一种竖井储气硐群及压缩空气储能系统的制作方法

本发明涉及压缩空气储能，尤其涉及一种竖井储气硐群。

背景技术：

1、压缩空气储能技术是一种大规模、长时间、大容量的电能存储技术。在用电低谷时，通过压缩机把电能转化成空气内能并以高压空气的形式存储在储气系统中，在用电高峰时，将高压空气从储气系统中释放并通过膨胀机做功发电，把空气内能转化为电能释放出来。

2、压缩空气储能系统通过储气系统来存放上述的高压空气，储气压力通常在10mpa左右，属于中高压力范围。现有的储气系统分为地上储气系统和地下储气系统，地下储气系统尤其适合地下岩层区。

3、在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

4、由于压缩空气储能系统的储气系统与功率等级相关。现有的地下储气库多利用大型一体的洞穴，而现有的储气系统是一个大型储气罐，需要一次性建成，并且建成后储气容积不能更改，这导致现有的压缩空气储能系统调整的灵活性不高，建成后无法调整储气容量。由于压缩空气的储气容量和压力与其系统的效率及储电量直接相关，即，如果储气量能增加，压缩空气储能系统的储电量就能大幅增加，整个系统的可调性就大幅增加。基于此，亟待提供一种可以分期施工并且储气容积可调的储气系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可以分期施工的储气系统。

2、为达此目的，一方面，一种竖井储气硐群，包括至少一组竖井储气硐，上述竖井储气硐为柱形，由地表纵向向下延伸；上述竖井储气硐包括储气室和填充层，上述填充层靠近地表设置，上述储气室位于上述填充层的下端；上述储气室包括上封头、下封头、储气腔、进气管和出气管，上述上封头和上述下封头分别连接在上述储气腔的两端，上述上封头位于靠近上述填充层的一端，上述下封头位于远离填充层的一端；上述进气管和上述出气管均连接在上述上封头处。

3、优选地，上述储气室的纵深为80米-160米，横截面处径长为2米-12米；上述填充层的深度为至少20米；两两上述竖井储气硐之间中心线距离大于50米。

4、优选地，上述竖井储气硐有八组或者九组，两两上述竖井储气硐之间的中心线距离均相同。

5、优选地，上述填充层和围岩之间有第一锚固结构。

6、优选地，上述储气腔的结构为：由内向外依次为第一钢衬层和第一混凝土衬砌，上述第一钢衬层铺设在上述第一混凝土衬砌的内表面，第一混凝土衬砌的外表面与围岩固定连接。

7、优选地，上述钢衬层包括至少一节圆形钢管，至少一节上述压力钢管由下至上首尾依次固定连接。

8、优选地，上述下封头的结构为：由内向外依次为第二钢衬层和第二混凝土衬砌，上述第二钢衬层铺设在上述第二混凝土衬砌的内表面，上述第二混凝土衬砌的外表面与围岩固定连接；上述第二钢衬层与上述第一钢衬层固定连接。

9、优选地，上述上封头的结构为：由内向外依次为第三钢衬层和第三混凝土衬砌，上述第三钢衬层铺设在上述第三混凝土衬砌的内表面，上述第三混凝土衬砌的外表面与围岩固定连接；上述第三钢衬层与上述第一钢衬层固定连接。

10、优选地，至少两组上述竖井储气硐在地下布置的深度不同。

11、另一方面，一种压缩空气储能系统，包括上述的任一种竖井储气硐群。

12、本方案的有益效果：

13、现有技术的储气系统大多是在储气室的外部周围开竖井、巷道，使得设备可以进入地下，从竖井或者巷道内在地下挖洞，之后在洞内铺设储气室，储气室建造完毕后填埋竖井。可见，施工面的数量由直接决定施工速度，而施工面由竖井的数量决定，因此，现有的储气系统施工中，要提高施工速度就要多挖竖井，由于竖井在施工完毕后还要填埋，因此，现有技术的储气室的施工速度难以提高。本方案的竖井储气硐群是将储气室设计为多个单井布置在竖井储气硐中，储气室可以提前在地面上组装好，施工时从地上挖一口放置储气室的竖井，将提前组装好的储气室放入竖井后固定，最后在储气室上方填埋填充层。因此，本方案的竖井储气硐群在施工时只需挖一口放置储气室的竖井，有几个竖井储气硐挖几口井，储气室组装好后只需储气室上方填埋填充层，无需填埋整个竖井。因此，本方案井储气硐群施工时无需另外挖竖井和巷道，能够提高施工速度。此外，本方案井储气硐群施工时，每个竖井内均可独立施工，施工面互不干扰，可以进一步提高施工速度。再者，本方案井储气硐群可以分期施工，开始建造一个竖井储气硐即可保证压缩空气储能系统投入运行，后期如果需要增加储气量，可以再建造多个竖井储气硐，并入之前的压缩空气储能系统内使用。

14、基于此，本方案的压缩空气储能系统，具有施工速度快、可以分期施工、储气容积可调的优点。

技术特征：

1.一种竖井储气硐群，其特征在于，包括至少一组竖井储气硐，所述竖井储气硐为柱形，由地表纵向向下延伸；所述竖井储气硐包括储气室和填充层，所述填充层靠近地表设置，所述储气室位于所述填充层的下端；所述储气室包括上封头、下封头、储气腔、进气管和出气管，所述上封头和所述下封头分别连接在所述储气腔的两端，所述上封头位于靠近所述填充层的一端，所述下封头位于远离填充层的一端；所述进气管和所述出气管均连接在所述上封头处。

2.根据权利要求1所述的竖井储气硐群，其特征在于，所述储气室的纵深为80米-160米，横截面处径长为2米-12米；所述填充层的深度为至少20米；两两所述竖井储气硐之间中心线距离大于50米。

3.根据权利要求1所述的竖井储气硐群，其特征在于，所述竖井储气硐有八组或者九组，两两所述竖井储气硐之间的中心线距离均相同。

4.根据权利要求1所述的竖井储气硐群，其特征在于，所述填充层和围岩之间有第一锚固结构。

5.根据权利要求1所述的竖井储气硐群，其特征在于，所述储气腔的结构为：由内向外依次为第一钢衬层和第一混凝土衬砌，所述第一钢衬层铺设在所述第一混凝土衬砌的内表面，第一混凝土衬砌的外表面与围岩固定连接。

6.根据权利要求5所述的竖井储气硐群，其特征在于，所述钢衬层包括至少一节圆形钢管，至少一节所述压力钢管由下至上首尾依次固定连接。

7.根据权利要求1所述的竖井储气硐群，其特征在于，所述下封头的结构为：由内向外依次为第二钢衬层和第二混凝土衬砌，所述第二钢衬层铺设在所述第二混凝土衬砌的内表面，所述第二混凝土衬砌的外表面与围岩固定连接；所述第二钢衬层与所述第一钢衬层固定连接。

8.根据权利要求1所述的竖井储气硐群，其特征在于，所述上封头的结构为：由内向外依次为第三钢衬层和第三混凝土衬砌，所述第三钢衬层铺设在所述第三混凝土衬砌的内表面，所述第三混凝土衬砌的外表面与围岩固定连接；所述第三钢衬层与所述第一钢衬层固定连接。

9.根据权利要求1所述的竖井储气硐群，其特征在于，至少两组所述竖井储气硐在地下布置的深度不同。

10.一种压缩空气储能系统，其特征在于，包括权利要求1-权利要求9任一项所述的竖井储气硐群。

技术总结本发明公开了一种竖井储气硐群及压缩空气储能系统，涉及压缩空气储能技术领域。本发明的竖井储气硐群包括至少一组竖井储气硐，该竖井储气硐为柱形，由地表纵向向下延伸；该竖井储气硐包括储气室和填充层，该储气室包括上封头、下封头、储气腔、进气管和出气管。本发明提供的压缩空气储能系统包括上述的竖井储气硐群。本发明的竖井储气硐群具有施工时工期短，各个竖井储气硐可以独立施工并可分期施工；建成后使用中可以根据需求选择运行竖井储气硐的数量，进而调整的储气容积的优点。技术研发人员：张雪辉,陈平志,纪律受保护的技术使用者：华科超能（北京）能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26