一种光热发电用固体介质储罐及其施工方法与流程

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

背景技术：

2.太阳能光热发电系统中由于太阳辐射能的不稳定性造成光场集热不稳定，并且在晚上、阴雨等天气状况下无法收集太阳辐射能，为保证在没有太阳辐射的情况下得到持续的供电，太阳能光热发电系统需配备储罐。储罐一般采用固体介质等作为光热发电的传热和储热工质，可显著提高光热发电系统的热效率、系统的可靠性和经济性，帮助光热发电站实现持续稳定运行。根据电站规模及储热时间的不同的需求，固体介质可达几万吨到几十万吨，高温固体介质的使用温度可达到700℃以上；因此，对于大规模高温储热工质的存储需要设计特定的存储装置。
3.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。
4.基于上述情况，本发明提出了一种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。

技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明提供了一种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。
6.为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：
7.一方面，本发明提供一种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，其特征在于：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。
8.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。
9.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。
10.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。
11.优选的，所述罐身工作层和罐底工作层的厚度均为150-300mm，并均采用致密粘土砖、高铝砖、硅砖中的一种；所述罐身工作层中砖与砖之间采用子母扣结构相互锁紧。
12.优选的，所述罐身钢壳外壁上沿高低方向间隔环向固定有多个法兰。
13.优选的，所述罐身内保温层和罐底内保温层的厚度均为200-300mm，并均采用轻质粘土砖、轻质莫来石砖、轻质镁硅砖、轻质高铝砖中的一种。
14.优选的，所述罐底工作层上表面设置有倾斜角度为30-35
°
的锥形斜坡，所述出口与斜坡下端衔接，紧靠出口处的罐底工作层厚度为150-200mm。
15.优选的，所述入口和出口上均设置有耐磨氧化铝陶瓷环。
16.另一方面，本发明提供一种光热发电用固体介质储罐的施工方法，预制好如前所述的罐顶钢壳、罐身钢壳和罐底钢壳，并运输至施工现场，所述施工方法包括如下步骤：
17.s1、在光热发电场砌筑混凝土基础；
18.s2、将罐底钢壳固定于混凝土基础之上，并将罐身钢壳焊接在罐底钢壳上；
19.s3、由下至上在罐身内壁施工罐身内绝热层；
20.s4、由下至上交替砌筑罐身内保温层和罐身工作层，直到砌筑完毕；
21.s5、先后砌筑罐底内保温层和罐底工作层，并在出口处安装好耐磨氧化铝陶瓷环；
22.s6、在罐顶钢壳内表面上包裹罐顶内绝热层并固定，将罐顶钢壳翻面吊运安装于罐身钢壳顶部并固定；
23.s7、在罐身钢壳外壁和罐顶钢壳外壁上分别包裹罐身外保温层和罐顶外保温层并固定，在罐顶的入口处安装好耐磨氧化铝陶瓷环；
24.s8、在入口和出口处安装相应管道后，即可使用。
25.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
26.1、本发明技术方案中，由于罐体内部采用耐火砖(轻质粘土砖、轻质莫来石砖、轻质镁硅砖、轻质高铝砖)作为工作层，可有效抵抗介质流动的磨损，耐火砖背后的保温层和绝热层对介质热量传递起到强有力的阻隔作用，致使钢壳内表面的温度一般低于350℃，因此，钢壳可以采用普通碳钢制作而成，与现行常用的储罐采用高温不锈钢相比，储罐的整体制作成本下降60-80％，这为光热发电的大力发展提供了有力保障。
27.2、本发明本技术方案中，由于工作层采用耐火砖砌筑而成，最高使用温度在强度1400℃以上，远远高于高温不锈钢的最高使用温度，可以为将来固体介质提高使用温度提供广阔的空间。
28.3、由于光热发电介质储罐的高度往往高于15米，在施工或使用过程中，局部耐火砖砌筑可能会出现垮塌现象。在本技术方案中，罐身工作层耐火砖设计为子母扣结构相互锁紧，显著增强了砖与砖之间的连接强度，可有效消除局部耐火砖垮塌的隐患。
附图说明
29.图1为本发明所述的光热发电用固体介质储罐的结构示意图。
30.图2为本发明所述的罐身工作层中砖与砖之间连接的子母扣结构示意图。
31.其中，11-罐顶外保温层；12-罐顶钢壳；13-罐顶内绝热层；14-入口；21-罐身外保温层；22-罐身钢壳；23-罐身内绝热层；24-罐身内保温层；25-罐身工作层；31-罐底钢壳；32-罐底内保温层；33-罐底工作层；34-出口；41-子母扣结构。
具体实施方式
32.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
33.下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
34.实施例1：
35.如图1和2所示，本实施例所提供的光热发电用固体介质储罐，其包括罐顶钢壳12、罐身钢壳22和罐底钢壳31，罐顶钢壳12内外两侧分别包覆有罐顶内绝热层13和罐顶外保温层11，罐顶钢壳12、罐顶内绝热层13和罐顶外保温层11上竖直贯穿有入口14；罐身钢壳22外壁上包覆有罐身外保温层21，罐身钢壳22内壁由外至内依次设置有罐身内绝热层23、罐身内保温层24和罐身工作层25，罐身内绝热层23、罐身内保温层24和罐身工作层25的上下两端分别与罐顶内绝热层13和罐底钢壳31相连；罐身工作层25内侧的罐底钢壳31内壁上由下至上依次设置有罐底内保温层32和罐底工作层33，罐底工作层33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31、罐底内保温层32和罐底工作层33上竖直贯穿有出口34，出口34与斜坡下端衔接。
36.在罐顶和罐底的中心分别设置入口14和出口34，用于介质流入和流出。为了增强入口14和出口34的耐磨性，两处采用耐磨氧化铝陶瓷环砌筑而成。耐磨氧化铝陶瓷环的al2o3含量≥95％，体积密度≥3.65g/cm3，常温耐压强度≥1500mpa，洛氏硬度≥80hra。
37.罐顶呈水平圆形，分为罐顶外保温层、罐顶钢壳、罐顶内绝热层的三层结构。罐顶钢壳采用普通碳钢，厚度为30mm，中心开孔用于连接介质流入的管道，其直径与管道外径相匹配；罐顶外保温层厚度为200mm，采用硅酸铝纤维毯；罐顶内绝热层厚度为100mm，采用纳米绝热板。
38.罐身呈圆柱形，分为罐身外保温层、罐身钢壳、罐身内绝热层、罐身内保温层、罐身工作层的五层结构。罐身钢壳采用普通碳钢，厚度为20mm，外部焊接有宽度100mm的同材质法兰，用于加固，防止变形。罐身外保温层厚度为400mm，采用硅酸铝纤维毯；罐身内绝热层厚度为100mm，采用纳米绝热板；罐身内保温层厚度为200mm，采用轻质粘土砖砌筑而成；罐身工作层厚度为300mm，采用致密粘土砖砌筑而成，每环上的砖与砖之间采用子母扣结构41相互锁紧，子母扣结构41由设置于砖一侧的半圆形凹槽和设置于砖另一侧的半圆形凸起组成，半圆形凹槽和半圆形凸起相匹配。
39.罐底呈水平圆形，分为罐底钢壳、罐底内保温层、罐底工作层的三层结构。罐顶钢壳面积小于罐底钢壳面积，且罐身外保温层坐落于罐底钢壳的上表面。罐底钢壳采用普通碳钢，厚度为40mm，中心开孔用于连接介质流出的管道，其直径与管道外径相匹配；罐底内
保温层厚度为300mm，采用轻质粘土砖砌筑而成；罐底工作层呈斜坡状，倾斜角度为35
°
，紧靠出口处的厚度为200mm，采用致密粘土砖砌筑而成。
40.其中，硅酸铝纤维毯的导热系数(350℃)≤0.09w/m
·
k，最高使用温度≥1000℃，体积密度≤0.1g/cm3；纳米绝热板的导热系数(600℃)≤0.1w/m
·
k，最高使用温度≥1200℃，体积密度0.08-0.12g/cm3，常温耐压强度≥2mpa，收缩比(600℃
×
24h)≤1％；所述的轻质粘土砖的体积密度≤0.1g/cm3，导热系数(350℃)≤0.4w/m
·
k，常温耐压强度≥4mpa，加热永久线变化率(1400℃
×
12h)≤
±
2％；所述的致密粘土砖的al2o3含量≥40％，fe2o3含量≤1.7％，显气孔率≤17％，常温耐压强度≥55mpa，0.2mpa荷重软化温度≥1420℃。
41.基于上述结构，本实施例提供的光热发电用固体介质储罐的施工方法，将预制好的罐顶钢壳、罐身钢壳和罐底钢壳运输至施工现场，如下：
42.s1、在光热发电场砌筑混凝土基础；
43.s2、将罐底钢壳固定于混凝土基础之上，并将罐身钢壳焊接在罐底钢壳上；
44.s3、由下至上在罐身内壁施工罐身内绝热层所用的纳米绝热板；
45.s4、由下至上砌筑罐身内保温层所用的轻质粘土砖和罐身工作层所用的致密粘土砖，采用先砌筑1m轻质粘土砖，后砌筑1m致密粘土砖，如此交替进行砌筑，直到砌筑完毕，拆除内部脚手架；
46.s5、砌筑罐底内保温层所用的轻质粘土砖和罐底工作层所用的致密粘土砖，并在出口处安装好耐磨氧化铝陶瓷环；
47.s6、在罐顶钢壳内表面上包裹罐顶内绝热层所用的纳米绝热板，并采用耐高温不锈钢条固定，将罐顶钢壳翻面吊运安装于罐身钢壳顶部，并采用预先设计好的螺栓固定；
48.s7、在罐身钢壳外壁和罐顶钢壳外壁上分别包裹罐身外保温层和罐顶外保温层所用的硅酸铝纤维毯，并采用铜丝和铝板进行固定，在罐顶的入口处安装好耐磨氧化铝陶瓷环；
49.s8、在入口和出口处安装相应管道后，即可使用。
50.其中，罐身钢壳的预制过程为：根据设计尺寸将罐身钢壳所用钢板进行弯曲，并将其焊接起来形成圆柱形钢壳，每隔3m焊接一环外法兰，以确保钢壳的圆度，并防止使用过程中发生变形。
51.实施例2：
52.如图1和2所示，本实施例所提供的光热发电用固体介质储罐，其包括罐顶钢壳12、罐身钢壳22和罐底钢壳31，罐顶钢壳12内外两侧分别包覆有罐顶内绝热层13和罐顶外保温层11，罐顶钢壳12、罐顶内绝热层13和罐顶外保温层11上竖直贯穿有入口14；罐身钢壳22外壁上包覆有罐身外保温层21，罐身钢壳22内壁由外至内依次设置有罐身内绝热层23、罐身内保温层24和罐身工作层25，罐身内绝热层23、罐身内保温层24和罐身工作层25的上下两端分别与罐顶内绝热层13和罐底钢壳31相连；罐身工作层25内侧的罐底钢壳31内壁上由下至上依次设置有罐底内保温层32和罐底工作层33，罐底工作层33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31、罐底内保温层32和罐底工作层33上竖直贯穿有出口34，出口34与斜坡下端衔接。
53.在罐顶和罐底的中心分别设置入口14和出口34，用于介质流入和流出。为了增强入口14和出口34的耐磨性，两处采用耐磨氧化铝陶瓷环砌筑而成。耐磨氧化铝陶瓷环的
al2o3含量≥95％，体积密度≥3.65g/cm3，常温耐压强度≥1500mpa，洛氏硬度≥80hra。
54.罐顶呈水平圆形，分为罐顶外保温层、罐顶钢壳、罐顶内绝热层的三层结构。罐顶钢壳采用普通碳钢，厚度为25mm，中心开孔用于连接介质流入的管道，其直径与管道外径相匹配；罐顶外保温层厚度为300mm，采用岩棉；罐顶内绝热层厚度为200mm，采用反辐射绝热板。
55.罐身呈圆柱形，分为罐身外保温层、罐身钢壳、罐身内绝热层、罐身内保温层、罐身工作层的五层结构。罐身钢壳采用普通碳钢，厚度为25mm，外部焊接有宽度150mm的同材质法兰，用于加固，防止变形。罐身外保温层厚度为300mm，采用岩棉；罐身内绝热层厚度为200mm，采用反辐射绝热板；罐身内保温层厚度为300mm，采用轻质莫来石砖砌筑而成；罐身工作层厚度为150mm，采用高铝砖砌筑而成，每环上的砖与砖之间采用子母扣结构41相互锁紧，子母扣结构41由设置于砖一侧的半圆形凹槽和设置于砖另一侧的半圆形凸起组成，半圆形凹槽和半圆形凸起相匹配。
56.罐底呈水平圆形，分为罐底钢壳、罐底内保温层、罐底工作层的三层结构。罐顶钢壳面积小于罐底钢壳面积，且罐身外保温层坐落于罐底钢壳的上表面。罐底钢壳采用普通碳钢，厚度为35mm，中心开孔用于连接介质流出的管道，其直径与管道外径相匹配；罐底内保温层厚度为200mm，采用轻质莫来石砖砌筑而成；罐底工作层呈斜坡状，倾斜角度为30
°
，紧靠出口处的厚度为150mm，采用高铝砖砌筑而成。
57.其中，岩棉的导热系数(350℃)≤0.08w/m
·
k，最高使用温度≥600℃，体积密度≤0.15g/cm3；反辐射绝热板的导热系数(600℃)≤0.05w/m
·
k，最高使用温度≥1200℃，体积密度0.04-0.1g/cm3，常温耐压强度≥2mpa，收缩比(600℃
×
24h)≤1％；轻质莫来石砖的al2o3含量≥70％，体积密度≤1.1g/cm3，导热系数(350℃)≤0.4w/m
·
k，常温耐压强度≥4mpa，加热永久线变化率(1400℃
×
12h)≤
±
1％；所述的高铝砖的al2o3含量≥65％，显气孔率≤24％，常温耐压强度≥50mpa，0.2mpa荷重软化温度≥1500℃。
58.基于上述结构，本实施例提供的光热发电用固体介质储罐的施工方法，将预制好的罐顶钢壳、罐身钢壳和罐底钢壳运输至施工现场，如下：
59.s1、在光热发电场砌筑混凝土基础；
60.s2、将罐底钢壳固定于混凝土基础之上，并将罐身钢壳焊接在罐底钢壳上；
61.s3、由下至上在罐身内壁施工罐身内绝热层所用的反辐射绝热板；
62.s4、由下至上砌筑罐身内保温层所用的轻质莫来石砖和罐身工作层所用的高铝砖，采用先砌筑1m轻质粘土砖，后砌筑1m致密粘土砖，如此交替进行砌筑，直到砌筑完毕，拆除内部脚手架；
63.s5、砌筑罐底内保温层所用的轻质莫来石砖和罐底工作层所用的高铝砖，并在出口处安装好耐磨氧化铝陶瓷环；
64.s6、在罐顶钢壳内表面上包裹罐顶内绝热层所用的反辐射绝热板，并采用耐高温不锈钢条固定，将罐顶钢壳翻面吊运安装于罐身钢壳顶部，并采用预先设计好的螺栓固定；
65.s7、在罐身钢壳外壁和罐顶钢壳外壁上分别包裹罐身外保温层和罐顶外保温层所用的岩棉，并采用铜丝和铝板进行固定，在罐顶的入口处安装好耐磨氧化铝陶瓷环；
66.s8、在入口和出口处安装相应管道后，即可使用。
67.其中，罐身钢壳的预制过程为：根据设计尺寸将罐身钢壳所用钢板进行弯曲，并将
其焊接起来形成圆柱形钢壳，每隔3m焊接一环外法兰，以确保钢壳的圆度，并防止使用过程中发生变形。
68.实施例3：
69.如图1和2所示，本实施例所提供的光热发电用固体介质储罐，其包括罐顶钢壳12、罐身钢壳22和罐底钢壳31，罐顶钢壳12内外两侧分别包覆有罐顶内绝热层13和罐顶外保温层11，罐顶钢壳12、罐顶内绝热层13和罐顶外保温层11上竖直贯穿有入口14；罐身钢壳22外壁上包覆有罐身外保温层21，罐身钢壳22内壁由外至内依次设置有罐身内绝热层23、罐身内保温层24和罐身工作层25，罐身内绝热层23、罐身内保温层24和罐身工作层25的上下两端分别与罐顶内绝热层13和罐底钢壳31相连；罐身工作层25内侧的罐底钢壳31内壁上由下至上依次设置有罐底内保温层32和罐底工作层33，罐底工作层33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31、罐底内保温层32和罐底工作层33上竖直贯穿有出口34，出口34与斜坡下端衔接。
70.在罐顶和罐底的中心分别设置入口14和出口34，用于介质流入和流出。为了增强入口14和出口34的耐磨性，两处采用耐磨氧化铝陶瓷环砌筑而成。耐磨氧化铝陶瓷环的al2o3含量≥95％，体积密度≥3.65g/cm3，常温耐压强度≥1500mpa，洛氏硬度≥80hra。
71.罐顶呈水平圆形，分为罐顶外保温层、罐顶钢壳、罐顶内绝热层的三层结构。罐顶钢壳采用普通碳钢，厚度为20mm，中心开孔用于连接介质流入的管道，其直径与管道外径相匹配；罐顶外保温层厚度为400mm，采用高温玻璃棉；罐顶内绝热层厚度为250mm，采用氧化铝质纳米陶瓷纤维绝热板。
72.罐身呈圆柱形，分为罐身外保温层、罐身钢壳、罐身内绝热层、罐身内保温层、罐身工作层的五层结构。罐身钢壳采用普通碳钢，厚度为30mm，外部焊接有宽度150mm的同材质法兰，用于加固，防止变形。罐身外保温层厚度为200mm，采用高温玻璃棉；罐身内绝热层厚度为250mm，采用氧化铝质纳米陶瓷纤维绝热板；罐身内保温层厚度为300mm，采用轻质镁硅砖砌筑而成；罐身工作层厚度为300mm，采用硅砖砌筑而成，每环上的砖与砖之间采用子母扣结构41相互锁紧，子母扣结构41由设置于砖一侧的半圆形凹槽和设置于砖另一侧的半圆形凸起组成，半圆形凹槽和半圆形凸起相匹配。
73.罐底呈水平圆形，分为罐底钢壳、罐底内保温层、罐底工作层的三层结构。罐顶钢壳面积小于罐底钢壳面积，且罐身外保温层坐落于罐底钢壳的上表面。罐底钢壳采用普通碳钢，厚度为30mm，中心开孔用于连接介质流出的管道，其直径与管道外径相匹配；罐底内保温层厚度300mm，采用轻质镁硅砖砌筑而成；罐底工作层呈斜坡状，倾斜角度为35
°
，紧靠出口处的厚度为200mm，采用硅砖砌筑而成。
74.其中，高温玻璃棉的导热系数(350℃)≤0.08w/m
·
k，最高使用温度≥500℃，体积密度≤0.1g/cm3；氧化铝质纳米陶瓷纤维绝热板的导热系数(600℃)≤0.08w/m
·
k，最高使用温度≥1200℃，体积密度0.05-0.12g/cm3，常温耐压强度≥3mpa，收缩比(600℃
×
24h)≤1％；所述的轻质镁硅砖的sio2+mgo含量≥80％，体积密度≤1.15g/cm3，导热系数(350℃)≤0.3w/m
·
k，常温耐压强度≥4mpa，加热永久线变化率(1400℃
×
12h)≤
±
1％；所述的硅砖的sio2含量≥94％，显气孔率≤24％，常温耐压强度≥40mpa，0.2mpa荷重软化温度≥1650℃。
75.基于上述结构，本实施例提供的光热发电用固体介质储罐的施工方法，将预制好
的罐顶钢壳、罐身钢壳和罐底钢壳运输至施工现场，如下：
76.s1、在光热发电场砌筑混凝土基础；
77.s2、将罐底钢壳固定于混凝土基础之上，并将罐身钢壳焊接在罐底钢壳上；
78.s3、由下至上在罐身内壁施工罐身内绝热层所用的氧化铝质纳米陶瓷纤维绝热板；
79.s4、由下至上砌筑罐身内保温层所用的轻质镁硅砖和罐身工作层所用的硅砖，采用先砌筑1m轻质粘土砖，后砌筑1m致密粘土砖，如此交替进行砌筑，直到砌筑完毕，拆除内部脚手架；
80.s5、砌筑罐底内保温层所用的轻质镁硅砖和罐底工作层所用的硅砖，并在出口处安装好耐磨氧化铝陶瓷环；
81.s6、在罐顶钢壳内表面上包裹罐顶内绝热层所用的氧化铝质纳米陶瓷纤维绝热板，并采用耐高温不锈钢条固定，将罐顶钢壳翻面吊运安装于罐身钢壳顶部，并采用预先设计好的螺栓固定；
82.s7、在罐身钢壳外壁和罐顶钢壳外壁上分别包裹罐身外保温层和罐顶外保温层所用的高温玻璃棉，并采用铜丝和铝板进行固定，在罐顶的入口处安装好耐磨氧化铝陶瓷环；
83.s8、在入口和出口处安装相应管道后，即可使用。
84.其中，罐身钢壳的预制过程为：根据设计尺寸将罐身钢壳所用钢板进行弯曲，并将其焊接起来形成圆柱形钢壳，每隔3m焊接一环外法兰，以确保钢壳的圆度，并防止使用过程中发生变形。
85.下表为本发明实施例1-3和对比例(传统储罐)的性能数据
[0086][0087]
由上表可知，本发明各实施例储罐的最高使用温度均超过了1400℃，远高于传统储罐的最高使用温度800-900℃，同时本发明各实施例储罐的磨损指数在2.0cm3左右，远低于传统储罐的磨损指数13cm3，这是由于本发明采用耐火砖作为工作层，使得储罐最高使用温度远远高于高温不锈钢的最高使用温度，同时可有效抵抗介质流动的磨损，也延长了储罐的使用寿命≥30年。
[0088]
本发明各实施例储罐的钢壳内表面温度均低于350℃，这是由于耐火砖背后的保温层和绝热层对介质热量传递起到强有力的阻隔作用，正是由于本发明可以实现钢壳内表面温度均低于350℃，因此可以钢壳可以采用普通碳钢制作而成，制作成本大大降低≤3000
万元/套。
[0089]
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种光热发电用固体介质储罐，所述储罐包括罐顶钢壳(12)、罐身钢壳(22)和罐底钢壳(31)，其特征在于：所述罐顶钢壳(12)内外两侧分别包覆有罐顶内绝热层(13)和罐顶外保温层(11)，所述罐顶钢壳(12)、罐顶内绝热层(13)和罐顶外保温层(11)上竖直贯穿有入口(14)；所述罐身钢壳(22)外壁上包覆有罐身外保温层(21)，所述罐身钢壳(22)内壁由外至内依次设置有罐身内绝热层(23)、罐身内保温层(24)和罐身工作层(25)，所述罐身工作层(25)内侧的罐底钢壳(31)内壁上由下至上依次设置有罐底内保温层(32)和罐底工作层(33)，所述罐底内保温层(32)和罐底工作层(33)和罐底钢壳(31)上竖直贯穿有出口(34)。2.根据权利要求1所述的光热发电用固体介质储罐，其特征在于：所述罐顶钢壳(12)、罐身钢壳(22)和罐底钢壳(31)均采用普通碳钢；所述罐顶钢壳(12)面积小于所述罐底钢壳(31)面积，且所述罐身外保温层(21)坐落于所述罐底钢壳(31)的上表面。3.根据权利要求1所述的光热发电用固体介质储罐，其特征在于：所述罐顶外保温层(11)和罐身外保温层(21)均采用硅酸铝纤维毯、岩棉、高温玻璃棉中的一种。4.根据权利要求1所述的光热发电用固体介质储罐，其特征在于：所述罐顶内绝热层(13)和罐身内绝热层(23)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。5.根据权利要求1所述的光热发电用固体介质储罐，其特征在于：所述罐身工作层(25)和罐底工作层(33)均采用致密粘土砖、高铝砖、硅砖中的一种，所述罐身工作层(25)中砖与砖之间采用子母扣结构(41)相互锁紧。6.根据权利要求1所述的光热发电用固体介质储罐，其特征在于：所述罐身钢壳(22)外壁上沿高低方向间隔环向固定有多个法兰。7.根据权利要求1所述的光热发电用固体介质储罐，其特征在于：所述罐身内保温层(24)和罐底内保温层(32)均采用轻质粘土砖、轻质莫来石砖、轻质镁硅砖、轻质高铝砖中的一种。8.根据权利要求1所述的光热发电用固体介质储罐，其特征在于：所述罐底工作层(33)上表面设置有倾斜角度为30-35
°
的锥形斜坡，所述出口(34)与斜坡下端衔接。9.根据权利要求1所述的光热发电用固体介质储罐，其特征在于：所述入口(14)和出口(34)上均设置有耐磨氧化铝陶瓷环。10.一种光热发电用固体介质储罐的施工方法，其特征在于，预制好如权利要求1-9任一项所述的罐顶钢壳(12)、罐身钢壳(22)和罐底钢壳(31)，并运输至施工现场，所述施工方法包括如下步骤：s1、在光热发电场砌筑混凝土基础；s2、将罐底钢壳(31)固定于混凝土基础之上，并将罐身钢壳(22)焊接在罐底钢壳(31)上；s3、由下至上在罐身内壁施工罐身内绝热层(23)；s4、由下至上交替砌筑罐身内保温层(24)和罐身工作层(25)，直到砌筑完毕；s5、先后砌筑罐底内保温层(32)和罐底工作层(33)，并在出口(34)处安装好耐磨氧化铝陶瓷环；s6、在罐顶钢壳(12)内表面上包裹罐顶内绝热层(13)并固定，将罐顶钢壳(12)翻面吊
运安装于罐身钢壳(22)顶部并固定；s7、在罐身钢壳(22)外壁和罐顶钢壳(12)外壁上分别包裹罐身外保温层(21)和罐顶外保温层(11)并固定，在罐顶的入口(14)处安装好耐磨氧化铝陶瓷环；s8、在入口(14)和出口(34)处安装相应管道后，即可使用。

技术总结

本发明公开了一种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，其特征在于：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，罐底内保温层和罐底工作层和罐底钢壳上竖直贯穿有出口。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。不耐磨损等问题。不耐磨损等问题。