申请/专利权人：宁波大学

申请日：2021-09-28

公开（公告）日：2024-05-10

公开（公告）号：CN113882900B

主分类号：E21F17/16

分类号：E21F17/16;E21F17/00;F04B35/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.10#授权;2022.01.21#实质审查的生效;2022.01.04#公开

摘要：本发明公开的湖泊底下人工开挖地下洞室的天然水封压气储能系统包括空气压缩机、发电机组、地下洞室和地面湖泊，空气压缩机和发电机组分别与电网相连，地下洞室开挖在地下围岩内且洞壁浇筑有钢筋混凝土层，地下洞室开挖的深度大于运行过程中地下洞室内高压空气的最大渗透范围，地下洞室包括竖井和储水储气巷道，竖井的井口由浇筑的封堵体封堵，空气压缩机的出气口经通气管道与地下洞室相通，通气管道与发电机组的进气口相通，地下洞室通过通水管道与地面湖泊相通，通气管道和通水管道的地下部分分别位于竖井内。该系统利用围岩自身的低渗透性和围岩中的天然水头压力平衡地下洞室内高压气体的压力形成密封，具有建设成本低、发电效率高的优点。

主权项：1.一种湖泊底下人工开挖地下洞室的天然水封压气储能方法，其特征在于，所述的方法采用天然水封压气储能系统，所述的系统包括空气压缩机、发电机组、地下洞室和地面湖泊，所述的空气压缩机和所述的发电机组分别与电网相连，所述的地下洞室开挖在地下围岩内，所述的地下洞室开挖的深度大于运行过程中地下洞室内高压空气的最大渗透范围，所述的地下洞室的洞壁浇筑有钢筋混凝土层，所述的地下洞室包括相通的竖井和横向设置的储水储气巷道，所述的竖井的井口由浇筑的封堵体封堵，所述的空气压缩机的出气口经通气管道与所述的地下洞室相通，所述的通气管道与发电机组的进气口相通，所述的地下洞室通过通水管道与所述的地面湖泊相通，所述的通气管道和所述的通水管道的地下部分分别位于所述的竖井内；所述的方法包括两个阶段：1建造阶段，利用解析或数值计算方法计算气体最大渗透范围，确定地下洞室的合理深度，确保天然水封压气储能系统的密封性能；系统运行初期，地下洞室内的高压气体和水会在压力差的作用下向外渗透，随着气、水的交替充放，地下洞室中将会形成一圈气、一圈水周期循环的渗透特征，在地下围岩中天然水压及渗透阻力的作用下，水、气渗透圈将会越来越小，最终趋于一个稳定的状态；稳定状态形成之后再进行储能和发电；2储能发电阶段，利用电网中富余的电能驱动空气压缩机产生高压空气，高压空气沿通气管道进入地下洞室，同时地下洞室内的水在气压的作用下通过通水管道被排进地面湖泊；在发电阶段，地下洞室内的高压空气通过通气管道进入发电机组中燃烧膨胀做功，将储存在地下洞室的内能转化为稳定的电能并入电网，发电过程中随着地下洞室内的气体减少，地下洞室内的气压逐渐降低，地面湖泊内的湖水在水头差的作用下通过通水管道进入地下洞室内；重复上述储能和发电步骤，即可实现该天然水封压气储能系统的循环运行，该天然水封压气储能系统在循环运行过程中利用围岩自身的低渗透性和围岩中的天然水头压力平衡地下洞室内高压气体的压力实现高压气体的密封。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 宁波大学 一种湖泊底下人工开挖地下洞室的天然水封压气储能系统

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