【技术实现步骤摘要】
拼装衬砌式压缩气体储能库
[0001]本技术涉及岩穴储能领域,具体是一种拼装衬砌式压缩气体储能库,主要用作在废弃岩穴、矿场平硐中的压缩天然气、氢气、惰性气体等储能库的施工。
技术介绍
[0002]压缩气体储能系统被认为是最有前途的大规模能量存储技术之一。对于受天气条件影响较大的各种“间歇性”可再生能源类型,例如风能和太阳能,以低成本获取其非高峰或过剩电力,转化成气体能量压缩和储存在浅埋储罐中。当需要时,将这种高压压缩气体释放以满足能量供应需求。为满足压力储量需求储罐的壁厚,材质要求较为苛刻,若采用深埋储罐现面临施工人员无法进入施工的困难。我国是资源大国,现阶段我国各地区拥有极大规模的废弃矿洞资源,部分废弃矿洞因开采的矿物特性在开采废弃后仍保持较好的结构稳定性,拥有很高的利用价值。利用废弃矿洞来建造压缩气体储能系统在在世界范围类尚无大规模应用,尚属前端技术。经大量调查资料证实,利用较好地质条件、较大埋深下的矿洞来建造压缩气体储能库是可行的。目前研究试点主要采用现浇结构来建造衬砌结构,这种施工方式虽具有简便易行的特点,但由于废弃矿洞内部空间的限制,很多施工机械无法开展工作且洞室施工量较大会导致施工时间久、大体积混凝土施工难等问题;而且由于该施工结构用于压缩气体储能领域,在气体注采阶段会造成衬砌层在压力变化下出现扩张、收缩的现象,长久下来出现混凝土砌筑结构出现裂缝破坏。为减小对废弃矿洞的影响,开发一种结构简单、施工方便、易于控制,在拥有良好结构强度的同时拥有较低成本的施工方式,将产生较好的经济及社会效益。
专利技术 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种拼装衬砌式压缩气体储能库,其特征在于:所述储能库从外至内依次包括初步固结层(2)、排水结构(3)、拼装衬砌主体(5)、保温层(15)和储能筒(16),所述初步固结层(2)施作在岩穴(1)的环形洞室岩体内壁,所述拼装衬砌主体(5)是采用超高性能混凝土砌筑片拼装而成,其内部形成与储能筒(16)外壁相匹配的储能腔,所述拼装衬砌主体(5)的相邻两个混凝土砌筑片之间通过拉杆结构(6)连接,所述储能筒(16)置于储能腔内,在储能筒(16)内壁设有隔离层(17);所述拼装衬砌主体(5)邻近洞口的一端设有预留孔道(11),所述储能筒(16)上设有储能管道(12),且储能管道(12)通过预留孔道(11)伸出拼装衬砌主体。2.根据权利要求1所述的一种拼装衬砌式压缩气体储能库,其特征在于:所述拼装衬砌主体(5)为外形截面呈城门型的柱体结构,其储能腔为两头球状中部截面圆形的类胶囊型结构,所述隔离层(17)紧贴在储能筒(16)内壁;所述拼装衬砌主体(5)的混凝土砌筑片包括近洞口端片体组、远洞口端片体组和中部的标准节片体组,所述近洞口端片体组拼接成内面为半球形的近洞口端衬砌结构,且近洞口端衬砌结构的中部设有预留孔道(11),所述远洞口端片体拼接成内面为封闭半球形的远洞口端砌筑结构,所述中部的标准节片体组拼接成内腔为圆筒状的中段砌筑结构;所述拼装衬砌主体(5)的混凝土砌筑片之间采用T型错缝拼接方式进行拼接,且拼接后的混凝土砌筑片采用张拉预应力筋(14)紧固。3.根据权利要求1或2所述的一种拼装衬砌式压缩气体储能库,其特征在于:所述储能库置于废弃岩穴(1)内,且所述废弃岩穴(1)为深平硐,所述初步固结层(2)是在深平硐内壁喷射混凝土形成的加固层;在废弃岩穴(1)的底部设有钢筋混凝土底板(20),所述拼装衬砌主体(5)置于钢筋混凝土底板(20)上方;在储能库远离岩穴(1)洞口端设有内封堵结构(4),邻近岩穴(1)洞口端设有外封堵结构(7),所述内封堵结构(4)和外封堵结构(7)均为现浇钢筋混凝土圆柱形结构,其外部设有外凸的混凝土环箍(401),所述储能库置于内封堵结构(4)与外封堵结构(7)之间,在外封堵结构(7)对应预留孔道(11)的位置设有圆形贯通孔道(700),所述储能筒(16)的储能管道(12)通过预留孔道(11)和圆形贯通孔道(700)伸出外封堵结构(7)。4.根据权利要求1或2所述的一种拼装衬砌式压缩气体储能库,其特征在于:所述拼装衬砌主体(5)还包括位于拼装衬砌主体(5)每个片体组底座对称布置的两条注浆孔道(10),所述注浆孔道(10)从拼装衬砌主体(5)的内壁斜向下通向其外壁,在完成所有混凝土砌筑片拼装施工并张拉预应力筋(14)后,通过注浆孔道(10)朝向拼装衬砌主体(5)外壁注入高强度砂浆形成高强度砂浆层(21),所述高强度砂浆层(21)与排水结构(3)之间设有防水板(22)。5.根据权利要求1或2所述的一种拼装衬砌式压缩气体储能库,其特征在于:所述排水结构(3)包括竖向排水管(301)、横向排水管(302)、排水管道(303)和蓄水池(304),所述竖向排水管(301)和横向排水管(302)均采用直径≥100mm的顶部打孔波纹管,在每根管体外部包裹透水土工布,且横向和竖向每隔500~1000mm铺满拼装衬砌主体(5)外表面,每根竖向排水管(301)两侧V型对称布置两根横向排水管(302),所述横向排水管(302)坡度为2%~5%,远离拼装衬砌主体(5)的一侧开有汇水孔洞,所述横向排水管(302)及竖向排水管(301)外周设有透水性混凝土层(305);所述排水管道(303)铺设在储能库两端底部,所述竖向排水管(301)和横向排水管(302)与排水管道(303)连通,并通过排水管道(303)通向储能库外的蓄水池(304)中。
6.根据权利要求1或2所述的一种拼装衬砌式压缩气体储能库,其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘绍卿,陈斌,谢亮,潘中祺,谢佳海,杨光煜,尤涵锐,吴琪,叶子航,于沉香,
申请(专利权)人:中冶武勘工程技术有限公司,
类型:新型
国别省市:
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