CN115199935A - 一种基于裙边式密封膜的重力压缩空气储气*** - Google Patents

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梁法光
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Abstract

本发明公开了一种基于裙边式密封膜的重力压缩空气储气***，包括竖井、重力组件和裙边式密封膜，裙边式密封膜包括受拉层和密封层，受拉层延伸出密封层的部分裁剪为长条状形成裙边式密封膜的裙边段，裙边式密封膜两端的裙边段分别绑定在第一环形绑定环和第二环形绑定环上，裙边式密封膜除去裙边段的部分的两端通过螺栓分别锚固在重力组件底部和竖井内壁面。本发明将裙边式密封膜的柔性筒体通过螺栓锚固在壁面，且将裙边式密封膜的裙边段绑定在环形绑定环上，将锚固位置受力由单纯的摩擦力转换为摩擦力和拉应力共同作用，有效地防止密封膜运行过程中破损，在较大范围的气室压力下都可以实现较好的固定作用。

Description

一种基于裙边式密封膜的重力压缩空气储气***
技术领域
本发明涉及电能存储技术领域，尤其涉及一种基于裙边式密封膜的重力压缩空气储气***。
背景技术
压缩空气储能是利用电力***负荷低谷时的剩余电量，由电动机带动空气压缩机，将空气压入作为储气室的密闭大容量地下空间，即将不可储存的电能转化成可储存的压缩空气的气压势能并储存于贮气室中。当***发电量不足时，将压缩空气经换热器与油或天然气混合燃烧，导入燃气轮机做功发电，满足电力***调峰需要。
在重力压缩空气储气***中通过设置密封膜以防止气体外漏，目前密封膜的锚固一般是采用通过螺栓直接将密封膜固定的方式实现，该方式仅通过螺栓的预紧力产生的摩擦力将密封膜固定，一方面由于密封膜本身具有的弹性使得密封膜不能较好地压紧在壁面上，另一方面由于锚固孔位的产生导致锚固端密封膜的强度降低，容易造成密封膜撕裂。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的实施例提出一种基于裙边式密封膜的重力压缩空气储气***。
本发明提出了一种基于裙边式密封膜的重力压缩空气储气***，包括：
竖井，所述竖井的内壁面设置第一环形绑定环；
重力组件，所述重力组件可活动插接在所述竖井中，所述重力组件底部设置第二环形绑定环；
裙边式密封膜，所述裙边式密封膜包括受拉层和密封层，所述受拉层两端延伸出所述密封层，所述受拉层延伸出所述密封层的部分裁剪为长条状形成所述裙边式密封膜的裙边段，所述裙边式密封膜两端的所述裙边段分别绑定在所述第一环形绑定环和所述第二环形绑定环上，所述裙边式密封膜除去所述裙边段的部分的两端通过螺栓分别锚固在所述重力组件底部和所述竖井内壁面。
在一些实施例中，所述受拉层为单层或多层芳纶纤维层，所述密封层为橡胶层。
在一些实施例中，所述裙边式密封膜两端的所述裙边段通过锁扣分别固定在所述第一环形绑定环和所述第二环形绑定环上。
在一些实施例中，所述裙边式密封膜除去所述裙边段的部分为柔性筒体，所述柔性筒体的顶端向内翻折形成顶端相连的内环段和外环段，所述内环段固定连接所述重力组件底部，所述外环段固定连接所述竖井内壁面。
在一些实施例中，所述柔性筒体为锥形筒体，所述锥形筒体的顶端向内翻折形成顶端相连的内环锥形筒体段和外环锥形筒体段，所述内环锥形筒体段固定连接所述重力组件底部，所述外环锥形筒体段固定连接所述竖井内壁面，所述锥形筒体的底端外径大于所述锥形筒体的顶端外径。
在一些实施例中，螺栓穿过压板将所述裙边式密封膜锚固在壁面上，所述螺栓的锚固孔分布在所述裙边式密封膜的裙边间隙之间。
在一些实施例中，所述压板与所述裙边式密封膜之间设置密封垫圈。
在一些实施例中，所述重力组件包第一重力组件和第二重力组件，所述第一重力组件位于地下，所述第二重力组件位于地上，所述第一重力组件包括承压筒，所述承压筒底部开设安装槽，所述第二环形绑定环设置在所述安装槽内。
在一些实施例中，所述第二环形绑定环通过焊接固定在所述安装槽内。
在一些实施例中，所述承压筒用于放置重力块。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明将裙边式密封膜的柔性筒体通过螺栓锚固在壁面，且将裙边式密封膜的裙边段绑定在环形绑定环上，将锚固位置受力由单纯的摩擦力转换为摩擦力和拉应力共同作用，有效地防止了密封膜运行过程中破损，在较大范围的气室压力下都可以实现较好的固定作用。
本发明将裙边式密封膜的柔性筒体通过螺栓锚固在壁面上时，螺栓的锚固孔分布在裙边式密封膜的裙边间隙之间，可以有效避免螺栓对裙边段受力的影响。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为裙边式密封膜受拉层和密封层的设置方式示意图；
图2为一实施例提出的裙边式密封膜的结构示意图；
图3为另一实施例提出的裙边式密封膜的结构示意图；
图4为裙边式密封膜的柔性筒体结构示意图；
图5为一实施例提出的重力压缩空气储气***结构示意图；
图6为一实施例提出的裙边式密封膜锚固结构侧视图；
图7为一实施例提出的裙边式密封膜锚固结构正视图；
图8为另一实施例提出的裙边式密封膜锚固结构正视图；
图9为另一实施例提出的重力压缩空气储气***结构示意图；
附图标记说明：
1、竖井；2、第一环形绑定环；3、重力组件；4、裙边式密封膜；5、受拉层；6、密封层；7、裙边段；8、柔性筒体；9、锁扣；10、环形绑定环；11、压板；12、螺栓；13、第一重力组件；14、第二重力组件；15、承压筒；16、内环段；17、外环段；18、钢衬；19、重力块；20、限位元件；21、第二环形绑定环。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的基于裙边式密封膜的重力压缩空气储气***。
如图1-9所示，本发明的基于裙边式密封膜的重力压缩空气储气***，包括裙边式密封膜4、竖井1和重力组件3。其中，重力组件3可活动插接在竖井1中，重力组件3和竖井1之间存在缝隙，裙边式密封膜4设置在重力组件3和竖井1之间的缝隙中。
竖井1用于储存压缩空气，竖井1的内壁面设置第一环形绑定环2，裙边式密封膜4一端的裙边段7绑定在第一环形绑定环2上。在一些实施例中，在竖井1的内壁面设置钢衬18，钢衬18的设置使得裙边式密封膜4的一端可以更好地固定压紧在竖井1的内壁面。
环形绑定环10包括第一环形绑定环2和第二环形绑定环21，环形绑定环10用于与裙边式密封膜4的裙边段7进行绑定连接。其中，第一环形绑定环2设置在竖井1的内壁面，第二绑定环设置在重力组件3底部。
裙边式密封膜4包括受拉层5和密封层6，受拉层5两端延伸出密封层6。裙边式密封膜4由密封层6和受拉层5复合形成，具体为，裙边式密封膜4的受拉层5的长度大于密封层6的长度，且受拉层5的两端均延伸出密封层6，从而使得受拉层5部分暴露分布在密封层6的两端，受拉层5的主要作用是承受拉应力和压应力，受拉层5采用能够承受拉应力和压应力的材料，密封层6的主要作用是局部压缩进行密封，密封层6采用具有一定弹性的材料。
受拉层5延伸出密封层6的部分裁剪为长条状形成裙边式密封膜4的裙边段7。具体为，将受拉层5暴露分布在密封层6两端的部分裁剪为合适尺寸的长条形状，从而形成裙边式密封膜4的裙边段7。
在一些实施例中，受拉层5为单层或多层芳纶纤维层，密封层6为橡胶层。芳纶纤维层与橡胶层形成复合材料作为密封膜使用，其中，芳纶纤维是一种新型高科技合成纤维，具有高强度、高模量和耐高温、耐酸碱、重量轻等性能，适合作为密封膜的受拉层5使用；橡胶为具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状，适合作为密封膜的密封层6使用。
裙边式密封膜4两端的裙边段7分别绑定在第一环形绑定环2和第二环形绑定环21上，裙边式密封膜4除去裙边段7的部分的两端通过螺栓12分别锚固在重力组件3底部和竖井1内壁面。
裙边式密封膜4除去裙边段7的部分为柔性筒体8，柔性筒体8的顶端向内翻折形成顶端相连的内环段16和外环段17，内环段16固定连接重力组件3底部，外环段17固定连接竖井1内壁面。
具体为，裙边式密封膜4包括分布在两端的裙边段7和分布在中间的柔性筒体8，柔性筒体8的顶端向内翻折形成顶端相连的内环段16和外环段17，内环段16固定连接重力组件3底部，靠近内环段16的裙边段7绑定在第二环形绑定环21上；外环段17固定连接竖井1内壁面，靠近外环段17的裙边段7绑定在第一环形绑定环2上，从而在裙边式密封膜4、重力组件3以及竖井1位于裙边式密封膜4下方的区域之间围成储气腔。将裙边式密封膜4的裙边段7绑定在环形绑定环10上，在重力组件3运行过程中防止由于较大的气室压力导致裙边式密封膜4拉脱，增大摩擦力。
在一些实施例中，裙边式密封膜4两端的裙边段7通过锁扣9分别固定在第一环形绑定环2和第二环形绑定环21上。通过锁扣9将裙边式密封膜4的裙边段7固定在环形绑定环10上，具体方式可以为首先将相邻的多股裙边段7绑在一起，然后在端部连接锁扣9，锁扣9连接环形绑定环10从而将裙边段7与环形绑定环10连接；也可以首先将相邻的多股裙边段7合成一股并缠绕在环形绑定环10上，然后通过锁扣9固定，从而将裙边段7与环形绑定环10连接。可以理解的是，还可以采用其他的方式将裙边式密封膜4的裙边段7固定在环形绑定环10上。
在一些实施例中，柔性筒体8为锥形筒体，锥形筒体的顶端向内翻折形成顶端相连的内环锥形筒体段和外环锥形筒体段，内环锥形筒体段固定连接重力组件3底部，外环锥形筒体段固定连接竖井1内壁面，锥形筒体的底端外径大于锥形筒体的顶端外径。通过将裙边式密封膜4的柔性筒体8设置成锥形筒体结构，使得裙边式密封膜4的柔性筒体8翻折后小口端的内环锥形筒体段在内部，大口端的外环锥形筒体段在外部，使得内环锥形筒体段和外环锥形筒体段之间有间隙，使得储能和释能过程中重力组件3上下移动时能够方便的带动内环锥形筒体段上下移动。
将裙边式密封膜4的柔性筒体8锚固时，通过螺栓12穿过压板11将裙边式密封膜4锚固在壁面上，螺栓12的锚固孔分布在裙边式密封膜4的裙边间隙之间。锚固孔口预制螺纹，压板11与裙边式密封膜4之间设置密封垫圈。这种锚固方式一方面将裙边式密封膜4的柔性筒体8通过螺栓12锚固在壁面，另一方面将裙边式密封膜4的裙边段7绑定在设置在壁面上的环形绑定环10上，将锚固位置受力由单纯的摩擦力转换为摩擦力和拉应力共同作用，有效地防止密封膜运行过程中破损，在较大范围的气室压力下都可以实现较好的固定作用。另外，可以理解的是，裙边式密封膜4与重力组件3以及裙边式密封膜4与竖井1的锚固方式相同。
在一些实施例中，重力组件3包第一重力组件13和第二重力组件14，第一重力组件13位于地下，第二重力组件14位于地上，第一重力组件13包括承压筒15，承压筒15底部开设安装槽，第二环形绑定环21设置在安装槽内，第二环形绑定环21通过焊接固定在安装槽内。
承压筒15用于放置重力块19，重力块19可以为沙子，即将沙子填充在承压筒15中。在承压筒15的底部开设用于安装第二环形绑定环21的安装槽，即裙边式密封膜4的裙边段7通过锁扣9绑定在第二环形绑定环21上，裙边式密封膜4的柔性筒体8的一端通过螺栓12锚固在承压筒15底部，从而将裙边式密封膜4的一端固定在承压筒15底部。在一些实施例中，第二环形绑定环21焊接在承压筒15底部的安装槽内。
裙边式密封膜4与竖井1的锚固方式以及裙边式密封膜4与承压筒15的锚固方式相同。具体为，首先将第一环形绑定环2固定在竖井1内壁面，将裙边式密封膜4的裙边段7通过锁扣9绑定在第二环形绑定环21上，裙边式密封膜4的柔性筒体8的另一端通过螺栓12锚固在竖井1内壁面，从而将裙边式密封膜4的另一端固定在竖井1内壁面，从而在承压筒15、裙边式密封膜4和竖井1位于裙边式密封膜4的下方空间之间围成储气腔。承压筒15是由钢板围成的筒状结构，表面光滑，在与密封膜连接时，能够增大密封性；重力组件一般都是用混凝土制备，在高压空气作用下会出现漏气的情况，通过将承压筒15中填充沙子以替换混凝土重力块，能够提高气密性，防止从混凝土重力块中漏气，进而保证储气腔的密封特性，可以承受较高的压力，提升***储能的能量密度。
在一些实施例中，第一重力组件13位于地下，第二重力组件14位于地上，第一重力组件13包括承压筒15，承压筒15中填充重力块19，承压筒15的顶端设置限位元件20，第二重力组件14设置在限位元件20顶部。通过该限位元件20将向下移动的承压筒15支撑在竖井1的顶部的地面上，从而使得承压筒15位于最低限位处时，储气腔中留有一定的空间，使得储气腔中通入足量的压缩空气时能够将重力组件3顶起。第二重力组件14设置在限位元件20顶部，通过将重力组件3的第二重力组件14设置在地面上，在实现大能量存储时，无需将所有重力组件3都集中在竖井1中，可以减少竖井1的高度，从而降低竖井1的开挖工程量和工程难度。
在一些实施例中，第二重力组件14包括若干个叠加设置的重力件，若干个重力件叠加设置在限位元件20顶部，通过将第二重力组件14设置成多个重力件的形式，能够降低吊装时的难度，方便吊装施工。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述可以针对不同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于裙边式密封膜的重力压缩空气储气***，其特征在于，包括：
竖井，所述竖井的内壁面设置第一环形绑定环；重力组件，所述重力组件可活动插接在所述竖井中，所述重力组件底部设置第二环形绑定环；裙边式密封膜，所述裙边式密封膜包括受拉层和密封层，所述受拉层两端延伸出所述密封层，所述受拉层延伸出所述密封层的部分裁剪为长条状形成所述裙边式密封膜的裙边段，所述裙边式密封膜两端的所述裙边段分别绑定在所述第一环形绑定环和所述第二环形绑定环上，所述裙边式密封膜除去所述裙边段的部分的两端通过螺栓分别锚固在所述重力组件底部和所述竖井内壁面。
2.如权利要求1所述的重力压缩空气储气***，其特征在于，所述受拉层为单层或多层芳纶纤维层，所述密封层为橡胶层。
3.如权利要求1所述的重力压缩空气储气***，其特征在于，所述裙边式密封膜两端的所述裙边段通过锁扣分别固定在所述第一环形绑定环和所述第二环形绑定环上。
4.如权利要求1所述的重力压缩空气储气***，其特征在于，所述裙边式密封膜除去所述裙边段的部分为柔性筒体，所述柔性筒体的顶端向内翻折形成顶端相连的内环段和外环段，所述内环段固定连接所述重力组件底部，所述外环段固定连接所述竖井内壁面。
5.如权利要求4所述的重力压缩空气储气***，其特征在于，所述柔性筒体为锥形筒体，所述锥形筒体的顶端向内翻折形成顶端相连的内环锥形筒体段和外环锥形筒体段，所述内环锥形筒体段固定连接所述重力组件底部，所述外环锥形筒体段固定连接所述竖井内壁面，所述锥形筒体的底端外径大于所述锥形筒体的顶端外径。
6.如权利要求1所述的重力压缩空气储气***，其特征在于，螺栓穿过压板将所述裙边式密封膜锚固在壁面上，所述螺栓的锚固孔分布在所述裙边式密封膜的裙边间隙之间。
7.如权利要求6所述的重力压缩空气储气***，其特征在于，所述压板与所述裙边式密封膜之间设置密封垫圈。
8.如权利要求1所述的重力压缩空气储气***，其特征在于，所述重力组件包第一重力组件和第二重力组件，所述第一重力组件位于地下，所述第二重力组件位于地上，所述第一重力组件包括承压筒，所述承压筒底部开设安装槽，所述第二环形绑定环设置在所述安装槽内。
9.如权利要求8所述的重力压缩空气储气***，其特征在于，所述第二环形绑定环通过焊接固定在所述安装槽内。
10.如权利要求8所述的重力压缩空气储气***，其特征在于，所述承压筒用于放置重力块。
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