[實(shí)用新型]一種地下儲(chǔ)氣洞室的復(fù)合式氣密結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220383039.2
• 申請(qǐng)日: 2012-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202791331U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳麗芬;陳益民;劉寧;鄔遠(yuǎn)祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): F17C13/06
• 分類號(hào): F17C13/06
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 韓小燕

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種地下儲(chǔ)氣洞室的復(fù)合式氣密結(jié)構(gòu)。適用于壓縮空氣蓄能領(lǐng)域的地下儲(chǔ)氣工程。?

背景技術(shù)

當(dāng)今世界電力負(fù)荷很不均衡，季節(jié)的變化、甚至白天黑夜，差別也是很大。電能的儲(chǔ)存和合理利用，備受關(guān)注。其中壓縮空氣儲(chǔ)能電站利用電力負(fù)荷不滿的谷荷期間（比如夜間）用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)將壓縮空氣壓入地下儲(chǔ)氣洞中，等到用電高峰的峰荷期間（比如白天）再將壓縮空氣釋放出來(lái)注入燃燒室驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)蓄能發(fā)電，可使輸出功率增大到原來(lái)的2倍以上，具有廣闊的應(yīng)用前景。

雖然用于壓縮空氣的地下儲(chǔ)氣洞室結(jié)構(gòu)形式比較簡(jiǎn)單，但體積大，承受壓力高，壓縮空氣后的內(nèi)壓可以達(dá)到幾十MPa，對(duì)結(jié)構(gòu)的氣密性提出了很高的要求，確保在超高壓作用下洞室的氣密性是地下儲(chǔ)氣工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。目前國(guó)外常用的氣密性方案包括水封、鹽巖、海底布置等方式，但上述的氣密性方案都受現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件的限制，沒(méi)有普適性，特別是在內(nèi)陸地區(qū)很難找到能夠滿足上述要求的場(chǎng)址，極大地限制了壓縮空氣儲(chǔ)能電站的推廣。

鋼筋混凝土襯砌和鋼板襯砌在水電工程中也常作為水體密封結(jié)構(gòu)，但混凝土本身的強(qiáng)度不足以支撐幾十MPa荷載的作用，并且本身的氣密性能較差。鋼板雖然能夠滿足強(qiáng)度和氣密性的要求，但是作為承載結(jié)構(gòu)，造價(jià)極高，經(jīng)濟(jì)效益較差，兩者并不適合單獨(dú)推廣到地下儲(chǔ)氣洞室作為氣密性結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)較低、經(jīng)濟(jì)效益好的地下儲(chǔ)氣洞室的復(fù)合式氣密結(jié)構(gòu)，使地下儲(chǔ)氣洞室不再局限于特定的場(chǎng)址，便于推廣。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種地下儲(chǔ)氣洞室的復(fù)合式氣密結(jié)構(gòu)，其特征在于：緊貼地下儲(chǔ)氣洞室?guī)r壁由外向內(nèi)依次設(shè)有鋼筋混凝土襯砌、緩沖材料層和氣密鋼板。

所述緩沖材料層為聚氨基甲酸乙酯層。

所述氣密鋼板為薄鋼襯。

鋼筋混凝土襯砌與巖壁之間均勻設(shè)有若干排水管。?

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型利用薄鋼襯和鋼筋混凝土襯砌組成復(fù)合式氣密性結(jié)構(gòu)，利用薄鋼襯保證了良好的密閉性，同時(shí)又利用薄鋼襯和混凝土之間的緩沖材料來(lái)協(xié)調(diào)變形，將儲(chǔ)氣洞室內(nèi)壓均勻傳遞到周圍巖體中，將圍巖作為承載的主體，氣密性結(jié)構(gòu)不承壓或承擔(dān)小部分壓力。此種結(jié)構(gòu)形式既保證了地下洞室的整體穩(wěn)定性和運(yùn)行安全性，又極大地降低了工程造價(jià)和施工難度，有利于加快施工進(jìn)度，也為空氣儲(chǔ)能電站的大面積普及提供了可能性。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖及構(gòu)造細(xì)節(jié)圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)施例地下儲(chǔ)氣洞室采用復(fù)合式氣密結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)緊貼地下儲(chǔ)氣洞室5的巖壁由外向內(nèi)依次設(shè)有鋼筋混凝土襯砌1、氣密鋼板3，鋼筋混凝土襯砌1和氣密鋼板3之間利用聚氨酯甲酸乙酯作為緩沖材料層2。鋼筋混凝土襯砌1與巖壁之間均勻設(shè)有若干排水管4，以降低巖體中水分對(duì)地下儲(chǔ)氣洞室5的影響。本例中氣密鋼板3采用薄鋼襯，利用薄鋼襯和鋼筋混凝土襯砌1組成復(fù)合襯砌來(lái)保證洞室的氣密性，復(fù)合襯砌本身不是承載主體，荷載通過(guò)薄鋼襯和鋼筋混凝土襯砌1傳遞至洞周巖體，圍巖承擔(dān)了絕大部分荷載。同時(shí)，允許洞周圍巖、地表產(chǎn)生一定變形，通過(guò)控制圍巖變形量來(lái)確定儲(chǔ)氣洞室的埋深深度，利用混凝土襯砌1來(lái)保持圍巖的穩(wěn)定，利用薄鋼襯來(lái)保證氣密性。

本實(shí)施例的具體實(shí)施方案如下：

1、根據(jù)裝機(jī)規(guī)模，確定地下儲(chǔ)氣洞室5的體積和內(nèi)壓，綜合考慮地質(zhì)條件、施工、工程造價(jià)等因素確定洞室埋深，并將地表抬動(dòng)、圍巖變形量等數(shù)據(jù)作為埋深選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)；

2、在確定洞室埋深的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)復(fù)合式氣密結(jié)構(gòu)：通過(guò)控制混凝土裂縫進(jìn)行鋼筋混凝土襯砌1厚度、配筋形式設(shè)計(jì)；

3、鋼筋混凝土襯砌1和薄鋼襯之間利用聚氨酯甲酸乙酯作為緩沖材料，緩解回填混凝土與薄鋼襯之間的應(yīng)力集中，協(xié)調(diào)變形，保證荷載通過(guò)薄鋼襯、混凝土襯砌1傳遞至洞周巖體，保證鋼襯承受的荷載不超過(guò)自身的屈服強(qiáng)度。

當(dāng)然，上述說(shuō)明并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)，做出的變化、改添加或替換，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。?