一种预制型非焊接装配化压缩气体安全耐久的存储装置的制作方法

1.本发明属于储气设备技术领域，具体涉及一种预制型非焊接装配化压缩气体安全耐久的存储装置。


背景技术：

2.压缩气体，是指在-50℃下加压时完全是气态的气体，包括临界温度低于或者等于-50℃的气体。对于压缩气体的存储，现有的实现方案有如下四种：
3.1、钢瓶储气瓶：焊接气瓶由用薄钢板卷焊的圆柱形筒体和两端的封头组焊而成；管制气瓶是用无缝钢管制成的无缝气瓶。它两端的封头是将钢管加热放在专用机床上通过旋压或挤压等方式收口成形的；冲拔拉伸制气瓶是将钢锭加热后先冲压出凹形封头，后经过拉拔制成敞口的瓶坯，再按照管制气瓶的方法制成顶封头及接口管等；缠绕式气瓶是由铝制的内筒和内筒外面缠绕一定厚度的无碱玻璃纤维构成的。铝制内筒的作用是保证气瓶的气密性。气瓶的承压强度依靠内筒外面缠绕成一体的玻璃纤维壳壁(用环氧酚醛树脂等作为黏结剂)。壳体纤维材料容易“老化”，所以使用寿命一般不如钢制气瓶。2、现浇混凝土储气站：如液化天然气储罐，由钢制内筒和预应力钢筋混凝土筒体穹顶组成。3、大型金属焊接储气站：承担内外压力的设备，具有多种结构形式，组成由壳体、封头、法兰、接管、支座等构成，这些部件均需要通过焊接组装成为一个整体。4、对地形地质改造加固的储气装置：如高压气地下储气井，需要将高压容器的承压部件从专业制造单位购进后进行一节一节的组装,并吊装到根据在建储气井单井容积钻好的井内。
4.现有的四种储气类产品，每种产品的缺点如下：
5.1、钢瓶储气瓶：压缩气体存储装置的预期使用寿命需要在七十年以上，现存的存储装置其主要材质为钢材，虽然耐压性较好，但是钢材料的耐腐蚀性不如其他的非金属材料，因此使用寿命远远低于混凝土材料。国家规定的混凝土建筑结构的设计寿命可达100年，自然寿命更长；
6.2、现浇混凝土储气站：现浇型的装置，受到现场气候、温度、质量、材质、人员的技术和管理水平等影响，本储气装置采用的预制化组件在工厂生产，组件材质稳定,同时现场标准化装配施工作业，可以避免上述不利影响；
7.3、大型金属焊接储气站：现有的大型储气装置，在焊接过程中，需要有焊接的施工面和条件，还要有足量的惰性气体保证焊接的质量，因此对安装的工作环境和操作面有较高难度的要求，本储气装置采用小的预制化组件组装而成，组件小到符合各种运输条件，并支持采用非焊接、常温常压下的物理方式组装；
8.4、对地形地质改造加固的储气装置：地面以上的岩穴用现有的方法进行气密改造难度较高，目前都是以地下较深处的岩穴改造为主,因此可利用的地形缺乏普遍性。。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种预制型非焊接装配化压缩气体安全耐久的存储装置，
以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。
10.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
11.一种预制型非焊接装配化压缩气体安全耐久的存储装置，包括存储容器，所述存储容器上连接有气密门和气密阀，所述气密阀上连接有热交换器及温控设备，所述存储容器包括骨架，所述骨架的顶部和底部分别连接有围护壳和底座；所述骨架的外部设有支撑件；
12.所述围护壳包括韧性内薄壳和外壳；所述韧性内薄壳连接在骨架的内侧，所述外壳连接在所述骨架的外侧。
13.优选的，所述骨架包括：直架以及连接在所述直架上端的弧架，所述直架和所述弧架的内侧设有桁架；所述直架通过节点组件连接在底座上，所述韧性内薄壳通过企口槽连接在直架的上端。
14.优选的，所述企口槽的内侧设有密封条。
15.优选的，所述桁架包括：主梁、横梁及支梁；所述主梁的下端支撑在底座上，其上端支撑在弧架上；所述横梁固定在主梁上，且两端支撑在弧架的内侧；所述支梁的一端固定在主梁外部，另一端支撑在弧架的内侧。
16.优选的，所述底座包括：地横梁、地纵梁及底板；所述地横梁和地纵梁均与地基连接，所述地横梁连接在地纵梁上，所述底板连接在地横梁上。
17.优选的，所述节点组件包括：连接槽、连接件及紧固螺栓；所述连接槽开设于直架的下端，所述连接件固定在地纵梁的上端，所述连接槽和连接件中均开设有与紧固螺栓相匹配的通孔，所述紧固螺栓穿过通孔将连接槽和连接件进行固定。
18.优选的，所述支撑件包括：支撑杆，所述支撑杆的下端铰接在弧架上，且支撑杆设置为可伸缩结构。
19.优选的，所述支撑杆包括内螺纹管以及连接在所述内螺纹管中的螺杆，所述螺杆的上端固定有支撑板。
20.优选的，所述外壳由砂浆及砌块构成。
21.本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种预制型非焊接装配化压缩气体安全耐久的存储装置，与现有技术相比，具有以下优点：
22.1、本发明的采用的预制化组件在工厂生产，采用机械化方式，配方精准度高，养护时间充足，组件材质稳定，克服混凝土现浇时存在的配方不稳定、搅拌不均匀、养护条件差等问题；
23.2、在常温常压下采用非焊接的卯榫、企口等结构进行物理连接组装，施工现场不需要大功率的电力接入、惰性气体储气罐等辅助设施，没有对安装焊接的工作面和工作环境的要求，既简便又安全，同时有很好的使用寿命；
24.3、本发明提出的存储容器对矿洞的地形选择没有特殊要求，可以先在矿洞内构造装配式储气装置，形成气密环境，再用砂浆及砌块对装置与岩穴之间的空隙填充，或用杆件体系连接储气装置和岩洞内壁支撑受力，即可大大提高储气的压力。
附图说明
25.图1为本发明的结构示意图；
26.图2为本发明存储容器的俯视剖面结构示意图；
27.图3为本发明存储容器的侧视剖面结构示意图；
28.图4为本发明骨架的结构示意图；
29.图5为本发明桁架的结构示意图；
30.图6为本发明底座的结构示意图；
31.图7为本发明节点组件的结构示意图；
32.图8为本发明支撑件的结构示意图。
33.图中：1、存储容器；101、气密门；102、气密阀；2、骨架；201、直架；202、弧架；203、桁架；204、企口槽；205、密封条；206、主梁；207、横梁；208、支梁；3、围护壳；301、韧性内薄壳；302、外壳；4、底座；401、地横梁；402、地纵梁；403、底板；5、支撑件；501、支撑杆；502、内螺纹管；503、螺杆；504、支撑板；6、节点组件；601、连接槽；602、连接件；603、紧固螺栓。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.本发明提供了如图1-8所示的一种预制型非焊接装配化压缩气体安全耐久的存储装置，包括存储容器1，所述存储容器1上连接有气密门101和气密阀102，所述气密阀102上连接有热交换器及温控设备。压缩空气存储系统运行时，先将空气进行压缩，通过热交换装置内系统，把压缩空气的压力和热能分离，高压气体存入本装置，在使用时通过系统的阀门控制把高压气体通过管道输送出来。把压缩气体产生的热量导出并控制舱内安全温度。
36.所述存储容器1包括骨架2，所述骨架2的顶部和底部分别连接有围护壳3和底座4。骨架2、围护壳3和底座4构成存储容器1的整体，为大型压缩空气站，可应用于特殊地形、受限地形，不利于大型装卸设备装卸的场景也可实施安装；城市改建场景，对周围影响较小的特殊环境。
37.所述围护壳3包括韧性内薄壳301和外壳302；所述韧性内薄壳301连接在骨架2的内侧，所述外壳302连接在所述骨架2的外侧。韧性内薄壳301使用高强度高韧性混凝土预制板件通过企口等方式安装在骨架上，其由高强度frp材料，使用高强度加筋混凝土都是用于标志性建筑和重要性建筑的材料，可以达到设计规范中设计使用寿命一百年的材料标准。所述外壳302由砂浆及砌块构成，砌块数量由压力设计决定，整体形成抗压耐压的储气装置，砂浆及砌块对装置与岩穴之间的空隙填充。使用配重砌块构成外壳，用于抵消内部气体膨胀力，也用于对抗外力冲击的保护。可以与支撑架构牢固连接，用于配重、填充体积，无强度要求(达到c20以上即可)，形状根据堆放处空间要求设计制造。
38.所述骨架2包括：直架201以及连接在所述直架201上端的弧架202，所述直架201和所述弧架202的内侧设有桁架203；所述直架201通过节点组件6连接在底座4上，所述韧性内薄壳301通过企口槽204连接在直架201的上端。所述企口槽204的内侧设有密封条205。可以提高密封效果。气体膨胀力通过弧架202和砌块传递到直架201上，由结构自身强度承受主
要的膨胀拉力，由混凝土砌块的自重力为辅助承载内部压力，向侧和向下的力再传递到桁架主梁上，最后传递到地梁及地基上，形成完整的力学传递路径。
39.所述桁架203包括：主梁206、横梁207及支梁208；所述主梁206的下端支撑在底座4上，其上端支撑在弧架202上；所述横梁207固定在主梁206上，且两端支撑在弧架202的内侧；所述支梁208的一端固定在主梁206外部，另一端支撑在弧架202的内侧。桁架由直杆组成的一般具有三角形、多边形、弧形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。
40.所述底座4包括：地横梁401、地纵梁402及底板403；所述地横梁401和地纵梁402均与地基连接，所述地横梁401连接在地纵梁402上，所述底板403连接在地横梁401上。地纵梁402有纵向抗拉的作用，与构造柱共成抗震限裂体系，减缓不均匀沉降的负作用。地横梁401固定两侧地基、底板，同时也有横向抗拉作用。底板403使用高强度板件，固定于地横梁、地纵梁上，共同形成片筏式基础，同时构成气密的整体。采用的预制化组件在工厂生产，采用机械化方式，配方精准度高，养护时间充足，组件材质稳定，克服混凝土现浇时存在的配方不稳定、搅拌不均匀、养护条件差等问题。
41.所述节点组件6包括：连接槽601、连接件602及紧固螺栓603；所述连接槽601开设于直架201的下端，所述连接件602固定在地纵梁402的上端，所述连接槽601和连接件602中均开设有与紧固螺栓603相匹配的通孔，所述紧固螺栓603穿过通孔将连接槽601和连接件602进行固定。
42.在安装直架201和地纵梁402时，将连接槽601套在连接件602的外部，并将紧固螺栓603穿入到通孔中，紧固通孔之后可以将直架201和地纵梁402进行固定。采用小的预制化组件组装而成，在常温常压下采用非焊接的卯榫、企口等结构进行物理连接组装，施工现场不需要大功率的电力接入、惰性气体储气罐等辅助设施，没有对安装焊接的工作面和工作环境的要求，既简便又安全，同时有很好的使用寿命。
43.针对与溶洞中建设存储容器，在所述骨架2的外部设有支撑件5，其支撑杆501，所述支撑杆501的下端铰接在弧架202上，且支撑杆501设置为可伸缩结构。所述支撑杆501包括内螺纹管502以及连接在所述内螺纹管502中的螺杆503，所述螺杆503的上端固定有支撑板504。通过转动螺杆503在内螺纹管502中移动，可以带动支撑板504定在溶洞的内壁，提高支撑强度。对矿洞的地形选择没有特殊要求，可以先在矿洞内构造装配式储气装置，形成气密环境，再用砂浆及砌块对装置与岩穴之间的空隙填充，或用杆件体系连接储气装置和岩洞内壁支撑受力，即可大大提高储气的压力。
44.本实施例中整个装置采用小的预制化组件组装成大型的压缩空气存储装置，组件小到符合各种运输条件(包括人力运输)，可以与现浇型装置等方式形成的规模媲美；预制化组件可以支撑组装构造成不同形式的各种架构；在常温常压下采用非焊接、的物理方式组装；拆除后，组件可以直接重复利用，组装到其他装置的项目中。
45.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的
保护范围之内。