压气储能内衬洞室高分子密封层的气密与力学特性

高分子密封层是压气储能内衬洞室储存高压空气的关键结构,然而运营工况下高分子密封层的气密与力学特性仍不清晰,高压气体是否会透过高分子密封层?透过气体量有多少?这些问题仍没有解答。利用自行研制的高压气密试验仪器对丁基橡胶(IIR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、天然橡胶(NR)和玻璃钢(FRP)共4种高分子材料的渗透系数进行测定,并通过单轴拉伸试验获取其力学参数;提出压气储能内衬洞室的多场耦合控制方程并用2个试验洞的实测数据进行验证;结合试验数据和多场耦合控制方程,对典型运营工况下高分子密封层的气密与力学特性进行计算分析,结果表明:典型运营工况下,除玻璃钢外其余3种高分子密封层都会发生一定程度的空气泄漏,但泄漏量都比较小,满足压气储能洞室的气密性和力学特性要求,丁基橡胶和玻璃钢可以作为优先考虑的密封层材料。另外,本文所提出的多场耦合控制方程可以作为压气储能洞室分析的有力工具。