压缩空气储能电站地下岩石内衬储气硐库的承压试验装置

本发明涉及压缩空气储能，具体为一种压缩空气储能电站地下岩石内衬储气硐库的承压试验装置。

背景技术：

1、压缩空气储能(compressed air energy storage，caes)技术是一种大容量长时物理储能技术，在电网用电低谷时将多余电能压缩空气并储存在储气容器中，在用电高峰时将高压空气释放并发电，其不涉及化石燃料的燃烧，不排放任何有害物质，对环境友好度高，可以大幅改善电网发电和用电的时空结构，增大电网的调峰能力，解决可再生能源的间歇性问题，是极具前景且热门的一项技术。

2、压缩空气储能系统主要利用地面钢罐/钢管、盐岩洞穴及人工内衬硐室等作为高压空气储存容器，出于经济性和安全性考虑，目前大规模的储存装置主要是依赖盐穴和人工内衬硐室，随着产业化的逐步推进，人工内衬硐室将逐步成为应用广泛的储气手段。由于人工硐室建设和试验成本高昂，国内目前还并未有建成的人工硐室，也没有针对于人工硐室受力条件的试验装置。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种压缩空气储能电站地下岩石内衬储气硐库的承压试验装置，以验证专用于储气的人工内衬硐室在高内压、高温变、高频率的交变荷载作用下密封层的密封性能、洞内温度变化过程以及衬砌和围岩的变形规律。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、压缩空气储能电站地下岩石内衬储气硐库的承压试验装置，包括主壳体、围岩，所述主壳体设于所述围岩的外侧并对其产生约束，所述主壳体的上下两面连接有用于密封和承受气压的主盖板；所述围岩的内侧设有密封层，所述密封层的环向具有柔性，所述密封层的上下两面连接有用于密封和承受气压的密封盖板，上面的所述密封盖板设有进气管道，所述进气管道的两端分别设于密封层的内侧和主盖板的外侧。

4、进一步地，所述主壳体与围岩之间设有侧压水袋，以分散所述围岩对主壳体的侧压力，减少所述承压试验装置的应力集中区域。

5、进一步地，所述密封层设于所述围岩的正中心，所述进气管道穿设于所述密封盖板和主盖板的正中心。

6、进一步地，所述密封层与所述围岩内侧的混凝土衬砌层贴合。

7、技术方案的作用及有益效果是：

8、本发明提供的压缩空气储能电站地下岩石内衬储气硐库的承压试验装置，主壳体具有一定的强度，承受整个承压试验装置在加载过程中侧压水袋以及围岩孔内空气产生的内外压力，确保整体承压试验装置不变形；并将其设置在围岩的外侧，对其内部的围岩产生约束；围岩通过自身强度和刚度约束结构变形，吸收内压荷载；进气管道用于气体的导流；密封层在气压的作用下环向发生柔性变形；主盖板和密封盖板均对其内侧空间进行密封和承受气压；侧压水袋用以提供上覆岩体和地应力产生的侧压力，并将侧压力分散，减少整个承压试验装置的应力集中区域。

9、本发明提供的压缩空气储能电站地下岩石内衬储气硐库的承压试验装置，可以在实验室条件下测试并验证人工内衬硐室在高内压、高温变、高频率的交变荷载作用下密封层性能、洞内温度变化规律以及衬砌的和围岩的变形规律；

10、本发明提供的压缩空气储能电站地下岩石内衬储气硐库的承压试验装置，主壳体与围岩之间设置侧压水袋，可提供围岩上覆岩体自重以及侧向地应力，模拟真实应力环境；

11、本发明提供的压缩空气储能电站地下岩石内衬储气硐库的承压试验装置，相较于传统的岩石力学实验装置，本装置聚焦于压气储能人工硐室所面临的特殊受力环境，可为现有压气储能地下人工硐室工程提供实验方法。

技术特征：

1.压缩空气储能电站地下岩石内衬储气硐库的承压试验装置，其特征在于，包括主壳体和围岩，所述主壳体设于所述围岩的外侧并对其产生约束，所述主壳体的上下两面连接有用于密封和承受气压的主盖板；所述围岩的内侧设有密封层，所述密封层的环向具有柔性，所述密封层的上下两面连接有用于密封和承受气压的密封盖板，上面的所述密封盖板设有进气管道，所述进气管道的两端分别设于密封层的内侧和主盖板的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能电站地下岩石内衬储气硐库的承压试验装置，其特征在于，所述主壳体与围岩之间设有侧压水袋，以分散所述围岩对主壳体的侧压力，减少所述承压试验装置的应力集中区域。

3.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能电站地下岩石内衬储气硐库的承压试验装置，其特征在于，所述密封层设于所述围岩的正中心，所述进气管道穿设于所述密封盖板和主盖板的正中心。

4.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能电站地下岩石内衬储气硐库的承压试验装置，其特征在于，所述密封层与所述围岩内侧的混凝土衬砌层贴合。

技术总结本发明属于压缩空气储能技术领域，公开了压缩空气储能电站地下岩石内衬储气硐库的承压试验装置，包括主壳体和围岩，主壳体设于围岩的外侧并对其产生约束，主壳体与围岩之间设有分散侧压力的侧压水袋，主壳体的上下两面连接有用于密封和承受气压的主盖板，围岩的内侧设有与其混凝土衬砌层贴合的密封层，密封层的环向具有柔性，密封层的上下两面连接有用于密封和承受气压的密封盖板，上密封盖板设有进气管道，进气管道的两端分别设于密封层的内侧和主盖板的外侧。本发明可验证专用于储气的人工内衬硐室在高内压、高温变、高频率的交变荷载作用下密封层的密封性能、洞内温度变化过程以及衬砌和围岩的变形规律。技术研发人员：于显杨,孙冠华,王娇,张伟东受保护的技术使用者：中国科学院武汉岩土力学研究所技术研发日：技术公布日：2024/11/4