压缩空气储能电站地下硐库分节气压式检修门及设置方法与流程

本发明属于硐库检修门，具体地涉及一种压缩空气储能电站地下硐库分节气压式检修门及设置方法。

背景技术：

1、随着新能源比例不断提高和电力交易市场逐渐健全完善，压缩空气储能技术迎来了更大的发展机遇。

2、压缩空气储能技术是一种大型、长时间储能发电技术，其技术原理：在用弃风、弃光及低谷电阶段，利用电能驱动压缩机压缩空气，将其送往地下储气库中储存；在用电高峰期到来时，储气库中的高压空气经过换热器或燃烧室加热，被送至膨胀机内膨胀做功，驱动发电机发电，从而实现能源的削峰填谷功能。

3、压缩空气储地下储气库目前主要为盐穴储气库。它是利用水溶开采方式在地下较厚的盐层或盐丘中注入淡水，将盐岩层溶解，再将饱和或近饱和卤水排出，在地下形成盐穴。盐穴气库具有密封性好、稳定性高的优点。但盐穴气库受地理环境限制明显，需建设压缩空气储能电站的地区可能无盐岩分布，无法建设地下储气库。

4、除了盐穴储气库，近年来地下人工硐库也是压缩空气储能电站的一个重要选择。它是在地下硬质岩中人工开挖形成的具有一定体积的储气构筑物。根据气库形状，地下人工硐库可以分为如图4所示的大罐式和隧道式两种形式。

5、不管是何种形式的地下人工硐库，其硐壁结构如图3所示，从内向外主要由密封层、混凝土衬砌和围岩三部分组成。这种形式的储气库气密性由密封材料，如钢材提供，硐库稳定性和变形由混凝土衬砌提供。

6、人工硐库的优势主要体现在工程可控性强，可根据建设需求灵活布置。地下人工硐库是现阶段压缩空气储能工程项目的重点研发和示范方向。因此，从储气库方式来看，未来压缩空气储能电站储气方式将以人工硐库为主，其他储气方式为辅。

7、压缩空气储能电站经过5kw～1.5mw的实验性电站建设的验证，目前已投产项目基本达到了60mw～100mw等级，300mw等级项目也已在规划设计过程中。这些工程储气库工作压力变动幅度一般为数兆帕，储气库内基本压力也一般为数兆帕，甚至高达十兆帕以上。基本压力是储气库正常工作时的常存压力。

8、为了检修或是定期检测，需要人员、设备和材料进入气库。因此需要在硐库侧壁设置检修门。进库前要放空气库，将硐库内的压力降至大气压力。检修门的大小需要满足设备和材料进出库需求，检修门尺寸较大；同时，在硐库正常运行时，要承受高达十兆帕以上的高内压作用。

9、如果采用单检修门方案，仅靠增加检修门钢度，保证门体变形满足设计要求，则检修门的厚度较大，操作困难，并且内侧气压施加的巨大荷载都传递至门框，门框再将荷载传递给围岩。这种情况下，检修门附近的围岩受荷方式与其余部位差距较大，变形特征不同，很难保证检修门与周围密封层、衬砌和围岩的变形协调，很难保证检修门的密封性和长期稳定性。因此检修门的设计难度较大，是工程中需要解决的关键问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种压缩空气储能电站地下硐库分节气压式检修门及设置方法，通过在硐库侧壁第一层检修门的外侧设置数个压力可调节的气室，使硐库产生的压力传递至围岩，可以减小检修门与周边硐库变形的不协调问题，从而保证硐库的密封性和稳定性。

2、本发明所采用的技术手段如下所述：

3、一种压缩空气储能电站地下硐库分节气压式检修门，其硐库由外层围岩、中间层混凝土衬砌、内层密封层组成，该检修门设置于硐库侧壁上，在检修门的外侧设置有至少一个压力可调节的气室。

4、作为优选，在检修门的外侧具有一检修通道，该检修通道内设置有至少一个调节门，并形成至少一个由调节门、检修通道和检修门围成的气室。

5、作为优选，在检修通道内沿远离检修门的方向依次间隔设置有第一调节门、第二调节门、第三调节门三个调节门，并在三个调节门的靠近检修门的一侧分别形成第一气室、第二气室和第三气室三个气室。

6、作为优选，该检修通道内壁由混凝土衬砌围成，且在气室和混凝土衬砌之间还设置有密封层，以及在对应调节门位置处的混凝土衬砌上设置有卡槽，该调节门通过卡槽固定设置。

7、作为优选，在调节门上安装设置有节流阀，以及在气室内安装设置有气压传感器。

8、一种压缩空气储能电站地下硐库分节气压式检修门设置方法，包括以下步骤：

9、s1：在硐库侧壁上设置检修门；

10、s2：确定调节门的个数：在对应硐库型式和大小条件下，根据弹性基础理论计算硐库硐壁法向应力随硐壁距离的衰减曲线，进一步根据硐库拟储气的最大压力及调节门和检修门的设计承压能力，确定调节门的个数n；

11、s3：确定调节门的位置：由s3中的获得的衰减曲线最高点向下沿纵轴硐壁法向应力设置n个节点，每一节点对应横坐标硐壁距离的位置为各调节门的位置；

12、s4：根据s2和s3中确定的调节门的个数和位置，将调节门设置于检修门外侧预留的检修通道内，并在各调节门的靠近检修门的一侧形成对应数量的压力可调节的气室。

13、与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下：

14、本方案通过在检修门后设置分节的压力可调节的气室，可将储气库产生的压力传递至围岩，避免了硐库检修门周围因承压太大产生变形造成密封性和稳定性变差的问题。且本方案各气室均设置有压力传感器和节流阀，当硐库内压力减小或需要打开检修门时，可以实时调控各气室的压力，实现各气室之间设定的压力比例。

技术特征：

1.一种压缩空气储能电站地下硐库分节气压式检修门，其硐库(1)由外层围岩(13)、中间层混凝土衬砌(12)、内层密封层(11)组成，其特征在于，该检修门(2)设置于硐库(1)侧壁上，在检修门(2)的外侧设置有至少一个压力可调节的气室(4)。

2.根据权利要求1所述的压缩空气储能电站地下硐库分节气压式检修门，其特征在于，在检修门(2)的外侧具有一检修通道(6)，该检修通道(6)内设置有至少一个调节门(3)，并形成至少一个由调节门(3)、检修通道(6)和检修门(2)围成的气室(4)。

3.根据权利要求2所述的压缩空气储能电站地下硐库分节气压式检修门，其特征在于，在检修通道(6)内沿远离检修门(2)的方向依次间隔设置有第一调节门(31)、第二调节门(32)、第三调节门(33)三个调节门(3)，并在三个调节门(3)的靠近检修门(2)的一侧分别形成第一气室(41)、第二气室(42)和第三气室(43)三个气室(4)。

4.根据权利要求2所述的压缩空气储能电站地下硐库分节气压式检修门，其特征在于，该检修通道(6)内壁由混凝土衬砌(12)围成，且在气室(4)和混凝土衬砌(12)之间还设置有密封层(11)，以及在对应调节门(3)位置处的混凝土衬砌(12)上设置有卡槽(5)，该调节门(3)通过卡槽(5)固定设置。

5.根据权利要求4所述的压缩空气储能电站地下硐库分节气压式检修门，其特征在于，在调节门(3)上安装设置有节流阀，以及在气室(4)内安装设置有气压传感器。

6.一种压缩空气储能电站地下硐库分节气压式检修门的设置方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种压缩空气储能电站地下硐库分节气压式检修门及设置方法，其硐库由外层围岩、中间层混凝土衬砌、内层密封层组成，该检修门设置于硐库侧壁上，在检修门的外侧设置有至少一个压力可调节的气室，通过本方案，可以将作用于检修门的荷载，基本按照储气硐库其余部位的应力传递模式向围岩传递，从而减小单检修门方案中，检修门与硐库周边变形的不协调问题，从而保证硐库的密封性和稳定性。

技术研发人员：贾宁,刘顺,李彦利,尹宏磊,王洪播,张国龙
受保护的技术使用者：中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12