一种外布光伏发电组件的大型低温储罐绝热装置的制作方法-j9九游会真人

1.本实用新型涉及低温储罐绝热技术领域，尤其涉及一种外布光伏发电组件的大型低温储罐绝热装置。


背景技术：

2.由于低温介质(例如液氨、液化天然气、液化石油气、液氢)的沸点低，与环境温差大，对容器的绝热要求很高，因为外来热量的侵入会造成低温介质的大量蒸发需要设置压缩机并耗用电能等对其进行回收，长期运行投资和能耗都很大。因此低温绝热技术是低温储存的核心技术也是最大的技术难点，按照是否有外界主动提供能量可分为被动绝热和主动绝热两大方式。被动绝热技术主要是设置各类型保温层，已广泛运用于各种低温设备中；而主动绝热技术由于需外界的能量输入，虽能达到更好的绝热效果，但也有冷机能耗大，成本高、经济性差等问题。
3.太阳辐射热是低温储罐最主要的输入热量之一，是储罐外表面温度升高的主要驱动力。太阳辐射经过大气层的反射、散射和吸收，其辐射强度不断衰减，辐射光谱也不断变化，在到达地球表面时，太阳辐射分成两部分，一部分沿着入射方向照射到地面，称为直射辐射，简称直射；另一部分被大气散射后从各个方向到达地面，称为散射辐射，简称散射。直射辐射与散射辐射之和就是到达地面的总太阳辐射能，称为全辐射或总辐射。被地面反射的太阳辐射被大气层吸收，然后以热辐射的形式来到地面，但这部分能量相对于太阳总辐射来说要小很多。地球表面的物质在接受太阳辐射温度升高的同时还会向外辐射波长为4～120μm的红外光，习惯上把这种辐射称为长波辐射。长波辐射损失会带走物质表面的少量能量，由太阳辐射理论可知，正常情况下储罐受到的最大太阳辐射的情况如图1所示。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本实用新型提出一种外布光伏发电组件的大型低温储罐绝热装置，以提高低温储罐绝热性能，降低蒸发气处理系统的投资和能耗，所发电能可用于：1)在储罐保温层内增设冷屏，电能通过制冷单元将制冷剂制冷后供冷屏使用，以进一步增强绝热保冷性，2)也可供站场自用。
5.本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种外布光伏发电组件的大型低温储罐绝热装置，包括预埋件、t型架、安装架和光伏发电组件，所述预埋件设置于低温储罐外壁上，且连接有m*n个不同伸出长度的所述t型架，每m个所述t型架上设置有一组安装架，共n组；所述光伏发电组件设置于所述安装架上，且每组所述安装架及所述光伏发电组件均自下而上形成预设倾斜度，即开口朝上。
7.进一步地，在低温储罐的周向方向上，多组所述安装架及所述光伏发电组件之间呈交替错落方式设置，即一组靠近低温储罐罐体，相邻组远离低温储罐罐体。
8.进一步地，在低温储罐的周向方向上，多组所述光伏发电组件之间的间隔的取值范围包括所述光伏发电组件横向长度的1/3～1/2。
9.进一步地，在低温储罐的轴向方向上，多组所述光伏发电组件之间的间隔的取值范围包括所述光伏发电组件竖向长度的1/4～1/3。
10.进一步地，安装于低温储罐罐壁的所述光伏发电组件与地面所夹倾角的角度范围包括75～90度，安装于低温储罐顶部的所述光伏发电组件与顶部切线之间所夹倾角不大于15度。
11.进一步地，低温储罐的罐壁和罐顶安装电池板的区域设置有可燃气体探头、温度计、控制器和强制通风风扇，所述可燃气体探头和所述温度计的信号输出端电连接所述控制器的信号输入端，所述控制器的信号输出端电连接所述强制通风风扇的信号输入端，所述强制通风风扇的电源输入端电连接所述光伏发电组件的电源输出端；当所述可燃气体探头探测到可燃气体，或所述温度计监测到空气温度升高至阈值时，所述控制器启动所述强制通风风扇进行通风。
12.进一步地，所述光伏发电组件的电源输出端电连接低温储罐所在站场用电设施和/或制冷单元的电源输入端，所述制冷单元对低温储罐进行供冷。
13.进一步地，还包括制冷单元、冷屏流通管和冷屏，所述制冷单元通过安装在罐壁保温层的冷屏流通管连接冷屏，且所述制冷单元的电源输入端电连接所述光伏发电组件的电源输出端；所述制冷单元的制冷剂通过所述冷屏流通管为所述冷屏供冷，被加热的制冷剂又返回所述制冷单元，重新被冷却后继续供应所述冷屏使用，形成循环。
14.进一步地，所述制冷剂包括氟利昂、丙烷、乙烯、液氮或液氦。
15.进一步地，所述低温储罐包括液化天然气储罐、液化石油气储罐、液氨储罐、乙烯储罐、乙烷储罐和液氢储罐。
16.本实用新型的有益效果在于：
17.(1)本实用新型在低温储罐外设置光伏发电组件，利用光伏组件吸收掉太阳辐射热能，减少到达低温储罐表面的太阳辐射量，从而减少低温储罐的外部输入热量，降低低温储罐的蒸发率，有效实现低温储罐的进一步绝热。
18.(2)本实用新型采用独特安装方式来安装光伏组件以提高通风性能，避免产生光伏件发热降低发电效率和可燃气体局部聚集产生爆炸风险的问题。
19.(3)本实用新型中光伏组件所发的电能可供站场用电设施使用，也可供制冷单元制冷，制冷剂通过安装在罐壁保温层中的冷屏流通管为冷屏供冷，从而进一步加强低温储罐的保冷，减少外界输入热量对罐内储存的低温介质的影响，降低蒸发率，提高绝热性能，同时节省了外供电能。被加热的制冷剂又返回制冷单元，重新被冷却后，继续供应冷屏使用，形成循环。
附图说明
20.图1是储罐受到的最大太阳辐射的示意图。
21.图2是本实用新型实施例的光伏发电组件安装示意图。
22.图3是本实用新型实施例的低温储罐绝热装置示意图之一。
23.图4是本实用新型实施例的低温储罐绝热装置示意图之二。
具体实施方式
24.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本实用新型的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.由于太阳辐射热是大型低温储罐最主要的输入热量之一，本实施例考虑在大型低温储罐外设置光伏发电组件，利用光伏组件吸收掉太阳辐射热能，减少到达低温储罐表面的太阳辐射量，从而减少低温储罐的外部输入热量，降低低温储罐的蒸发率，有效实现低温储罐的进一步绝热。此外，光伏发电组件所发电能可用于：1)在储罐保温层内增设冷屏，电能通过制冷单元将制冷剂制冷后供冷屏使用，以进一步增强绝热保冷性，2)也可供站场自用。
26.再者，由于低温储罐常用于储存液化烃液氢等易燃物，而储罐内液化烃存在蒸发和渗透泄漏的问题，因此在罐表面若安装光伏组件后造成通风性能不好的情况，易产生光伏件发热降低发电效率/电池寿命和可燃气体局部聚集产生爆炸风险的问题，因此如何在罐表面安装光伏组件的同时，提供良好的通风性能，也是一个需要重点考虑的问题。需要说明的是，在通风不良的情况下，太阳电池组件背面温度可高达70℃，直接影响了太阳电池的输出电压、转换效率及使用寿命，如果电池板的结构及安装易于电池因自然对流而冷却，则有利于其效率和寿命的提高。因此，需要设计适宜的光伏组件安装方式，以便于通风。
27.基于此，本实施例提供了一种外布光伏发电组件的大型低温储罐绝热装置，包括预埋件、t型架、安装架和光伏发电组件。如图2所示，预埋件设置于低温储罐外壁上，且连接有m*n个不同伸出长度的t型架，每m个t型架上设置有一组安装架，共n组。光伏发电组件设置于安装架上，且每组安装架及光伏发电组件均自下而上形成预设倾斜度，即开口朝上。
28.基于上述安装方式，光伏发电组件吸收太阳辐射后，温度升高，其周围空气的温度升高，密度下降，产生上浮升力；同时由于上部具有更大的倾斜度，就像一个下小上大的喇叭口，造成一定的虹吸效应，进一步增强热气自下而上的流动性。
29.优选地，安装于低温储罐罐壁的光伏发电组件与地面所夹倾角为角度范围在75∽90
°
之间(安装于低温储罐顶部的光伏发电组件与顶部切线之间所夹倾角不大于15
°
)。通过多组面板向下倾斜的方法，可使其表面形成密集表皮孔隙一致的效果来减少风阻，减少受力不均匀带来的安全隐患，当该倾角小于75
°
时，风荷载及重力载荷对强度要求会有明显提高，因此该值不宜小于75
°
。
30.光伏发电组件为避免t型架的伸出长度过长，因此若罐体很高，需要竖向分段设置多组光伏发电组件。优选地，每组光伏发电组件之间的竖向空隙长度宜为该组光伏发电组件竖向长度的1/4～1/3，这样可以避免下部太阳能板下排出的热空气被抽入上部太阳能板，造成上层太阳能板的降温效果下降。
31.位于罐顶和罐壁的组件安装都可以采用上述安装方式。
32.优选地，可采用以下两种方式提高低温储罐周向方向上空气流通性能(位于罐顶和罐壁的组件安装都可以采用这种方式)：
33.(1)一组高一组低的安装方式：一组t型架整体离罐体更远，一组t型架整体离罐体
更近，两组交替错落安装的方式，使得低温储罐周向方向的空气流通充分。
34.(2)各组离罐体远近一致，但每组间间隔较大空隙安装，每组光伏发电组件之间的横向空隙长度宜为该组光伏发电组件横向长度的1/3～1/2。开口倾斜朝上安装方式对竖向空气流动的增强大于横向，因此需设置更大横向间隔空隙。
35.优选地，低温储罐的罐壁和罐顶安装电池板的区域可设置可燃气体探头、温度计、控制器和强制通风风扇，可燃气体探头和温度计的信号输出端电连接控制器的信号输入端，控制器的信号输出端电连接强制通风风扇的信号输入端。当可燃气体探头探测到可燃气体，或温度计监测到温度升高至阈值时，控制器启动强制通风风扇进行通风，在良好自然通风的基础上，再进一步提高空气流动性。更为优选地，可直接采用光伏发电组件所发电力进行驱动，强制通风风扇可选用防爆型，同时可设置蓄能器供夜间使用。
36.光伏组件所发的电能，可供站场用电设施使用，如图3所示；也可供制冷单元制冷，如图4所示。优选地，本实施例的低温储罐绝热装置还包括制冷单元、冷屏流通管和冷屏，制冷单元通过安装在罐壁保温层的冷屏流通管连接冷屏，且制冷单元的电源输入端电连接光伏发电组件的电源输出端。制冷单元的制冷剂通过冷屏流通管为冷屏供冷，从而进一步加强低温储罐的保冷，减少外界输入热量对罐内储存的低温介质的影响，降低蒸发率，提高绝热性能，同时节省了外供电能。被加热的制冷剂又返回制冷单元，重新被冷却后，继续供应冷屏使用，形成循环。
37.优选地，制冷剂可以根据所储存物料的储存温度，选择匹配温度的制造冷剂，例如环保允许的氟利昂、丙烷、乙烯、液氮、液氦等。此外，制冷剂的制冷工艺可采用压缩-膨胀工艺。
38.优选地，光伏组件可以在低温储罐外，另外修建基础及框架进行安装；也可以在低温储罐外表面预留预制件进行安装。可全面安装，也可部分位置安装。
39.需要说明的是，本实施例的低温储罐绝热装置适用于所有低温介质储罐，例如液化天然气储罐、液化石油气储罐、液氨储罐和液氢储罐等，也不限罐型。
40.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。