[发明专利]一种地下高压储气系统

说明书

本发明提供了一种地下高压储气系统，包括：环形硐室、横通道、竖井和闷头；所述环形硐室通过闷头首尾相接，形成储气空间；所述环形硐室的侧壁由内向外依次包括波形拱钢内衬组件和衬砌结构；所述横通道的一端通过闷头与环形硐室相连，其另一端与竖井的底端相连，竖井的顶端与地面连通；所述闷头设置在横通道与环形硐室的连接处。应用本发明可以减小气体压力对钢内衬的作用力，因此大大降低了钢内衬的厚度，节省了投资，进一步地，在施工钢内衬时也更加便捷，显著提高了施工效率。

技术领域

本申请涉及地下工程技术领域，尤其涉及一种地下高压储气系统。

背景技术

大规模储能技术是解决弃风、弃光问题，显著提高可再生能源消纳水平，推动主体能源由化石能源向可再生能源更替，实现“碳达峰”和“碳中和”的关键技术。其中，压缩空气储能被视为最具发展潜力的物理储能技术，具有规模大、成本低、寿命长、对环境友好等特点。

在现有技术中，通常采用在地下洞穴内设置储气容器的方法来实现压缩空气储能，该方法主要以储气容器的钢内衬自身的抗拉强度承担所储存气体的高压。为了提高钢内衬的承载能力，往往需要使钢内衬的厚度达到30～100mm，导致施工难度大，投资成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种地下高压储气系统，从而可以利用围岩自身的稳定性承担所储存气体的高压，可以减小钢板的厚度，降低工程投资。

本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种地下高压储气系统，包括：环形硐室、横通道、竖井和闷头；

所述环形硐室通过闷头首尾相接，形成储气空间；所述环形硐室的侧壁由内向外依次包括波形拱钢内衬组件和衬砌结构；

所述横通道的一端通过闷头与环形硐室相连，其另一端与竖井的底端相连，竖井的顶端与地面连通；

所述闷头设置在横通道与环形硐室的连接处。

较佳的，所述地下高压储气系统还进一步包括斜井，所述斜井的一端与环形硐室连接，另一端与地面连通，作为地下高压储气系统施工期间的施工通道，并在运营期间被封堵体封堵。

较佳的，所述波形拱钢内衬组件包括：钢内衬、玻璃钢、橡胶垫和润滑层；

所述钢内衬的周向均匀设置有多个向其内部凸起的波形拱，且各个波形拱沿钢内衬的轴向方向延伸；

每个波形拱的外侧均固定有与波形拱形状相匹配的玻璃钢，玻璃钢的外侧固定有橡胶垫；

所述钢内衬与衬砌结构之间，以及波形拱处橡胶垫与衬砌结构之间均设置有润滑层。

较佳的，所述闷头的底部设置有集水槽，集水槽通过管道与横通道连通；所述波形拱钢内衬组件还进一步包括排水盲管，排水盲管沿环形硐室的延伸方向，设置在各个波形拱处的玻璃钢和橡胶垫的中部，排水盲管的两端口与闷头底部的集水槽连通。

较佳的，所述钢内衬由沿环形硐室的轴线方向设置的多段钢内衬单元段拼接而成，每段钢内衬单元段由多块具有波形拱的钢板周向拼接而成。

较佳的，所述多段钢内衬单元段之间焊接固定，每段钢内衬单元段的多块钢板间焊接固定，焊接处形成焊缝；焊缝采用全熔透单面对接坡口焊，坡口在工厂预铣成型扇，焊缝对应的角度为60°。

较佳的，所述衬砌结构由内向外依次包括：钢筋混凝土二次衬砌、防水层和初期支护结构。

较佳的，所述闷头包括两个纵接头和一个横接头，其中，两个纵接头分别设置在闷头的两端，横接头设置在闷头的中部，且两个纵接头和横接头之间相互连通；