一种熔盐储罐的基础结构的制作方法

    技术2026-08-06  11


    本发明属于熔盐储能、太阳能热发电领域,具体的说,涉及一种熔盐储罐的基础结构。


    背景技术:

    1、熔盐储热技术具有储热温度高、储热容量大、长时间储能以及稳定的物理化学性质等优点,现已成为长时高温储能领域最主要的技术,商业应用愈发广泛。

    2、熔盐储热系统中熔盐使用量大,单个熔盐储罐直径可达45米,储盐量高达15000吨,其设计温度超过580℃,常规的基础结构不能满足承重熔盐储罐重力载荷的同时满足保温隔热的要求。

    3、目前的解决方案是采用填充陶粒等颗粒的形式制作储罐基础结构,这些颗粒具有较好的保温绝热性能,起到了减少热量损失,防止混凝土层超温的功能。但在实际使用过程中,现有熔盐储罐基础结构在稳定性、安全性、承载均匀性以及泄露检测处理方面存在技术缺陷和不足,直接影响了高温熔盐储罐的安全稳定运行。由于储罐直径巨大,以颗粒为主体的“软质”基础结构复杂层次多,在施工过程中难以压实,无法保证每层各个区域承载力一致,铺设难度大,并且各层之间的材料性能差异大,传统储罐基础往往承载力不均匀,非均质载荷分布导致基础承载能力呈现非线性分布,增加了应力集中和局部变形的风险容易,甚至导致局部不均匀沉降,甚至出现局部塌陷等安全隐患。

    4、散粒体材料由于其为非连续介质,难以在模拟中准确仿真其性能参数,并做出符合实际的分析,从而使得设计值往往偏离实际状态,进而影响储罐和基础的整体安全。传统结构在实际使用过程中基础平整度差,难以保证在各种工况下罐底板平滑移动,限制了温差交变载荷作用下储罐底板的自由伸缩,造成了罐底板和罐壁应力集中无法释放,进而导致罐底罐体裂纹及泄漏事故。此外,现有技术难以有效监测和准确定位储罐底板及壁板的泄漏,潜在的熔盐渗漏可能引发渗透-应力耦合效应,加速基础结构劣化和失效。传统的结构形式一旦局部泄露至陶粒颗粒中则加速了整个基础失效,一旦发生熔盐泄露,很难对基础进行维修处理或改造。

    5、鉴于此,特提出本发明。


    技术实现思路

    1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种熔盐储罐的基础结构,解决储罐承重结构在同时满足承载和保温隔热要求时面临的基础平整度差、承载力不均、无法保证罐底板平滑移动以及难以实现在线泄露监测的问题,从而实现熔盐罐的长周期安全稳定运行。

    2、为实现上述目的,本发明的技术方案是:

    3、一种熔盐储罐的基础结构,包括:由上向下依次设置的保护层、硬质隔热层、砂垫层、混凝土层、岩石微粒层、碎石层。

    4、优选的,所述保护层由粒径为0.5-2.5mm的耐火砂制成,保护层的厚度为30-40mm。

    5、优选的,所述硬质隔热层包括一层或多层硅质承重隔热板,所述硅质承重隔热板的密度小于等于300kg/m3,硬质隔热层的厚度为400-800mm。

    6、优选的,所述砂垫层的厚度为10-30mm。

    7、优选的,所述混凝土层的厚度为50-80mm。

    8、优选的,所述岩石微粒层的厚度为700-1000mm。

    9、优选的,所述碎石层所采用的碎石颗粒直径为10-60mm,碎石层的厚度为1500-1800mm。

    10、优选的,熔盐储罐的基础结构还包括散热系统,所述散热系统包括设置在外部的通风设备以及设置在岩石微粒层中的通风管道,在所述碎石层中设有温度传感器,当温度传感器检测到碎石层的温度高于预设温度时,启动散热系统对所述熔盐储罐的基础结构进行通风散热。

    11、优选的,在所述硬质隔热层中设有测温光纤,用于在线测量熔盐泄露情况和硬质隔热层温度内温度变化情况。

    12、优选的,熔盐储罐的基础结构还包括护圈环墙,围设在所述硬质隔热层外侧,其厚度为400-600mm,高度大于硬质隔热层的厚度,所述护圈环墙距离熔盐储罐侧壁的水平距离为700-900mm。

    13、采用上述技术方案后,本发明所提供的熔盐储罐的基础结构与现有技术相比具有以下有益效果:

    14、1.本发明提供的熔盐储罐的基础结构采用硬质保温隔热材质为主体的基础结构,避免了颗粒材料难以压实的缺陷,保证了压实度的一致性,从而确保基础承载力在每层均匀分布。本发明提供的熔盐储罐的基础结构与使用颗粒状材料为主的基础结构不同,对熔盐储罐和储罐基础的分析设计过程中可以避免引入复杂的非连续介质力学问题,从而显著提高了数值模拟和力学分析的准确度。

    15、2.本发明提供的熔盐储罐的基础结构,所采用的硬质隔热板具有低热导率、高机械强度和良好加工性能的复合材料,替代传统散粒体保温材料,基础厚度显著减少的同时提高了隔热效果和结构稳定性,避免了储罐基础的不均匀沉降。

    16、3.本发明提供的熔盐储罐的基础结构,设置散热系统以应对极端工况下的热量积累和散失,提高熔盐储热效率的同时,确保基础混凝土温度和四周土壤温度可控。

    17、4.本发明提供的熔盐储罐的基础结构,所采用的硬质隔热板平铺后形成沟槽实现了测温光纤在基础结构中的可靠安装和运行,形成了光纤传感网络从而利于建立有效的温度、应力多物理场实时监测系统以进行熔盐罐基础的状态评估和预警。



    技术特征:

    1.一种熔盐储罐的基础结构,其特征在于,包括:由上向下依次设置的保护层、硬质隔热层、砂垫层、混凝土层、岩石微粒层、碎石层。

    2.如权利要求1所述的熔盐储罐的基础结构,其特征在于:所述保护层由粒径为0.5-2.5mm的耐火砂制成,保护层的厚度为30-40mm。

    3.如权利要求1所述的熔盐储罐的基础结构,其特征在于:所述硬质隔热层包括一层或多层硅质承重隔热板,所述硅质承重隔热板的密度小于等于300kg/m3,硬质隔热层的厚度为400-800mm。

    4.如权利要求1所述的熔盐储罐的基础结构,其特征在于:所述砂垫层的厚度为10-30mm。

    5.如权利要求1所述的熔盐储罐的基础结构,其特征在于:所述混凝土层的厚度为50-80mm。

    6.如权利要求1所述的熔盐储罐的基础结构,其特征在于:所述岩石微粒层的厚度为700-1000mm。

    7.如权利要求1所述的熔盐储罐的基础结构,其特征在于:所述碎石层所采用的碎石颗粒直径为10-60mm,碎石层的厚度为1500-1800mm。

    8.如权利要求1所述的熔盐储罐的基础结构,其特征在于:还包括散热系统,所述散热系统包括设置在外部的通风设备以及设置在岩石微粒层中的通风管道,在所述碎石层中设有温度传感器,当温度传感器检测到碎石层的温度高于预设温度时,启动散热系统对所述熔盐储罐的基础结构进行通风散热。

    9.如权利要求1所述的熔盐储罐的基础结构,其特征在于:在所述硬质隔热层中设有测温光纤,用于在线测量熔盐泄露情况和硬质隔热层温度内温度变化情况。

    10.如权利要求1-9任意一项所述的熔盐储罐的基础结构,其特征在于:还包括护圈环墙,围设在所述硬质隔热层外侧,其厚度为400-600mm,高度大于硬质隔热层的厚度,所述护圈环墙距离熔盐储罐侧壁的水平距离为700-900mm。


    技术总结
    本发明公开了一种熔盐储罐的基础结构,包括:由上向下依次设置的保护层、硬质隔热层、砂垫层、混凝土层、岩石微粒层、碎石层。本发明提供的熔盐储罐的基础结构采用硬质保温隔热材质为主体的基础结构,避免了颗粒材料难以压实的缺陷,保证了压实度的一致性,从而确保基础承载力在每层均匀分布。本发明提供的熔盐储罐的基础结构与使用颗粒状材料为主的基础结构不同,对熔盐储罐和储罐基础的分析设计过程中可以避免引入复杂的非连续介质力学问题,从而显著提高了数值模拟和力学分析的准确度。

    技术研发人员:张俊,范建锋,董晓琦,郑涛,魏源,刘中博,张建亮
    受保护的技术使用者:青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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