(14)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫熔鹽用球形儲罐，其特征在于：所述基礎(chǔ)(4)上均勻布置有一圈或內(nèi)外兩圈所述支柱(2)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高溫熔鹽用球形儲罐，其特征在于：所述支柱(2)為鋼結(jié)構(gòu)，由鋼管分段制作而成，包括上支柱(21)和下支柱(22)；所述上支柱(21)的一側(cè)為凹進去的曲面，與球殼(11)接觸面相切；所述上支柱(21)外表面焊接有上支耳(212)；所述上支柱(21)的內(nèi)部設(shè)置有填充層(211)，填充有絕熱材料；所述下支柱(22)的上端與上支柱(21)的下端焊接或螺栓固定、下端與底板(223)焊接固定；所述底板(223)通過地腳螺栓(222)與基礎(chǔ)(4)固定連接；所述下支柱(22)靠近底板(223)的位置焊接有下支耳(221)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項所述的高溫熔鹽用球形儲罐，其特征在于：相鄰所述支柱(2)之間用交叉拉桿(3)相連；所述交叉拉桿(3)采用鋼管，鋼管的一端與一個支柱(2)的上支耳(212)固定連接，另一端與相鄰支柱(2)的下支耳(221)固定連接。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種高溫熔鹽用球形儲罐，包括基礎(chǔ)；所述基礎(chǔ)為圓環(huán)形，基礎(chǔ)上固定設(shè)置有支柱；所述支柱均勻分布于基礎(chǔ)上；所述支柱的一端與基礎(chǔ)固定連接，另一端與球形罐體固定連接，將所述球形罐體固定設(shè)置在基礎(chǔ)上方，并將基礎(chǔ)與球形罐體分離開來，罐體的高溫不能傳導(dǎo)給基礎(chǔ)；所述球形罐體表面均勻覆蓋有保溫層；所述球形罐體用于儲存高溫熔鹽。本技術(shù)的高溫熔鹽用球形儲罐，通過使用架空支撐的球形罐體，并將罐體與基礎(chǔ)進行物理隔離，適應(yīng)高溫熔鹽介質(zhì)，球罐壁內(nèi)應(yīng)力小且均勻，能更好的承受高溫介質(zhì)帶來的熱應(yīng)力，減少罐體泄漏引起的安全事故，具有承壓能力強、熱應(yīng)力分布均勻、容積利用率大、成本低、保溫效果好的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：王堅,王輝,黃軍軍,阮剛,秦淵
受保護的技術(shù)使用者：中國電力工程顧問集團中南電力設(shè)計院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240424
技術(shù)公布日：2024/12/26