大容量罐式压缩空气储能电站地下高压储气系统技术方案

本实用新型专利技术提供了大容量罐式压缩空气储能电站地下高压储气系统，包括设置于地下岩体中的储气洞室，所述储气洞室的洞壁由内向外依次设置密封层和混凝土衬砌；其特征在于：所述储气洞室设置多个，储气洞室在地下岩体内竖向布置，储气洞室设置式为大罐式，顶部设置为半球型式；储气洞室侧壁与竖井相连，竖井顶部与地面连通，储气洞室侧壁与竖井底部之间设置封堵体；储气洞室预留一个进/出气口，进/出气口连接进/出气管道。本实用新型专利技术的各个储气洞室可独立施工运行，降低各个储气洞室间的相互影响，安全性高，本实用新型专利技术充分利用岩层的物理特性，有利于推广普及。有利于推广普及。有利于推广普及。

【技术实现步骤摘要】
大容量罐式压缩空气储能电站地下高压储气系统


[0001]本技术涉及压缩空气储能
，具体涉及大容量罐式压缩空气储能电站地下高压储气系统。

技术介绍

[0002]压缩空气储能具有规模大、成本低、寿命长、对环境友好等特点，而且涉及冷、热、电多种能量形式的存储和转化，便于耦合各种热力系统，实现工作方式灵活性的改善以及系统效率的提高，是最有发展前景的大规模储能技术之一。地下高压储气系统作为压缩空气储能电站的主要组成部分，是压缩空气储能电站选址的决定因素，也是其运行性能和可靠性的技术关键。
[0003]人工内衬洞穴以混凝土作为衬砌，配合密封层和围岩组成，高压储气所产生的荷载主要由围岩承受，混凝土衬砌配合密封层确保密封良好，可使储气压力更高。然而，现有的人造内衬洞穴无法满足单体容量大，工程量小，单洞造价低，比表面积小等要求。
[0004]因此，如何进行压缩空气储能地下高压储气系统建设，如何设计地下高压储气系统是亟需解决的关键问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的不足，本技术的目的在于提供大容量罐式压缩空气储能电站地下高压储气系统。本技术的各个储气洞室可独立施工运行，降低各个储气洞室间的相互影响，安全性高，本技术充分利用岩层的物理特性，有利于推广普及。
[0006]为解决上述技术问题，本技术通过下述技术方案实现：
[0007]大容量罐式压缩空气储能电站地下高压储气系统，包括设置于地下岩体中的储气洞室，所述储气洞室的洞壁由内向外依次设置密封层和混凝土衬砌；其特征在于：所述储气洞室设置多个，储气洞室在地下岩体内竖向布置，储气洞室设置式为大罐式，顶部设置为半球型式；储气洞室侧壁与竖井相连，竖井顶部与地面连通，储气洞室侧壁与竖井底部之间设置封堵体；储气洞室预留一个进/出气口，进/出气口连接进/出气管道。
[0008]进一步的：所述储气洞室底部设置为半球型式，中部结构设置为圆柱体型式，满足受力状态均匀，不存在尖角应力集中的情况。
[0009]进一步的：所述储气洞室适用于II、III类围岩，埋深H在100 ~ 200 m，储气内压P ≤10.5 MPa。
[0010]进一步的：相邻两个储气洞室之间的洞间距L范围应满足（3.0~ 5.0）倍的储气洞室开挖直径D。
[0011]进一步的：所述封堵体为柱状，封堵体宽度T满足（1.5~ 2.0）倍的储气洞室开挖直径D。
[0012]进一步的：所述储气洞室直径d范围为20 m~ 40 m，中部结构的高度Hc范围为40 m ~ 80 m。
[0013]进一步的：所述密封层可采用钢材，钢材为普通钢材或不锈钢，普通钢材的厚度设置为10 mm~20 mm，不锈钢的厚度设置为2mm~5mm。
[0014]进一步的：所述密封层可采用高分子材料，高分子材料为塑料或橡胶，厚度设置为5mm ~ 8mm。
[0015]进一步的：所述竖井作为施工期主要作为储气洞室的施工通道，在运行期和检修期作为进/出气管道的布置通道。
[0016]本技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0017]本技术提出的大容量罐式压缩空气储能电站地下高压储气系统可根据存储体积和规模布置地下洞室的尺寸，此外，能够根据场地的地址条件确定合理埋深和洞间距，保证围岩的稳定性。该系统中储气洞室可独立施工运行，降低洞室间相互影响，安全性高。洞室的比表面积小，造价低，工程量小，能够充分利用岩层的物理特性，且有利于推广普及，可以为压缩空气储能电站的建设和推广提供新的设计思路。
附图说明
[0018]图1是本技术大容量罐式压缩空气储能电站地下高压储气系统的布置图；
[0019]图2是本技术大容量罐式压缩空气储能电站地下高压储气系统的结构示意图；
[0020]图3是本技术大容量罐式压缩空气储能电站地下高压储气系统的剖视图。
[0021]附图标记：2
‑
储气洞室，4
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封堵体，5
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竖井，6
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进/出气管道，7
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中空段，8
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密封层，9
‑
混凝土衬砌。
实施方式
[0022]为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合具体实施例对本技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本技术的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本技术的限制。
[0023]下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明，但并不作为对本技术限制的依据。
[0024]如图1至3所示，大容量罐式压缩空气储能电站地下高压储气系统，包括设置于地下岩体中的储气洞室2，所述储气洞室2的洞壁由内向外依次设置密封层8和混凝土衬砌9；所述储气洞室2设置多个，储气洞室2在地下岩体内竖向布置，储气洞室2设置式为大罐式，顶部设置为半球型式；储气洞室2侧壁与竖井5相连，竖井5顶部与地面连通，储气洞室2侧壁与竖井5底部之间设置封堵体4；储气洞室2预留一个进/出气口，进/出气口连接进/出气管道6，进/出气管道6为DN600。
[0025]地下储气洞室2的洞壁内衬有混凝土衬砌9和密封层8，其设计理念是“密封材料保持储气库气密性，由围岩承担高内压荷载，混凝土的作用是将气体压力均匀地传递到岩体中”。
[0026]所述储气洞室2底部设置为半球型式，中部结构设置为圆柱体型式，满足受力状态均匀，不存在尖角应力集中的情况。
[0027]所述储气洞室2适用于II、III类围岩，埋深H在100 ~ 200 m，储气内压P ≤ 10.5 MPa，并且可以进行高频循环运行。
[0028]相邻两个储气洞室2之间的洞间距L范围应满足（3.0~ 5.0）倍的储气洞室开挖直径D。
[0029]所述封堵体4为柱状，封堵体4宽度T满足（1.5~ 2.0）倍的储气洞室开挖直径D，应满足抗滑稳定要求。
[0030]储气洞室2埋深和洞间距根据抗抬安全系数确定，抗抬安全系数控制在3.0以上；其中抗抬安全系数采用极限平衡法（圆台理论）和强度折减法计算。
[0031]所述储气洞室2直径d范围为20 m~ 40 m，中部结构的高度Hc范围为40 m ~ 80 m。
[0032]所述密封层8可采用钢材，钢材为普通钢材或不锈钢，普通钢材的厚度设置为10 mm~20 mm，不锈钢的厚度设置为2mm~5mm。
[0033]所述密封层8可采用高分子材料，高分子材料为塑料或橡胶，厚度设置为5mm ~ 8mm。
[0034]所述竖井5作为施工期主要作为储气洞室2的施工通道，在运行期和检修期作为进/出气管道6的布置通道。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大容量罐式压缩空气储能电站地下高压储气系统，其特征在于：包括设置于地下岩体中的储气洞室，所述储气洞室的洞壁由内向外依次设置密封层和混凝土衬砌；其特征在于：所述储气洞室设置多个，储气洞室在地下岩体内竖向布置，储气洞室设置式为大罐式，顶部设置为半球型式；储气洞室侧壁与竖井相连，竖井顶部与地面连通，储气洞室侧壁与竖井底部之间设置封堵体；储气洞室预留一个进/出气口，进/出气口连接进/出气管道。2.根据权利要求1所述的大容量罐式压缩空气储能电站地下高压储气系统，其特征在于：所述储气洞室底部设置为半球型式，中部结构设置为圆柱体型式，满足受力状态均匀，不存在尖角应力集中的情况。3.根据权利要求1所述的大容量罐式压缩空气储能电站地下高压储气系统，其特征在于：所述储气洞室适用于II、III类围岩，埋深H在100 ~ 200 m，储气内压P ≤ 10.5 MPa。4.根据权利要求1所述的大容量罐式压缩空气储能电站地下高压储气系统，其特征在于：相邻两个储气洞室之间的洞间距L范围应满足3.0~ 5.0倍...

【专利技术属性】
技术研发人员：周勇，陈平志，张春生，刘宁，陈祥荣，徐江涛，鲍世虎，张洋，韩月，张晓艳，崔伟杰，刘士奇，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：