本發(fā)明屬于地下結(jié)構(gòu)工程，具體涉及用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)，還涉及用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)施工方法。

背景技術(shù)：

1、壓縮空氣儲(chǔ)能被視為具發(fā)展?jié)摿Φ奈锢韮?chǔ)能技術(shù)，具有規(guī)模大、成本低、壽命長(zhǎng)、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)，而且涉及冷、熱、電多種能量形式的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化，便于耦合各種熱力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工作方式靈活性的改善以及系統(tǒng)效率的提高。

2、現(xiàn)有地下儲(chǔ)氣技術(shù)主要是利用鹽穴和廢棄礦洞進(jìn)行改造，大大限制了壓縮空氣儲(chǔ)能應(yīng)用范圍。相比于天然鹽穴和廢棄礦洞，硬質(zhì)巖石層分布較廣泛，在硬質(zhì)巖石層進(jìn)行人造地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)，可大大降低對(duì)地理?xiàng)l件依賴。但壓縮空氣儲(chǔ)能電站建設(shè)過程中，儲(chǔ)氣庫(kù)和輔助洞室的布置直接影響著工程的整體造價(jià)和工期，人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)布置設(shè)計(jì)與施工成為壓縮空氣儲(chǔ)能地下工程的重要內(nèi)容，積極探索具有靈活布置特性的新型儲(chǔ)氣方案，對(duì)于壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有地下儲(chǔ)氣技術(shù)主要利用鹽穴和廢棄礦洞進(jìn)行改造，限制了壓縮空氣儲(chǔ)能應(yīng)用范圍的問題。

2、本發(fā)明的另一目的是提供用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)施工方法。

3、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)，包括交通斜井，交通斜井一端貫通地面，交通斜井另一端連接有弧形連接段，弧形連接段另一端連接有儲(chǔ)氣庫(kù)單元，儲(chǔ)氣庫(kù)單元連接有交通豎井，交通豎井另一端貫通地面，交通豎井內(nèi)設(shè)有氣體輸送單元，氣體輸送單元與儲(chǔ)氣庫(kù)單元連通。

4、本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

5、氣體輸送單元包括進(jìn)氣管與出氣管，進(jìn)氣管與出氣管均設(shè)于交通豎井內(nèi)，進(jìn)氣管與出氣管一端貫通地面，進(jìn)氣管與出氣管另一端延伸至儲(chǔ)氣庫(kù)單元。

6、儲(chǔ)氣庫(kù)單元包括若干個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)，若干個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)均環(huán)形水平布置，若干個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)之間均通過連系洞連通，交通豎井與任一連系洞連通，進(jìn)氣管與出氣管通過連系洞延伸至靠近交通豎井的儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)，靠近交通豎井的連系洞內(nèi)設(shè)有連系洞封堵體。

7、儲(chǔ)氣庫(kù)包括洞體，洞體內(nèi)設(shè)有鋼襯，鋼襯與洞體內(nèi)壁之間設(shè)有鋼襯外包混凝土，靠近交通豎井的儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)還設(shè)有檢修閘門，檢修閘門、進(jìn)氣管、出氣管與鋼襯之間空隙填充有儲(chǔ)氣庫(kù)封堵體。

8、本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)施工方法，包括以下步驟：

9、s1.使用tbm開挖交通斜井至指定埋深；使用正井法開挖出交通豎井；

10、s2.在交通豎井內(nèi)布置破碎機(jī)，在交通斜井內(nèi)布置皮帶機(jī)；

11、s3.使用tbm開挖首個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)導(dǎo)洞，使用人工鉆爆法擴(kuò)挖出首個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)；使用人工鉆爆法開挖出豎井下部的連系洞，并與首個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)連通；

12、s4.使用tbm開挖出多個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)與連系洞，并通過連系洞將多個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)連通；

13、s5.在儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)設(shè)置鋼襯與鋼襯外包混凝土；在交通豎井內(nèi)布置進(jìn)氣管與出氣管并延伸至儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)；

14、s6.在連系洞內(nèi)設(shè)置連系洞封堵體；在儲(chǔ)氣庫(kù)填充儲(chǔ)氣庫(kù)封堵體，完成儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)施工。

15、本發(fā)明的另一技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于：

16、s3中使用tbm開挖首個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)導(dǎo)洞的具體內(nèi)容為：通過破碎機(jī)將渣料破碎后由皮帶機(jī)經(jīng)交通斜井運(yùn)輸至地面，通過開挖弧形連接段，確認(rèn)儲(chǔ)氣庫(kù)位置，使用tbm開挖首個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)導(dǎo)洞。

17、s5中在交通豎井內(nèi)布置進(jìn)氣管與出氣管并延伸至儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)的具體內(nèi)容為：在交通豎井內(nèi)布置進(jìn)氣管與出氣管并延伸至靠近交通豎井的儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)。

18、s6的具體內(nèi)容為：在靠近交通豎井的連系洞內(nèi)設(shè)置連系洞封堵體；在靠近交通豎井的儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)設(shè)置檢修閘門，檢修閘門、進(jìn)氣管、出氣管與鋼襯之間空隙填充儲(chǔ)氣庫(kù)封堵體，完成儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)施工。

19、本發(fā)明的有益效果是：

20、本發(fā)明提供的用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)及施工方法，解決了現(xiàn)有地下儲(chǔ)氣技術(shù)主要利用鹽穴和廢棄礦洞進(jìn)行改造，限制了壓縮空氣儲(chǔ)能應(yīng)用范圍的問題，通過設(shè)置合理的儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)，結(jié)合了人工鉆爆法和tbm法開挖的優(yōu)點(diǎn)，可快速建立地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)，且作業(yè)環(huán)境得到顯著改善，在工程量、成本區(qū)別不大的情況下節(jié)約了20％工期，改善了作業(yè)環(huán)境、施工效率高，快速實(shí)現(xiàn)了地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)的建立，對(duì)于壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用具有重要意義。

技術(shù)特征：

1.用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)，其特征在于，包括交通斜井(1)，所述交通斜井(1)一端貫通地面，所述交通斜井(1)另一端連接有弧形連接段(6)，所述弧形連接段(6)另一端連接有儲(chǔ)氣庫(kù)單元，所述儲(chǔ)氣庫(kù)單元連接有交通豎井(2)，所述交通豎井(2)另一端貫通地面，所述交通豎井(2)內(nèi)設(shè)有氣體輸送單元，所述氣體輸送單元與所述儲(chǔ)氣庫(kù)單元連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體輸送單元包括進(jìn)氣管(11)與出氣管(12)，所述進(jìn)氣管(11)與出氣管(12)均設(shè)于所述交通豎井(2)內(nèi)，所述進(jìn)氣管(11)與出氣管(12)一端貫通地面，所述進(jìn)氣管(11)與出氣管(12)另一端延伸至儲(chǔ)氣庫(kù)單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)氣庫(kù)單元包括若干個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)(3)，若干個(gè)所述儲(chǔ)氣庫(kù)(3)均環(huán)形水平布置，若干個(gè)所述儲(chǔ)氣庫(kù)(3)之間均通過連系洞(5)連通，所述交通豎井(2)與任一所述連系洞(5)連通，所述進(jìn)氣管(11)與出氣管(12)通過所述連系洞(5)延伸至靠近所述交通豎井(2)的儲(chǔ)氣庫(kù)(3)內(nèi)，靠近所述交通豎井(2)的連系洞(5)內(nèi)設(shè)有連系洞封堵體(4)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)氣庫(kù)(3)包括洞體，所述洞體內(nèi)設(shè)有鋼襯(8)，所述鋼襯(8)與洞體內(nèi)壁之間設(shè)有鋼襯外包混凝土(7)，靠近所述交通豎井(2)的儲(chǔ)氣庫(kù)(3)內(nèi)還設(shè)有檢修閘門(10)，所述檢修閘門(10)、進(jìn)氣管(11)、出氣管(12)與所述鋼襯(8)之間空隙填充有儲(chǔ)氣庫(kù)封堵體(9)。

5.用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)施工方法，其特征在于，使用權(quán)利要求4所述的用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)施工方法，其特征在于，s3中所述使用tbm開挖首個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)導(dǎo)洞的具體內(nèi)容為：通過破碎機(jī)將渣料破碎后由皮帶機(jī)經(jīng)交通斜井運(yùn)輸至地面，通過開挖弧形連接段，確認(rèn)儲(chǔ)氣庫(kù)位置，使用tbm開挖首個(gè)儲(chǔ)氣庫(kù)導(dǎo)洞。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)施工方法，其特征在于，s5中所述在交通豎井內(nèi)布置進(jìn)氣管與出氣管并延伸至儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)的具體內(nèi)容為：在交通豎井內(nèi)布置進(jìn)氣管與出氣管并延伸至靠近交通豎井的儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)施工方法，其特征在于，所述s6的具體內(nèi)容為：在靠近交通豎井的連系洞內(nèi)設(shè)置連系洞封堵體；在靠近交通豎井的儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)設(shè)置檢修閘門，檢修閘門、進(jìn)氣管、出氣管與鋼襯之間空隙填充儲(chǔ)氣庫(kù)封堵體，完成儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)施工。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)，包括交通斜井，交通斜井一端貫通地面，交通斜井另一端連接有弧形連接段，弧形連接段另一端連接有儲(chǔ)氣庫(kù)單元，儲(chǔ)氣庫(kù)單元連接有交通豎井，交通豎井另一端貫通地面，交通豎井內(nèi)設(shè)有氣體輸送單元，氣體輸送單元與儲(chǔ)氣庫(kù)單元連通。本發(fā)明還開了用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)施工方法。本發(fā)明公開的用于壓縮空氣儲(chǔ)能電站的人工地下儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)及施工方法，解決了現(xiàn)有地下儲(chǔ)氣技術(shù)主要利用鹽穴和廢棄礦洞進(jìn)行改造，限制了壓縮空氣儲(chǔ)能應(yīng)用范圍的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：彭會(huì)椿,鄭志鵬,李國(guó)華,楊忠,紀(jì)文棟,劉超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第三工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23