基岩洞穴构成的压缩气体储藏罐制造技术

一种由基岩洞穴１１构成的压缩气体储藏罐１０，在向形成于基岩中的地下洞穴供应泥浆、利用前述泥浆的泥浆压在从下方承载压力的状态下储藏通过压缩气体管１６送到前述地下洞穴１１的压缩气体，前述压气管１１从前述基岩洞穴１１的顶部１４向下方开口，前述基岩洞穴１１内的前述泥浆形成具有混合有浸入内壁面的空隙和裂纹并进行堵塞的堵塞材料的比重为１．０５－１．２０的轻泥浆３０构成的上层、和混合作为加重调整材料的大比重微细粉末的比重为１．２０－２．０的重泥浆１３构成的下层的两层结构。泥浆的间隙填充效果确保在基岩洞穴的顶部具有足够的液密封性和气密性，从而高效、经济、无泄漏地储存天然气等压缩空气和压缩气体。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种压缩气体储藏罐，该储藏罐利用基岩洞穴，向形成于基岩中的地下洞穴供应泥浆，将通过压气管压送到前述地下洞穴中的空气、天然气等压缩气体，在利用前述泥浆的泥浆压从下方承受压力的状态下被储藏起来。
技术介绍
用于压缩空气储藏气体涡轮发电机的压缩空气储藏罐(CAES)，例如是将压缩空气储藏在形成于地下的密闭空间中的罐体。由于在地下很深的深度构筑、设置这样的储藏压缩空气或天然气等压缩气体的罐体一般很困难的，所以例如在特开平9-154244号公报和特开平11-153082号公报中提出原样利用在硬质石岩等基岩中挖掘形成的地下洞穴或废坑作为压缩气体储藏罐。若采用这样的基岩洞穴，则由于在储藏压缩气体时因基岩龟裂等使压缩气体易于泄漏，所以必须改善其气密性。作为提高基岩洞穴气密性的方法，在基岩洞穴的内壁面上进行混凝土衬砌的方法，粘贴橡胶板的方法，构造水封隧道的方法等之外，还可以考虑向基岩洞穴中供应泥浆、利用包含在泥浆中的膨润土等泥浆成分在内壁面形成泥锭，利用该泥锭堵塞基岩的空隙和裂纹的方法。采用这样形成的压缩空气储藏罐，例如通过连通作为储藏压缩空气的密闭空间的空气储藏室和设置在其上方的贮留池和联络通路，从空气储藏室的下部向其中供应由泥浆等构成的工作液，同时，根据压缩空气的储藏量使工作液在空气储藏室和贮留地之间流动，在利用工作液的静水压力从下方加压的状态下储藏压缩空气。而且，在利用剩余电力供应储藏压缩空气的夜间，伴随着压缩空气储藏量的增大，工作液向贮留地移动，在消耗压缩空气进行发电的白天，伴随压缩空气储藏量的减少，工作液向空气贮藏室移动。但是，在利用现在的泥浆提高基岩洞穴的气密性的方法中，特别是基岩洞穴的顶端部分在填充泥浆时易于残留有空气或气体，难以形成稳定的泥锭，存在不能充分堵塞空隙和裂缝的情况。另外，利用在由膨润土泥浆形成的液密封状态和由于压缩气体造成的气密封状态之间进行反复，在压缩空气储藏罐的工作中等进行气密性的自我修补，在易于残留压缩气体的基岩洞穴的顶端部分中也还是存在堵塞不充分的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于现有的问题而提出的，其目的是提供一种压缩气体储藏罐，该压缩气体储藏罐可以可靠地堵塞基岩洞穴的顶端部分并获得充分的气密性，同时，还可以在基岩洞穴的顶端部分中可靠地进行反复液密封状态和气密封状态的气密性的自我修补，可以在压缩气体不会逸出的稳定状态下进行储藏。本专利技术通过提供下述由基岩洞穴构成的压缩气体储藏罐来实现上述目的，该压缩气体储藏罐为向形成于基岩中的地下洞穴供应泥浆、利用前述泥浆的泥浆压在从下方承载压力的状态下储藏通过压缩气体管送到前述地下洞穴中的压缩气体，其特征为，前述压气管从前述基岩洞穴的顶部向下方开口，前述基岩洞穴内的前述泥浆形成具有混合有浸入内壁面的空隙和裂纹并进行堵塞的堵塞材料(例如防止泥浆损失剂)的比重为1.05-1.20的轻泥浆构成的上层、和混合作为加重调整材料的大比重微细粉末的比重为1.20~2.0的重泥浆构成的下层的两层结构。并且，本专利技术的压缩气体储藏罐，优选将前述轻泥浆通过前述压气管压入供应到填充了前述泥浆的基岩洞穴中。进而，本专利技术的压缩气体储藏罐，优选将前述基岩洞穴制成的地下洞穴，该地下洞穴是向着作为与前述压气管的连接部分的前述顶部使其顶端部分形成上坡且沿横向延伸设置形成的。进而，本专利技术的压气储藏罐，优选通过形成于地下的竖井将前述重泥浆供应给前述基岩洞穴，在该竖井中并列设置有反渗透膜制成的水管、深层曝气管等附属设备。在此，上述的轻泥浆例如为向膨润土泥浆中加入作为填充材料的平均粒径为10-20微米左右的碳酸钙粉末等的、比重为1.05-1.20的泥浆。并且，在该轻泥浆中，作为在形成堵塞基岩的空隙和裂纹的泥锭时的核的堵塞材料，例如混合有防止泥浆损失剂(LCM)。通过存在这样的填充材料和堵塞材料，在基岩的空隙和裂纹中确实且牢固地形成泥锭，可以保持稳定的气密性。并且，上述的重泥浆是将作为加重调整材料的重晶石和赤铁矿等大比重微细粉末在难以沉降的稳定的状态下混合到膨润土泥浆中的悬浊液，是具有大约1.2-2.0左右的比重的泥浆。利用这样的重泥浆的大比重，可以使基岩洞穴内的泥浆确实地保持轻泥浆在上层的两层结构，使轻泥浆很容易地紧密附着到作为难以堵塞空隙和裂纹的薄弱部分的基岩洞穴的顶端部分中，可在该顶端部分中平滑地形成泥锭。另外，为了在更长的时期内维持稳定的状态而不失去活性，优选在这些泥浆中适当地添加磷酸盐、褐煤类、苯乙烯磺酸—无水马来酸共聚体、聚丙烯酸类等分散剂。并且，上述轻泥浆通常比高价的上述重泥浆更为廉价。因此，通过利用双层结构将重泥浆的上层部分置换成轻泥浆，可以减少重泥浆的使用量，以提高经济效益，同时，通过在基岩洞穴内的泥浆减少时用廉价的轻泥浆进行补充，可以廉价地进行维护管理。而且，采用本专利技术的由基岩洞穴形成的压气储藏罐，由于供应压缩气体的压气管从基岩洞穴的顶部向下方开口，所以可以将空气等完全从基岩洞穴中排出且将泥浆没有残余的填充到基岩洞穴中，同时，通过将混合有堵塞材料的廉价轻泥浆紧密附着到基岩洞穴的顶端部分上，可以可靠并经济地堵塞储藏的压缩气体易于泄漏到外部的该顶端部分的空隙和裂纹。并且，若通过前述压气管将前述轻泥浆压入供应到被前述泥浆填充的基岩洞穴中，则由于前述轻泥浆挤出已填充的泥浆且在承受压力的状态下从基岩洞穴的顶部供应到顶端部分，所以利用这样的压力使轻泥浆高效浸入基岩的空隙和裂纹中，促进利用泥锭的形成而进行的堵塞。并且，即使由于向基岩的浸透而使轻泥浆减少，也可以通过前述压气管很容易地补充该廉价的轻泥浆，可以继续经济地保持堵塞空隙和裂纹的功能。进而，采用本专利技术的压气储藏罐，通过在竖井中并列设置反渗透膜制成的水管、深层曝气管等附属设备，有效地利用深挖掘至基岩洞穴而形成的竖井，可以进一步提高经济效益。附图的简要说明附图说明图1是表示在根据本专利技术的一个实施形式的压缩气体储藏罐中储藏压缩空气的情况的概括剖视图。图2是表示根据本专利技术的一个实施形式的压缩气体储藏罐中排出压缩空气并填充重泥浆的概括剖视图。图3是沿图1的A-A线的剖视图。图4是图1的B部的放大图。图5是表示根据本专利技术另一个实施形式的压气储藏罐的概括剖视图。实施本专利技术的最佳形式下面，参照附图详细说明本专利技术的优选实施形式。本实施形式的由基岩洞穴形成的压气储藏罐10，如图1-图4所示，在软质岩石地带中规定的深度(例如600m的深度)处作为地下洞穴形成的、以相当的长度(例如100m)横向延伸设置的岩石洞穴11中，储藏利用夜间的剩余电力生成的电力储藏用的压缩空气(压缩气体)。并且，采用本实施形式的压缩气体储藏罐10，在利用通过竖井12供应给基岩洞穴11的重泥浆13的静水压力从下方承受压力的状态下，使压缩空气贮留在基岩洞穴11中。并且，供应配给轻泥浆使其覆盖在供应给压缩气体储藏罐10中的重泥浆13的上方，利用重泥浆13和轻泥浆13的比重差，使压缩气体储藏罐10内的泥浆形成由轻泥浆30构成的上层和重泥浆13构成的下层所构成的两层结构。进而，采用本实施形式的压缩气体储藏罐10，基岩洞穴11以与竖井12的连接部分作为顶部14，其顶端部分15向着该顶部14形成上坡，将压缩空气供应给基岩洞穴11的压气管16从该顶部14向下方开口。基岩洞穴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由基岩洞穴构成的压缩气体储藏罐，向形成于基岩中的地下洞穴供应泥浆，在利用前述泥浆的泥浆压从下方承载压力的状态下，储藏通过压缩气体管送到前述地下洞穴中的压缩气体，其特征在于，前述压气管从前述基岩洞穴的顶部向下方开口，前述基岩洞穴内的前述泥浆形成具有混合有浸入内壁面的空隙和裂纹并进行堵塞的堵塞材料的比重为１．０５－１．２０的轻泥浆构成的上层、和混合作为加重调整材料的大比重微细粉末的比重为１．２０－２．０的重泥浆构成的下层的两层结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林正夫，西村宏之，
申请(专利权)人：林正夫，旭科技工程株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]