模拟压气储能电站储气库运行的试验装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种模拟压气储能电站储气库运行的试验装置，包括模型箱、空气压缩机、应变采集仪、用于施加围压的千斤顶、进气口缓冲器、出气口缓冲器和用于封闭制作完毕后的模型两端的钢塞；所述模型箱分别与空气压缩机、应变采集仪、千斤顶、进气口缓冲器和出气口缓冲器相连；所述应变采集仪与设于模型箱内部的应变采集装置相连接，所述千斤顶位于所述模型箱的上半部的两侧。采用本发明可以有效地模拟地下储气库在电站运行过程中的充放气过程，检测洞室内部各点的应力应变的变化，从而分析在运行过程中，地下储气库可能出现的问题。
【专利说明】
模拟压气储能电站储气库运行的试验装置
技术领域
[0001]本发明涉及地质工程研究领域，特别涉及一种模拟压气储能电站储气库运行的试验装置。【背景技术】
[0002]压缩空气储能系统是一种能够实现大容量和长时间电能存储的电力储能系统。它通过压缩空气储存多余的电能，在需要时，将高压空气释放通过膨胀机做功发电。
[0003]地下储气库是压缩空气储能系统的重要组成部分，是保障其运行性能和可靠性的技术关键。与一般地下洞室不同的是，进行压缩空气储能的地下储气库需要有良好的封闭性，以保证封存气体不会流失，保证储能系统的工作效率。
[0004]因此本领域技术人员致力于研发一种既具有良好的封闭性，又能模拟地下储气库在电站运行时的充放气过程，从而分析运行中地下储气库可能出现的问题的储气库运行试验装置。
【发明内容】
[0005]有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供一种能够模拟压气储能电站运行过程中洞室内部的应力应变状况的模拟压气储能电站储气库运行的试验装置，其包括:模型箱、空气压缩机、应变采集仪、用于施加围压的千斤顶、进气口缓冲器、出气口缓冲器和用于封闭制作完毕后的模型两端的钢塞;所述模型箱分别与空气压缩机、应变采集仪、千斤顶、进气口缓冲器和出气口缓冲器相连;所述应变采集仪与设于模型箱内部的应变采集装置相连接，所述千斤顶位于所述模型箱的上半部的两侧。
[0006]在一些实施例中，所述应变采集仪与模型箱内部的应变采集装置相连接的连接线，在模型制作同时嵌入在所述模型中。
[0007]在一些实施例中，所述钢塞的中间设有输气孔(输气孔指的是在钢塞中间预留的一条供气体输送的通道)。
[0008]在一些实施例中，所述钢塞与模型接触的面上涂有密封胶(这样可以防止气体的泄漏)。
[0009]在一些实施例中，所述模型箱的中间形成有用来储存高压气体的洞室。
[0010]在一些实施例中，所述洞室的直径为40cm，衬砌厚度为4cm。
[0011]在一些实施例中，所述洞室是由两钢板围设而成的，所述两钢板之间的间隙形成洞室的衬砌厚度。本实施例中的两钢板，用于在制作模型时确定模型的形状。
[0012]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实施例。
[0013]本发明的有益效果:本发明可以模拟地下储气库在电站运行过程中的充放气过程，检测洞室内部各点的应力应变的变化，从而分析在运行过程中，地下储气库可能出现的问题。
[0014]以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。【附图说明】
[0015]图1为本发明装置示意图。
[0016]图2为本发明的模型箱的纵截面示意图。
[0017]附图标记说明:模型箱1;空气压缩机2;应变采集仪3;千斤顶4;进气口缓冲器5;出气口缓冲器6;钢塞7;围岩相似材料8;混凝土衬砌相似材料9;钢板10;钢板11。【具体实施方式】
[0018]下面举出较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
[0019]实施例
[0020]本发明的目的是为了模拟压气储能电站运行过程中洞室内部的应力应变状况。如图1?图2所示，本实施例提供的模拟压气储能电站储气库运行的试验装置包括模型箱1、空气压缩机2、应变采集仪3、千斤顶4、进气口缓冲器5、出气口缓冲器6和钢塞7;模型箱1由钢板围成储气洞室的形状，在制作模型时确定模型的形状，模型制作完成后钢板可以拆除;模型箱1分别与空气压缩机2、应变采集仪3、千斤顶4、进气口缓冲器5和出气口缓冲器6相连； 空气压缩机2可以将空气压缩至试验预定的压力;应变采集仪3与模型箱内部的应变采集装置相连接，因此应变采集仪3可以采集模型内部的温度、压力变化，对模拟运行过程进行监测;千斤顶4可以对模型施加围压，从而模拟一定埋深下的运行情况;进气口缓冲器5和出气口缓冲器6可以使空气以一定的速率冲入/排出模型。
[0021]另外，本发明的空气压缩机2可以参照实际压气储能电站的运行状况，按照一定的速度向模型箱1内注入压缩空气。
[0022]进一步地，应变采集仪3与模型箱内部的应变采集装置(此处的应变采集装置为市售可得产品，例如:振弦式埋入式应变计GK-4202，用来监测模型箱内部混凝土衬砌的应变， 同时内置的温度传感器也可以监测测点的温度)相连接的连接线，在模型制作时就嵌入到模型中，这样可以有效地防止气体的泄漏。
[0023]如图1所示，千斤顶4位于模型箱的上半部的两侧，用于模拟一定埋深下的初始地应力状况;进气口缓冲器5用于把来自空气压缩机2的压缩空气缓冲，以一定的速度向模型箱1内注入，出气口缓冲器6可以控制模型箱1内部压缩空气的流出速度，使其以一定的速度从模型箱1内流出。
[0024]钢塞7用于在模型制作完毕后，封闭模型的两端，同时钢塞7的中间有输气孔;而且钢塞7与模型接触的面上涂有密封胶，这样可以防止气体的泄漏。
[0025]模型箱的截面图如图2所示。模型箱由围岩相似材料8、混凝土衬砌相似材料9(围岩相似材料8可用重晶石粉、石英砂、石膏、水按一定比例制作而成，具体比例应根据模拟围岩材料的参数而调整，衬砌相似材料9可用水泥、砂、碎石、水按一定比例制作而成，具体比例应根据模拟衬砌材料的参数而调整)组成。模型箱的中间形成有洞室，用来储存高压气体，洞室的直径40cm，衬砌厚度4cm。同时还有钢板10和钢板11，用于在制作地下洞室的模型时确定模型的形状。
[0026]本发明的模型制作过程如下:
[0027]如图2所示，制作地下洞室的模型时，首先将围岩相似材料8置入钢板10与模型箱之间的空间中；待围岩相似材料8制作成型之后，将钢板10拆下，把混凝土衬砌相似材料9置入钢板11与围岩之间的空间中。等混凝土衬砌相似材料9制作成型之后，将钢板11拆下，至此地下洞室的模型的制作基本完成。
[0028]采用本发明进行压缩空气储能运行过程模拟的操作如下:
[0029]1)首先将钢塞7塞入制作好的模型两端，然后通过千斤顶4对模型施加围压；
[0030]2)然后通过空气压缩机2将空气加压至预定压力，通过进气口缓冲器5，以固定的速率注入模型箱1内部;同时记录应变采集仪3的各种数据；
[0031]3)压缩空气注入之后，保持一定时间，然后将模型内部的压缩空气通过出气口缓冲器6以一定的速度从模型中放出；
[0032]4)将以上过程循环数次，通过应变采集仪3所记录的数据，分析压缩空气储能运行过程中的情况。
[0033]因此，采用本发明可以有效地模拟地下储气库在电站运行过程中的充放气过程， 检测洞室内部各点的应力应变的变化，从而分析在运行过程中，地下储气库可能出现的问题。[〇〇34]以上详细描述了本发明的各较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种模拟压气储能电站储气库运行的试验装置，其特征在于，其包括:模型箱、空气 压缩机、应变采集仪、用于施加围压的千斤顶、进气口缓冲器、出气口缓冲器和用于封闭制 作完毕后的模型两端的钢塞;所述模型箱分别与空气压缩机、应变采集仪、千斤顶、进气口 缓冲器和出气口缓冲器相连;所述应变采集仪与设于模型箱内部的应变采集装置相连接， 所述千斤顶位于所述模型箱的上半部的两侧;所述应变采集仪与模型箱内部的应变采集装 置相连接的连接线，在模型制作同时嵌入在所述模型中；所述模型箱的中间形成有用来储 存高压气体的洞室。2.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述钢塞的中间设有输气孔。3.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述钢塞与模型接触的面上涂有密封胶。4.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述洞室的直径为40cm，衬砌厚度为 4cm 〇5.如权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述洞室是由两钢板围设而成的，所述 两钢板之间的间隙形成洞室的衬砌厚度。
【文档编号】G01M99/00GK105938056SQ201610368143
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】彭益成, 叶斌, 程子睿, 叶为民, 陈永贵, 关雪飞
【申请人】上海电力设计院有限公司