5000m3 等级斜温层厚度对斜温层储盐罐影响分析

赵宇炜 王 铎 姜晓霞 姚 亮

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨150090）

化石能源是全世界各国能源利用组成的主体，即便我国近几年新能源产业发展迅猛，但根据国家能源局2021 年1 月发布的我国2020 年全国电力工业统计数据[1]显示，发电装机容量仍以火电为主。能源结构单一不利于社会稳定与国家安全，我国已经建立并投产了多个光热发电项目，为了保证发电的连续性，常常设置储盐罐。目前双罐方案较为成熟，国内应用较多，但与斜温层储罐方案相比，具有占地面积大、成本高、系统控制复杂的缺点。本文以有效容积5000m3的斜温层储盐罐为研究对象，采用数值模拟的方法分析斜温层厚度对罐壁的影响，希望能为斜温层储盐罐的设计与研究提供参考。

1 斜温储盐罐模型

斜温层储盐罐设计有效容积5000m3，常压，设计温度580℃，介质高温565℃，介质低温365℃，罐体内径30m，罐壁高度13.6m，设计液位12.42m，罐体材料为S34779。

1.1 模型。依据设计条件，按照GB50341-2014 进行罐体设计并适当合理简化后建立模型，几何参数见图1。考虑储盐罐为回转体结构，边界及载荷均为轴对称形式，因而建模时只建30°范围壳体。

1.2 边界条件。依据储盐罐轴对称结构形式，采用轴坐标系施加边界条件，罐底轴线处施加固定约束，罐顶轴线处仅允许Z向位移；罐底下表面施加Z 向位移约束，壳体左右两侧施加对称约束。温度方面初始温度设定10℃，罐底及罐底以上1m 高度罐壁温度为365℃，斜温层以上罐壁设定为565℃。考虑常见的斜温层厚度位于1m 到2m 区间，本次分别针对1m、1.25m、1.5m、1.75m、2m、2.25m、2.5m、2.75m 和3m 厚度进行分析。……