压气储能遂昌地下储气库结构应力变形特性数值研究

为了解压气储能地下储气库结构应力变形特性,以浙江遂昌拟建压气储能电站地下储气库为研究对象,采用热力耦合理论对运行条件下储气库的密封层、衬砌、围岩的应力变形特性及其变化过程进行了研究。研究表明:在循环充放气条件下,因储气库内压缩空气与密封层之间的热交换致使密封层温度出现较大幅度上升,而混凝土衬砌和围岩温度上升幅度较小。在距洞壁较近处,各结构层在高压作用下产生了较大的应力和位移,但随着与洞壁表面距离的增加,应力和位移逐渐减小。各结构层应力和变形均在允许范围内,储气库围岩稳定性良好。在循环压力的作用下,各结构层温度、位移及应力均呈现周期性的变化特征,且距洞壁越近,其变化幅度越大,而远离洞壁的围岩的温度及力学响应明显滞后。

气垫式调压室热力学特性及其对围岩应力变形的影响

为了解气垫式调压室气室内压缩气体温度和压力变化规律及其对调压室围岩的应力变形特性的影响,基于水位波动方程和能量守恒方程,提出了考虑传热影响的调压室压缩空气热力学过程的计算模型,并进行合理性分析。采用裂隙岩体单向热力耦合数值方法,将调压室内空气的压力和温度作为瞬时变化边界条件,对调压室围岩的应力变形特性进行了深入分析。结果表明:在调压运行工况条件下,调压室内的空气压力和温度将发生大幅度波动变化,进而会导致围岩温度也出现相应的改变,且围岩温度呈现出显著的不均匀分布特点;节理裂隙处的岩石温度变化相对较大,且出现了较大的拉应力。

气垫式调压室压缩空气热力学分析研究

为了解气垫式调压室气室内温度和压力变化过程,在水位波动方程和能量守恒方程基础上,提出了考虑传热影响的调压室内压缩空气温度和压力的计算方法,并进行了合理性验证。研究结果表明,调压室在运行工况条件下,气室内气体温度可能出现大幅度的变化,并且气室内压缩空气有可能出现负温现象;气室初始高度、初始压强、气体初始温度和水体温度对气室内压缩空气状态演化规律都有较显著的影响。

地下储气库压缩空气温度时空分布与温控方法

为准确认识压气储能电站地下储气库在初次运行条件下的压缩空气动态热力学特性,建立了考虑压缩空气与围岩间共轭传热以及非等温流动的储气库热力学数值分析模型,并对其合理性进行了验证。通过对比分析等容积条件下不同洞室形状的储气库压缩空气热力学特性变化过程以及温度空间分布规律,提出了两种压缩空气的温控工艺并对其效果进行了分析。研究结果表明,不同洞室形状的储气库在相同工作压力下的压缩空气平均温度值差异较大;洞室形状对储气库压缩空气温度空间分布规律影响显著,其中隧道式储气库出现了局部高温现象;延长初次充气时间对隧道式储气库的温控效果较差,而合理布置进出气口位置对隧道式储气库的温控效果良好。