专利名称：一种高温高压蒸汽的贮存方法
技术领域：
本发明涉及一种蒸汽的有效利用方法，特别是涉及ー种高温高压蒸汽的贮存方法。
背景技术：
现在随着世界能源的紧缺和温室效应的増加，如何提高能量的利用率非常重要。火力发电厂和核电站由于在发电过程中需要连续地工作，否则会带来巨大的安全隐患。同时，由于深夜和白天的用电量不平衡，所以对电的需求也不平衡，这样就造成了火力发电厂和核电站在深夜会产生相对多余的高温高压蒸汽。为了提高火力发电厂和核电站的发电效率，现在有很多新的技术，如本人向中国专利局申请的申请号为2008100372136发明名称《ー种利用深夜蒸汽蓄能的方法》中公开了ー种蒸汽利用方法，该方法虽然能达到利用深夜高温高压蒸汽蓄能和利用的目的，但在利用过程中首先需要将蒸汽能量转化成高压空气，然后利用高压空气发电，多了ー个能量转化的环节，从而降低了能量的利用率，増加了蒸汽的损耗。现在虽然利用深夜蒸汽的方法很多，但大多数并没有得到实际地应用，其主要原因是其转化率低、成本高、安全性差。因此，现在急需ー种从根本上提高能量转化率、降低蒸汽损耗、利用成本低、安全性高的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点，提供ー种高温高压蒸汽贮存量大、设备制作费用低、エ艺简单、可操作性强、安全性高的高温高压蒸汽的贮存方法。为此，本发明提供了ー种高温高压蒸汽的贮存方法，所述方法是在地表下的深处挖深坑，在深坑的地道里放置金属容器，所述金属容器的形状与地道内壁的形状相同，金属容器以相同形状紧贴对应放置在地道的内壁里；所述金属容器上配置输气管，高温高压蒸汽通过输气管进入金属容器里，虽然蒸汽的高压作用会对金属容器产生巨大的膨胀压力，但由于金属容器紧贴放置在地面深处的地道里，当金属容器在高温高压蒸汽的作用下膨胀时，就会将膨胀压カ传递给地道的内壁，而地道内壁将压カ传递给周围的土壌，而地道位于地表的深处，可以承受巨大压力，就如火山里的高温高压岩浆被压在地表下的深坑里一祥。从而可以保证金属容器不会被蒸汽的压カ破坏，达到贮存高温高压蒸汽的目的。当需要蒸汽时，金属容器里的蒸汽通过输气管输出来。在本发明提供的另ー种高温高压蒸汽的贮存方法中，为了保证蒸汽的高温高压，減少能量的损失，在所述金属容器里或外安装保温层。由于保温的作用将减少高温高压蒸汽的能量在贮存过程中的损失。保温层可以安装在金属容器的内壁，在内壁时可以保证金属容器与地道内壁之间的间距的稳定性；同样，也可以安装在外壁。在本发明提供的另ー种高温高压蒸汽的贮存方法中，在所述金属容器的底部安装了疏水阀门；疏水阀门与抽水泵相连；抽水泵与输水管相连；输水管与地面相通。通过这种安装方式，当蒸汽由于温度的降低产生冷凝水时，可以将冷凝水抽出，从而避免了金属容器体积的減少。在本发明提供的另ー种高温高压蒸汽的贮存方法中，为了保证安全，在所述输气管上安装了安全阀门；安全阀门与地面的大气相通。这样当贮存的压カ超过要求时，高温高压蒸汽可以通过安全阀门排出，提高了安全性。在本发明提供的另ー种高温高压蒸汽的贮存方法中，将所述地面下深处的地道表面进行硬化处理，硬化处理的方式可以采用钢筋混凝土的结构。为了保证地道表面的质量，可以在所述地道表面焊接金属板。同样，为了減少高温高压蒸汽的能量损失，可以在地道表面安装保温层。在本发明提供的另ー种高温高压蒸汽的贮存方法中，所述金属容器的容器壁是由多块金属板焊接而成，金属板及金属板之间呈膨胀节结构，所谓膨胀节结构就是事先在两个管道之间安装的ー个可以膨胀或收缩的节头，将金属板制作成可以膨胀或收缩的结构如波纹状，在两块金属板之间焊接时留一定折叠形状，这种形状可以保证在高温高压蒸汽的膨胀或冷却过程中金属容器可以膨胀或收缩，避免产生裂縫。在本发明提供的另ー种高温高压蒸汽的贮存方法中，所述方法用于热电厂深夜多余蒸汽的存贮，在白天用电高峰时将存贮的高温高压蒸汽输出推动汽轮机发电。因为，在深夜用电量减少时，而火力发电厂的蒸汽锅炉不能随便停止，这时如果继续发电一方面浪费能源，另ー方面又会给电网带来不安全。特别是深夜时电价很低，对于电厂而言，会带来经济上的损失。但如果采用本发明，就会把深夜时的高温高压蒸汽有效地贮存起来，在白天用电高峰时推动蒸汽机发电，使能量得到有效地作用。同时由于白天高峰时的电价远高于深夜时的电价，会给火电厂带来巨大的经济效益。当然，所述方法同样可用于核电站的蒸汽存贮；特别是在深夜存贮多余蒸汽，在白天用电高峰时将深夜存贮的高温高压蒸汽输出推动蒸汽机发电。这种方法除了可以给核电站带来巨大的经济效益外，还有利于核电站的安全运行。因为现在修建核电站时必须配套ー个贮存电能量相当的水电站，而有些地区如上海市由于地质条件无法修建水电站，所以现在无法修建核电站。但采用本发明就可以修建核电站。本发明提供的高温高压蒸汽的贮存方法与现有方法相比具有以下优点I.安全性高由于高温高压蒸汽的膨胀压カ大，一旦存贮容器发生泄漏或爆炸会产生重大的安全事故。因此，安全性非常重要。现将高温高压蒸汽存贮在地表的深处，由于地表土壌的巨大压カ可以防止其爆炸，即使产生泄漏也不会对地面上的人员造成伤害。实际上，现在的活火山在没有喷发之前就是由于地表土壌的巨大压カ保证了火山不会随时喷发。2.设备制造简单成本低本发明所采用的金属容器本身并不需要承受高温高压蒸汽的巨大压カ和高温，金属容器本身主要是隔断蒸汽与地道壁的物质交换，保温层隔断蒸汽与地道壁的能量交換，所以金属容器本身的厚度很薄，可以节省大量成本；3.能量利用率高由于地道表面是热的不良导体，同时增加了保温层，高温高压蒸汽的能量不易扩散，保温效果好，所以能量的损失少利用率高。
附图I是本发明提供的ー种高温高压蒸汽的贮存方法的ー个原理结构示意图；、
附图2是本发明提供的ー种高温高压蒸汽的贮存方法的金属容器钢板连接示意图。
具体实施例方式參照附图1，附图I是本发明提供的ー种高温高压蒸汽的贮存方法的ー个原理结构示意图在地表I的深处挖一地道2，对地道2的表面进行硬化处理，地道2表面利用混凝土进行处理使其硬化，在地道2内壁里安装金属容器3，在金属容器3的内表面铺设保温层4，在金属容器3的底部安装疏水阀门7，疏水阀门7与抽水泵8相连，抽水泵8将疏水阀门7中排出的冷凝水通过排水管9排出到地表I。在金属容器3的顶部安装了输气管5，在输气管5上安装了安全阀门6，当蒸汽的压力超过了规定值时，安全阀门6自动开启将超过了规定值的高温高压蒸汽排出。当需要存贮高温高压蒸汽时， 如火力发电厂或核电站在深夜用电量减少时，关闭其中一部分蒸汽机，将多余的高温高压蒸汽通过输气管5输入到位于地表I深处的地道2里的金属容器3中并存贮起来。当高温高压蒸汽进入到金属容器3中时，会对金属容器3产生向外的压力，由于金属容器3紧紧地贴在地道2的内壁上，会将压カ传递给地道2的内壁，而地道2是处于地表的深处，受到四周的土壤的压力，这种结构可以承受蒸汽的压力，所以可以安全地存贮高温高压蒸汽。就如火山处于地表深处而不会喷发一祥。当进入白天的用电高峰时，通过输气管5将存贮在金属容器3中的高温高压蒸汽排出，推动蒸汽机发电，提高蒸汽的利用率。由于金属容器3的内表面安装了保温层4，所以蒸汽的能量损耗小，蒸汽在整个利用过程中能量利用率高，从而提高了蒸汽的利用率，同时保障了电网的安全。附图2是本发明提供的ー种高温高压蒸汽的贮存方法的金属容器钢板连接示意图金属容器是由多块金属板焊接而成的，如当相邻的两块金属板如钢板21与22进行焊接连接时，将钢板21与钢板22相邻的边沿折成弧线型24 ;同样，将钢板22与钢板21相邻的边沿折成弧线型23。当钢板21的弧形型24的边沿与钢板22的弧线型23的边沿通过焊缝25焊接在一起时，钢板21与钢板22之间的连接处是折叠形状。当高温高压蒸汽输入到金属容器中吋，高温高压蒸汽会对金属容器的钢板产生挤压，当高温高压蒸汽输出吋，金属容器所承受的压力和温度会下降。由于金属容器的钢板之间的连接处呈弧形可以膨胀、收縮，不会在高温高压蒸汽的作用下产生撕裂，从而保证了金属容器的安全。上面所述实施例是对本发明进行说明，并非对本发明进行限定。本发明要求保护的构思、方法和范围，都记载在本发明的权利要求书中。
权利要求
1.ー种高温高压蒸汽的贮存方法，其特征是在地表下的深处挖深坑，在深坑的地道里放置金属容器，所述金属容器的形状与地道内壁的形状相同，所述金属容器以相同形状紧贴对应放置在地道的内壁里；所述金属容器上配置输气管，高温高压蒸汽通过输气管进入金属容器里，达到贮存的目的；当需要蒸汽时，金属容器里的蒸汽通过输气管输出来。
2.根据权利要求I所述的高温高压蒸汽的贮存方法，其特征是在所述金属容器里或外安装保温层。
3.根据权利要求I所述的高温高压蒸汽的贮存方法，其特征是在所述金属容器的底部安装了疏水阀门；疏水阀门与抽水泵相连；抽水泵与输水管相连；输水管与地表相通。
4.根据权利要求I所述的高温高压蒸汽的贮存方法，其特征是在所述输气管上安装了安全阀门；安全阀门与地表的大气相通。
5.根据权利要求I所述的高温高压蒸汽的贮存方法，其特征是将所述地表下深处的地道表面进行硬化处理。
6.根据权利要求5所述的高温高压蒸汽的贮存方法，其特征是在所述地道表面焊接了金属板。
7.根据权利要求5或6所述的高温高压蒸汽的贮存方法，其特征是在地道表面安装保温层。
8.根据权利要求I所述的高温高压蒸汽的贮存方法，其特征是所述金属容器的容器壁是由多块金属板焊接而成，金属板及金属板之间呈膨胀节结构，保证在高温高压蒸汽的加压加温或减压冷却过程中可以膨胀或收缩，避免产生裂缝。
9.根据权利要求I所述的高温高压蒸汽的贮存方法，其特征是所述方法用于热电厂深夜多余蒸汽的存贮；在白天用电高峰时将存贮的高温高压蒸汽输出推动汽轮机发电。
10.根据权利要求I所述的高温高压蒸汽的贮存方法，其特征是所述方法用于核电站的蒸汽存贮；特别是在深夜存贮多余蒸汽，在白天用电高峰时将深夜存贮的高温高压蒸汽输出推动汽轮机发电。
全文摘要
本发明公开了一种高温高压蒸汽的贮存方法。所述方法是在地表下的深处挖深坑，在深坑的地道里放置金属容器，所述金属容器的形状与地道内壁的形状相同，金属容器以相同形状紧贴对应放置在地道的内壁里；所述金属容器上配置输气管，高温高压蒸汽通过输气管进入金属容器里，达到贮存高温高压蒸汽的目的；当需要蒸汽时，金属容器里的蒸汽通过输气管输出来。本发明提供一种高温高压蒸汽贮存量大、设备制作费用低、工艺简单、可操作性强的高温高压蒸汽的贮存方法。本发明用于高温高压蒸汽的贮存，可提高火力发电厂和核电站的能源利用率。
文档编号F17C3/06GK102650368SQ201110048190
公开日2012年8月29日 申请日期2011年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者王武生 申请人:上海奇谋能源技术开发有限公司