一种地下储气硐室及压缩空气储能系统的制作方法

本发明涉及领域压缩空气储能系统，尤其涉及一种地下储气硐室。

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，地下储气系尤其适合地下岩层区等有地下开挖条件的地区。

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：现有的一种储气系统为储气洞，储气洞整体呈圆柱形，横向布置在地下。该储气洞在施工时需在地下开挖圆柱形的洞，为了提高施工效率通常采用爆破形式开挖上述圆柱形的洞。但是横纵布置的储气洞在挖洞时对周围岩石的扰动较大，从地表看还增加了岩层损伤区的面积，影响储气洞本身的强度以及储气洞周围的地质情况。现有技术还有一种储气结构，储气室为长条形，储气室可以有多个，每个储气室都有两个盲端。但是随着储气室的数量增加，储气室的盲端的数量呈倍增加。在日常维护储气室的盲端处为薄弱环节，在设计、材料、生产、安装和集成等过程中都需要严格控制质量和工艺工程，安全裕度较小，容易出现安全生产事故。

4、基于此，亟待提供一种施工速度快、施工时对岩层扰动小，并能够长时间连续安全稳定的运行的储气系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种施工时对岩层扰动小的储气系统。

2、为达此目的，一方面，提供了一种地下储气硐室，包括：第一竖井、上巷道和储气库；该储气库包括储气腔、上封头、下封头、进气管路和出气管路，该储气腔呈柱状并竖直埋于地表下，该上封头密封连接在该储气腔的顶面，该下封头密封连接在该储气腔的底面；该第一竖井与该储气库并排布置；该上巷道的一端连接于该储气腔的侧壁，该上巷道水平延伸至该第一竖井，该上巷道的另一端与该第一竖井的下端连通，该第一竖井的上端延伸到地表面；该进气管路和该出气管路位于该上巷道和该第一竖井内。

3、优选地，还包括第二竖井和下巷道；该下巷道的一端连接于该储气腔的侧壁并位于该上巷道的下部，该下巷道水平延伸，该下巷道的另一端与该第二竖井的一端连通，该第二竖井的另一端延伸到地表面。

4、优选地，该进气管路位于该上巷道和该第一竖井内，该出气管路位于该下巷道和该第二竖井内；或者，该进气管路位于该下巷道和该第二竖井内，该出气管路位于该上巷道和该第一竖井内。

5、优选地，该上巷道与该下巷道并排布置，和/或该第二竖井与该第一竖井并排布置。

6、优选地，该储气腔的横截面呈圆形。

7、优选地，该储气腔包括钢衬层和混凝土衬砌，该钢衬层铺设在该混凝土衬砌的内表面，该混凝土衬砌的外表面与围岩固定连接。

8、优选地，该钢衬层内侧采用激光熔覆工艺进行涂覆。

9、优选地，该钢衬层包括至少一段圆形钢管，该圆形钢管由下至上首尾依次固定连接。

10、优选地，该储气腔包括非金属密封涂层和混凝土衬砌，该非金属密封涂层铺设在该混凝土衬砌的内表面，该混凝土衬砌的外表面与围岩固定连接。

11、另一方面，提供了一种压缩空气储能系统，至少一组上述的地下储气硐室。

12、本方案的有益效果：地下储气硐室，其储气库的储气腔呈柱状并竖直埋于地表下，上封头密封连接在储气腔顶面，下封头密封连接在储气腔的底面。地下储气硐室还包括上巷道和第一竖井，上巷道和第一竖井不直接布置在储气库的正上方，而是布置在离储气库较远的一侧，远离开挖储气库时造成的的岩石损伤区。上述地下储气硐室在开挖时，开挖爆破设备从上巷道和第一竖井进入，从储气库的侧方开挖或爆破。使得开挖时，储气库上封头和下封头处的围岩没有扰动，并且从地表看岩层损伤区的面积较小。因此，本方案提供的地下储气硐室在开挖时对周围岩石的几乎没有扰动，产生的岩层损伤区的面积较小。并且，日常检修维护仅针对上封头进行即可，大幅减少了维护的工作量，保证了储气库的长时间连续安全稳定的运行。

技术特征：

1.一种地下储气硐室，其特征在于，包括：第一竖井、上巷道和储气库；

2.根据权利要求1所述的地下储气硐室，其特征在于，还包括第二竖井和下巷道；

3.根据权利要求2所述的地下储气硐室，其特征在于，所述进气管路位于所述上巷道和所述第一竖井内，所述出气管路位于所述下巷道和所述第二竖井内；或者，所述进气管路位于所述下巷道和所述第二竖井内，所述出气管路位于所述上巷道和所述第一竖井内。

4.根据权利要求2所述的地下储气硐室，其特征在于，所述上巷道与所述下巷道并排布置，和/或所述第二竖井与所述第一竖井并排布置。

5.根据权利要求1所述的地下储气硐室，其特征在于，所述储气腔的横截面呈圆形。

6.根据权利要求1所述的地下储气硐室，其特征在于，所述储气腔包括钢衬层和混凝土衬砌，所述钢衬层铺设在所述混凝土衬砌的内表面，所述混凝土衬砌的外表面与围岩固定连接。

7.根据权利要求6所述的地下储气硐室，其特征在于，所述钢衬层内侧采用激光熔覆工艺进行涂覆。

8.根据权利要求6所述的地下储气硐室，其特征在于，所述钢衬层包括至少一段圆形钢管，所述圆形钢管由下至上首尾依次固定连接。

9.根据权利要求1所述的地下储气硐室，其特征在于，所述储气腔包括非金属密封涂层和混凝土衬砌，所述非金属密封涂层铺设在所述混凝土衬砌的内表面，所述混凝土衬砌的外表面与围岩固定连接。

10.一种压缩空气储能系统，其特征在于，包括至少一组权利要求1-权利要求9任一项所述的地下储气硐室。

技术总结本发明公开了一种地下储气硐室及压缩空气储能系统，涉及领域压缩空气储能系统，本发明的地下储气硐室包括：第一竖井、上巷道和储气库；该储气库包括储气腔、上封头、下封头、进气管路和出气管路，该储气腔呈柱状并竖直埋于地表下，该上封头密封连接在该储气腔顶面，该下封头密封连接在该储气腔的底面；该第一竖井与该储气库并排布置；该上巷道的一端连接于该储气腔的侧壁，该上巷道水平延伸至该第一竖井，该上巷道的另一端与该第一竖井的下端连通，该进气管路和该出气管路位于该上巷道和该第一竖井内。解决了现有技术中压缩空气储能系统及储气系统施工时对岩层扰动大的问题。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