本發(fā)明專利技術(shù)涉及壓縮空氣的儲氣裝置及裝有這種裝置的自然能源發(fā)電站。所述裝置包括儲氣罐、密封裝置和排水裝置。儲氣罐置于六根水泥柱子之上，水泥柱子均勻分布并將儲氣罐托起；水泥柱子置于水泥基臺的上平面之上；儲氣罐的頂部與密封裝置連接，底部設(shè)置有排水裝置；排水裝置和密封裝置之間設(shè)置有上下梯子，且上下梯子均勻分布于儲氣罐的外殼上。儲氣罐的內(nèi)、外壁材料均為船板鋼，其屈服強(qiáng)度為550～1000MPa，厚度為5～10mm。儲氣罐殼體的厚度為1m，容積為1022m3，可承載的壓力為1200～1800大氣壓。所述自然能源發(fā)電站，裝有上述的壓縮空氣的儲氣裝置。本發(fā)明專利技術(shù)技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果是儲氣裝置結(jié)構(gòu)簡單，儲氣罐的材料的屈服強(qiáng)度高，承載的壓力大。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及儲氣裝置，特別是涉及壓縮空氣的儲氣裝置及裝有這種裝置的自然能源發(fā)電站。
技術(shù)介紹
社會發(fā)展至今，人類對能源的需求每年都大幅度的增長。隨著煤炭、石油、天然氣等化石燃料越來越少，空氣污染、水源枯竭、地球溫室效應(yīng)等環(huán)境問題日趨嚴(yán)重，因此開發(fā)利用新型、無污染、可再生的清潔能源具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。煤炭、石油、天然氣等燃料發(fā)電要產(chǎn)生大量溫室氣體，核能發(fā)電則面臨核廢料的處理問題，它們都不利于環(huán)境保護(hù)，而風(fēng)能、太陽能是一種取之不盡的無污染的可再生能源。因此，利用風(fēng)能、太陽能的發(fā)電系統(tǒng)已受到世界各國的高度重視，近年來也獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。常見的以自然風(fēng)力驅(qū)動(dòng)槳葉的風(fēng)力發(fā)電機(jī)、以太陽能作為熱源再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，都已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用階段。由于自然風(fēng)的速度和方向是隨機(jī)變化的，風(fēng)能具有不穩(wěn)定的特性，因此風(fēng)力發(fā)電存在功率調(diào)節(jié)、變速運(yùn)行、對風(fēng)調(diào)節(jié)和變漿距等問題。由于在地面上利用太陽能要受到大氣層衰減的影響，還要受陰晴天、日出日落、地理位置等影響，因此太陽能的利用率較低，而且能量不平衡。目前，我國使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組多是由風(fēng)輪、齒輪箱式增速器和發(fā)電機(jī)裝配構(gòu)成的機(jī)械驅(qū)動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，并整體配裝在塔架頂端上，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，成本高。另外，當(dāng)無風(fēng)天氣時(shí)，風(fēng)輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械驅(qū)動(dòng)式發(fā)電機(jī)立刻停止發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)的不利影響可以用儲能技術(shù)來改善。例如，應(yīng)用高溫超導(dǎo)儲能技術(shù)使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的電壓和頻率都很穩(wěn)定，但是高溫超導(dǎo)材料的成本非常高，不能被廣泛應(yīng)用。針對上述不足，將空氣壓縮裝置和儲氣裝置引入自然能源發(fā)電系統(tǒng)中。在自然條件良好的情況下，風(fēng)能、太陽能或風(fēng)能與太陽能相結(jié)合驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，可用多余的電量驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)工作，將壓縮空氣充入儲氣罐中儲存起來；在自然條件較差的情況下，利用儲氣罐中的壓縮空氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，或者將其供給電網(wǎng)的發(fā)電站使用。儲氣裝置是用于盛裝氣體或液體，且需要承載一定壓力的密閉容器。早期用于化學(xué)工業(yè)，壓力多在10兆帕以下，當(dāng)合成氨和高壓聚乙烯等高壓生產(chǎn)工藝出現(xiàn)后，則要求壓力容器的壓力達(dá)到100兆帕以下。隨著石油化工等工業(yè)的發(fā)展，壓力容器的工作溫度范圍越來越寬，容量不斷增大，對儲氣裝置的設(shè)計(jì)要求也越來越高。目前，大多數(shù)壓力容器是由鋼制成的，也有的用鋁、鈦等有色金屬和玻璃鋼、預(yù)應(yīng)力混凝土等非金屬材料制成的，然而這些材料的強(qiáng)度都不能承載更高的壓力，所以有必要對儲氣裝置的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做進(jìn)一步的改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)旨在創(chuàng)造一種全新的壓縮空氣的儲氣裝置，并將其公之于眾，依法獲得該技術(shù)方案的專利權(quán)。自然能例如風(fēng)能、太陽能或風(fēng)能與太陽能相結(jié)合驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，用多余的電量驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)工作，將壓縮空氣充入儲氣罐中儲存起來，在自然條件較差的情況下，利用儲氣罐中的壓縮空氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，或者將其供給電網(wǎng)的發(fā)電站使用。本專利技術(shù)的儲氣裝置就是用來存儲空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是壓縮空氣的儲氣裝置，包括儲氣罐、密封裝置和排水裝置，所述儲氣罐放置于三個(gè)以上的水泥柱子之上，水泥柱子將儲氣罐托起；所述水泥柱子設(shè)置于水泥基臺的上平面之上；所述儲氣罐的頂部與密封裝置連接，儲氣罐的底部設(shè)置有排水裝置；所述排水裝置和密封裝置之間設(shè)置有上下梯子，且上下梯子均勻分布于儲氣罐的外殼上。本專利技術(shù)的壓縮空氣的儲氣裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，儲氣罐材料的屈服強(qiáng)度高，承載的壓力大，儲氣罐容積大，儲氣能力強(qiáng)。另外，將此儲氣裝置用于自然能源發(fā)電站，可有效的將壓縮空氣儲存起來備用或直接輸送給電網(wǎng)的發(fā)電站，避免由于自然能源比如風(fēng)能、太陽能等不穩(wěn)定而停止對發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。優(yōu)選的是，所述儲氣罐為降壓儲氣罐。本專利技術(shù)的儲氣罐不僅適于儲存高壓空氣，也適于儲存超高壓空氣，將超高壓空氣降到一定的壓力后再儲存到本專利技術(shù)的儲氣罐中，可更加安全。優(yōu)選的是，所述儲氣罐為球形。因?yàn)樵趦夤匏貌牧稀んw厚度等相同的情況下，球形儲氣罐的耗材量小、受力均勻，能承載更大的儲氣壓力。優(yōu)選的是，所述儲氣罐的頂部設(shè)置有安全防泄露信號燈。此信號燈用于提示儲氣罐是否漏氣，起到安全防范的作用。信號燈亮，說明儲氣罐漏氣，可能是密封裝置出現(xiàn)問題，便于及時(shí)消除存在的隱患。優(yōu)選的是，所述儲氣罐的頂部設(shè)置有進(jìn)氣管道，在進(jìn)氣管道上設(shè)置超高壓電磁閥。優(yōu)選的是，與所述進(jìn)氣管道平行處設(shè)置有出氣管道多級恒壓減壓穩(wěn)壓氣罐閥門管道，在其上設(shè)置超高壓電磁閥。若超高壓力的氣體直接輸出，會造成壓力不穩(wěn)定，而且壓力越大氣流也越大，從而造成壓縮空氣的浪費(fèi)，因此通過多級恒壓減壓穩(wěn)壓氣罐閥門管道，使氣體壓力降低到工藝所要求的壓力，便于氣體平穩(wěn)的輸出。優(yōu)選的是，所述儲氣罐的底部設(shè)置壓力表和手動(dòng)泄壓安全閥。儲氣罐內(nèi)的壓力可以通過壓力表顯示出來，方便監(jiān)控，若壓力超過上限，則通過手動(dòng)泄壓安全閥泄壓，靈活控制罐內(nèi)氣體壓力，避免出現(xiàn)氣罐爆炸現(xiàn)象。優(yōu)選的是，所述儲氣罐的殼體內(nèi)壁和殼體外壁的材料均為船板鋼，其屈服強(qiáng)度為550 lOOOMPa，厚度為5 10mm。船板鋼為細(xì)晶粒鎮(zhèn)靜鋼，具有高的屈服強(qiáng)度、高的低溫沖擊韌性、良好的焊接性能和抗冷彎性。這種鋼雖然含碳量較低，但是有利于發(fā)揮其主要合金元素Nb的細(xì)化晶粒和析出強(qiáng)化作用，同時(shí)有利于保持良好的焊接性能。另外，根據(jù)霍爾-佩奇公式可知，金屬材料的晶粒越小，其強(qiáng)度、韌性也越高。隨著船板鋼厚度的增加，其屈服強(qiáng)度也增大。優(yōu)選的是，所述儲氣罐的殼體內(nèi)壁和殼體外壁的船板鋼之間用螺紋鋼筋分布連接，螺紋鋼筋與其相鄰的螺紋鋼筋之間的間距為20cm。使用若干個(gè)螺紋鋼筋等間距的將殼體內(nèi)壁和殼體外壁的船板鋼連接起來構(gòu)成儲氣罐的外殼，該外殼更加的牢固、結(jié)實(shí)，內(nèi)、夕卜壁不易分開，且受力均勻。優(yōu)選的是，所述儲氣罐的殼體內(nèi)壁、殼體外壁及螺紋鋼筋之間設(shè)有鋼絲網(wǎng)，且均勻分布于儲氣罐的殼體內(nèi)。使用鋼絲網(wǎng)一方面可以進(jìn)一步加固儲氣罐殼體內(nèi)壁和殼體外壁的船板鋼之間的連接，另一方面是在殼體內(nèi)灌入高標(biāo)號約束混泥土過程中，各個(gè)網(wǎng)孔內(nèi)灌入水泥的量可較為平均且容易控制，鋼絲網(wǎng)可以降低水泥的流動(dòng)性，使水泥在殼體內(nèi)的分布較為均勻，不會沉降到儲氣罐底部的殼體中。優(yōu)選的是，所述儲氣罐的殼體內(nèi)灌滿高標(biāo)號約束混泥土，標(biāo)號為52. 5號，該混泥土的膠結(jié)力很強(qiáng)，則其抗壓強(qiáng)度也很高，所以能承受很大的壓力。優(yōu)選的是，所述儲氣罐的殼體厚度為lm。儲氣罐的殼體厚度為殼體內(nèi)壁、殼體外壁船板鋼的厚度及中間混泥土的厚度之和。殼體的厚度越大，能承載的壓力就越大，此儲氣罐的殼體厚度為lm，足夠承載2000大氣壓的壓力，若殼體太厚，則浪費(fèi)材料。優(yōu)選的是，所述儲氣罐的容積為1022m3。儲氣罐的容積越大，盛裝的壓縮空氣也越多，承載的壓力也越大。優(yōu)選的是，所述儲氣罐可承載的壓力為1200 1800大氣壓。本專利技術(shù)的儲氣罐的殼體的材料強(qiáng)度高，殼體內(nèi)均勻分布著螺紋鋼筋和鋼絲網(wǎng)，并且殼體內(nèi)灌滿52. 5號的高標(biāo)號約束混泥土，試驗(yàn)顯示，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得儲氣罐具有承載超高壓力的空氣的能力。優(yōu)選的是，所述密封裝置的頂部和底部均設(shè)置密封門，且分別與儲氣罐的殼體外壁和殼體內(nèi)壁相連，兩個(gè)密封門之間設(shè)置檢修入口。當(dāng)安全防泄露信號燈亮?xí)r，很可能是密封裝置出現(xiàn)問題導(dǎo)致漏氣，可通過檢修入口對密封裝置進(jìn)行檢修，更換密封圈等操作。優(yōu)選的是，所述排水裝置的排水管道的上端與儲氣罐底部連接，排水管本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
壓縮空氣的儲氣裝置，包括儲氣罐、密封裝置和排水裝置，其特征在于：所述儲氣罐放置于三個(gè)以上的水泥柱子之上，水泥柱子將儲氣罐托住；所述水泥柱子設(shè)置于水泥基臺的上平面之上；所述儲氣罐的頂部與密封裝置連接；所述儲氣罐的底部設(shè)置有排水裝置；所述排水裝置和密封裝置之間設(shè)置有上下梯子，且上下梯子均勻分布于儲氣罐的外殼上。
【技術(shù)特征摘要】
1.壓縮空氣的儲氣裝置，包括儲氣罐、密封裝置和排水裝置，其特征在于所述儲氣罐放置于三個(gè)以上的水泥柱子之上，水泥柱子將儲氣罐托住；所述水泥柱子設(shè)置于水泥基臺的上平面之上；所述儲氣罐的頂部與密封裝置連接；所述儲氣罐的底部設(shè)置有排水裝置；所述排水裝置和密封裝置之間設(shè)置有上下梯子，且上下梯子均勻分布于儲氣罐的外殼上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮空氣的儲氣裝置，其特征在于所述儲氣罐為降壓儲氣罐。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓縮空氣的儲氣裝置，其特征在于所述儲氣罐為球形。4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的壓縮空氣的儲氣裝置，其特征在于所述儲氣罐的頂部設(shè)置有安全防泄露信號燈。5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的壓縮空氣的儲氣裝置，其...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周登榮，周劍，
申請(專利權(quán))人：周登榮，周劍，
類型：發(fā)明
國別省市：
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