【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能光热项目设备，具体涉及一种光热电站熔盐储罐的基础结构。
技术介绍
1、太阳能光热发电是一种太阳能聚光热发电技术，太阳辐射能通过镜面反射聚焦至吸热塔上部的吸热器，熔盐或导热油储热介质吸热升温，随后在换热装置中加热水形成高温高压蒸汽，驱动汽轮发电机运行，将热能转化为电能。光热发电项目主要包括聚光集热系统、储换热系统、蒸汽发生系统、热力系统四个模块。聚光集热和储换热技术是光热发电关键技术之一，而传热介质的工作性能直接影响系统的效率，光热电站常用传热介质包括有水蒸汽、空气、导热油以及熔盐等。熔盐是当前光热储能的首选传热储热介质，相比导热油等，熔融盐具有较高的使用温度、高热稳定性、高比热容等一系列优点。
2、在储换热系统中，冷热熔盐罐内储存着上万吨的高温熔盐，介质工况复杂，施工质量直接关系到电厂运行安全。熔盐储罐一旦发生泄露将导致电厂停运，并将造成巨大的损失和影响。熔盐储罐基础除了具备保温性能还需要兼顾抗压、承重等作用。现有的大多数光热电站的熔盐储罐基础复杂，且因储罐直径巨大，增加了罐底保温隔热材料的铺设难度，不同层的材料不同，因膨胀系数差异，在不同层之间会形成相互的移动，重量庞大的罐体及罐内熔盐的运动，会造成不同层间形成缝隙，从而导致保温效果及承载能力变弱，因此很难保证罐底温度的均匀性及隔热效果，尤其不能保证地基整体的刚度及沉降均匀性，进而影响储热罐的安全运行。
技术实现思路
1、为了降低电厂运行过程中由于熔盐储罐基础问题导致的熔盐泄露风险，本专利技术提供了
2、为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种光热电站熔盐储罐的基础结构，包括复合保温层和钢筋混凝土的挡土墙，所述熔盐储罐的罐底板下方设置有所述复合保温层，所述复合保温层包括向下依次设置的顶垫层、陶瓷纤维布和陶粒土层，所述复合保温层的顶部设置有环形梁，所述环形梁由依次设置于所述罐底板下方的环形钢板和耐热混凝土层组成，所述复合保温层周向设置有护圈墙，复合保温层的下方设置有内置通风管和测温套管的混凝土基础垫层，所述护圈墙的外围设置有一圈所述挡土墙，所述挡土墙与护圈墙之间填充有夯实的素土；所述顶垫层从上至下依次为细砂垫层和砂石垫层，所述陶粒土层内呈井字排列有多个竖直的陶粒混凝土隔墙。
4、砂石层导热系数较高，陶粒层导热系数低。砂石层是由砂和石子组成的，其具有较高的承载能力。石子在砂石层中相互嵌挤，形成了一个相对稳定的骨架结构。当罐体的重量作用在基础上时，砂石层能够有效地支撑罐体的荷载。砂石层的颗粒之间存在着许多孔隙，这些孔隙能够让水顺利通过。在地下水位较高或者雨水较多的地区，砂石层可以作为排水通道。当罐体基础周围有积水时，水会通过砂石层的孔隙迅速排走，从而避免地基土因含水量过高而导致强度降低。
5、在罐体基础中设置陶粒层，可以有效地减少热量的传递。陶粒层能够起到隔离外界温度的作用。陶粒内部有许多微小的气孔，这些气孔中充满了空气，而空气是一种很好的隔热介质。当热量试图通过陶粒层传递时，会被这些气孔中的空气阻隔，从而大大降低了热传导的效率。陶粒层的颗粒之间具有一定的弹性和活动空间。当罐体受到地震等水平力作用或者因液体晃动而产生振动时，陶粒层可以起到缓冲的作用。陶粒颗粒之间的相互碰撞和摩擦可以消耗一部分振动能量，从而减少罐体的振动幅度，提高罐体的抗震性能。
6、本专利技术在环形梁的上层采用环形钢板，是因为混凝土的表面较粗糙，钢板有利于增加基础与盐罐底板的接触面积，更利于热膨胀。由于熔盐罐基础原始地面标高较低，在基础结构外围设置挡土墙，并在挡土墙与护圈墙之间用素土压实，后期挡土墙外侧再进行回填，减小回填土对盐罐基础的影响。
7、挡土墙采用筏板基础的钢筋混凝土，能使挡土墙和基础形成一个连续的结构体系。这种整体性可以有效地抵抗不均匀沉降。例如，在软土地基上，建筑物可能会因为地基土的压缩性差异而产生不均匀沉降。筏板基础的挡土墙能够协调各部分的变形，避免因基础沉降差异导致墙体开裂。与独立基础或条形基础上的挡土墙相比，筏板基础的挡土墙在地震等水平荷载作用下，能够更好地保持结构的完整性。
8、由于本专利技术的熔盐储罐对承载能力要求极高，使用细砂-砂石垫层可以满足更高的承载需求。细砂-砂石垫层组合可以有效地将这些荷载分散到地基中，确保储罐基础的稳定性。
9、砂石垫层的抗剪强度较高，在受到水平力(如地震产生的水平惯性力或地基土的侧向压力)时，能够有效抵抗剪切变形。细砂垫层可以在一定程度上调整自身的形状，对砂石垫层起到辅助支撑的作用。当发生轻微的地基变形时，细砂垫层可以通过颗粒的重新排列来适应变形，同时维持与砂石垫层的协同工作状态。
10、砂石垫层为地基提供了主要的承载骨架，其石子颗粒相互支撑，能够承受较大的竖向荷载。而细砂垫层可以填充在砂石颗粒之间，使荷载分布更加均匀。当建筑物的荷载传递到垫层上时，砂石垫层中的石子抵抗大部分的压力，细砂则在石子之间起到缓冲和分散压力的作用，防止局部应力集中。
11、在软土地基上进行建设时，地基土可能会因为上部荷载而产生较大的沉降。细砂-砂石垫层组合可以通过自身的压缩和变形来缓冲地基沉降对建筑物基础的影响。细砂-砂石垫层能够在地基沉降过程中，保持基础的相对稳定，减少建筑物的不均匀沉降。
12、另一方面，细砂垫层的颗粒较细，能填充砂石垫层中石子间的微小空隙。细砂可以作为一种“二次过滤”材料，在砂石垫层快速排水的基础上，进一步过滤排出的水，拦截水中可能携带的细小颗粒，防止排水系统堵塞。
13、砂石垫层中石子形成的大孔隙可以快速引导水流，而细砂垫层则可以提高排水的均匀性。例如，在降雨量较大的地区，地下水水位可能会迅速上升。此时，砂石垫层首先将大量的水快速引向排水方向，细砂垫层则可以确保在不同位置的排水速度相对一致，避免局部积水过多，从而更好地保持地基的干燥状态。
14、陶瓷纤维布耐高温增设在陶粒土和砂石垫层之间起隔热的作用，能够有效地阻止热量的传递，减少了热量的散失或进入，从而起到很好的温度控制作用。在陶粒土层内呈井字排列陶粒混凝土隔墙，为了方便分区域进行压实，确保基础强度。
15、本专利技术所述挡土墙与护圈墙之间的距离为3500mm，足够的回填土容积有利于维持结构稳定性。所述护圈墙外侧周向设置有一圈散水坡，所述散水坡每隔20m设置一道伸缩缝，所述伸缩缝设置在散水坡与护圈墙的接触面，并采用耐高温密封材料填充。
16、散水坡设置伸缩缝的目的是防止可能出现的不均匀沉降，导致散水坡开裂。盐罐熔盐后热量传导至散水坡，防止散水坡伸缩缝密封材料受损，所以选择耐高温密封材料填充。
17、本专利技术所述耐热混凝土层和挡土墙均设置有多个径向的伸缩缝，所述耐热混凝土层的伸缩缝填充有耐高温的玻璃丝棉。耐热混凝土在受热后出现热胀冷缩现象，所以设置径向伸缩缝，填充玻璃丝绵可以使传热导热均匀。挡土墙处于盐罐导热末端，受热程度小，耐高温密封材料满足受热要本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光热电站熔盐储罐的基础结构，其特征在于，包括复合保温层和钢筋混凝土的挡土墙，所述熔盐储罐的罐底板下方设置有所述复合保温层，所述复合保温层包括向下依次设置的顶垫层、陶瓷纤维布和陶粒土层，所述复合保温层的顶部设置有环形梁，所述环形梁由依次设置于所述罐底板下方的环形钢板和耐热混凝土层组成，所述复合保温层周向设置有护圈墙，复合保温层的下方设置有内置通风管和测温套管的混凝土基础垫层，所述护圈墙的外围设置有一圈所述挡土墙，所述挡土墙与护圈墙之间填充有夯实的素土；所述顶垫层从上至下依次为细砂垫层和砂石垫层，所述陶粒土层内呈井字排列有多个竖直的陶粒混凝土隔墙。
2.根据权利要求1所述光热电站熔盐储罐的基础结构，其特征在于，所述挡土墙与护圈墙之间的距离为3500mm，所述护圈墙外侧周向设置有一圈散水坡，所述散水坡每隔20m设置一道伸缩缝，所述伸缩缝设置在散水坡与护圈墙的接触面，并采用耐高温密封材料填充。
3.根据权利要求1所述光热电站熔盐储罐的基础结构，其特征在于，所述耐热混凝土层和挡土墙均设置有多个径向的伸缩缝，所述耐热混凝土层的伸缩缝填充有耐高温的玻璃丝棉。p>
4.根据权利要求1所述光热电站熔盐储罐的基础结构，其特征在于，所述细砂垫层和砂石垫层的厚度比例为1：9；所述砂石为硅质颗粒材料，粒径不大于32mm，且粒径小于0.1mm的颗粒总重不超过所有颗粒总重量的1％，粒径在4mm以下的砂当量值大于40。
5.根据权利要求1所述光热电站熔盐储罐的基础结构，其特征在于，所述护圈墙由内向外分别是耐火砖层和钢制外壁，所述钢制外壁周向开有排气孔，所述排气孔上安装有排气管，所述排气管呈向上的L型，且排气口弯曲向下。
6.根据权利要求1所述光热电站熔盐储罐的基础结构，其特征在于，所述基础垫层、复合保温层和顶垫层的厚度比例为5：14：3；从复合保温层上表面的中心到外侧的坡度为1.5％。
7.根据权利要求1-6任意一项所述光热电站熔盐储罐的基础结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述光热电站熔盐储罐的基础结构的施工方法，其特征在于，所述陶粒土分4层铺设，每铺设一层压实，且下3层的每层厚度是最上层厚度的两倍，每层压实厚度最大不超过500mm。
9.根据权利要求7所述光热电站熔盐储罐的基础结构的施工方法，其特征在于，基础垫层的混凝土中添加有抗硫酸盐防腐剂的C20混凝土，并在混凝土的外表面添加陶瓷涂层或环氧涂层。
10.根据权利要求7所述光热电站熔盐储罐的基础结构的施工方法，其特征在于，所述环形梁的耐热混凝土含耐火骨料和耐火细料，且二者的质量比例为3：1，抗压强度≥19.1MPa，耐热温度≥600℃；耐火骨料包括碎黏土砖、黏土熟料、矾土熟料和碎高铝耐火砖等；耐火细料包括镁砂、含粉煤灰的碎高铝砖、碎镁质耐火砖、镁砂和刚玉砂。
...【技术特征摘要】
1.一种光热电站熔盐储罐的基础结构，其特征在于，包括复合保温层和钢筋混凝土的挡土墙，所述熔盐储罐的罐底板下方设置有所述复合保温层，所述复合保温层包括向下依次设置的顶垫层、陶瓷纤维布和陶粒土层，所述复合保温层的顶部设置有环形梁，所述环形梁由依次设置于所述罐底板下方的环形钢板和耐热混凝土层组成，所述复合保温层周向设置有护圈墙，复合保温层的下方设置有内置通风管和测温套管的混凝土基础垫层，所述护圈墙的外围设置有一圈所述挡土墙，所述挡土墙与护圈墙之间填充有夯实的素土；所述顶垫层从上至下依次为细砂垫层和砂石垫层，所述陶粒土层内呈井字排列有多个竖直的陶粒混凝土隔墙。
2.根据权利要求1所述光热电站熔盐储罐的基础结构，其特征在于，所述挡土墙与护圈墙之间的距离为3500mm，所述护圈墙外侧周向设置有一圈散水坡，所述散水坡每隔20m设置一道伸缩缝，所述伸缩缝设置在散水坡与护圈墙的接触面，并采用耐高温密封材料填充。
3.根据权利要求1所述光热电站熔盐储罐的基础结构，其特征在于，所述耐热混凝土层和挡土墙均设置有多个径向的伸缩缝，所述耐热混凝土层的伸缩缝填充有耐高温的玻璃丝棉。
4.根据权利要求1所述光热电站熔盐储罐的基础结构，其特征在于，所述细砂垫层和砂石垫层的厚度比例为1：9；所述砂石为硅质颗粒材料，粒径不大于32mm，且粒径小于0.1mm的颗粒总重不超过所有颗粒总重量的1％，粒径在4mm以下的砂当...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐海军，张莉，李刚，姚靖松，
申请(专利权)人：中国电建集团四川工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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