一種可進行缺陷檢測、監測的地下巖洞儲氣庫結構的製作方法

2023-05-21 06:05:26 2

本實用新型屬於用於蓄能電站的壓縮空氣儲能設施,具體涉及一種用於蓄能電站可進行缺陷檢測、監測的地下巖洞儲氣庫結構。

背景技術：

地下儲氣庫壓縮空氣蓄能電站主要為配合風能、潮汐能和水電能源，把電網中電力負荷低谷時的多餘電能轉化成壓縮空氣的勢能存在地下儲氣庫中，在用電高峰時期釋放被壓縮空氣發電，起到「蓄電池」的作用，在電力系統中有削峰填谷、優化電網和緊急備用作用。

本課題組首次提出採用地下巖洞進行高壓氣體密封,其結構是在開挖裸洞基礎上先後用初襯混凝土層、防水層、二襯混凝土層、及玻璃鋼材料密封。玻璃鋼由於具有一定的強度、剛度、變形能力且價格低廉，是目前可應用於地下儲氣庫密封的性價比最高的材料。

但純玻璃鋼密封材料密封地下巖洞儲氣庫存在以下問題：

1）玻璃鋼施工效果如何，是否存在微裂隙、孔隙等缺陷，無法通過電火花等現場檢測手段檢測。

2）在儲氣庫充放氣過程中，玻璃鋼的密封效果如何，是否存在漏氣等現象，無法進行實時監測。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型旨在提供一種方便對缺陷進行檢測和監測的玻璃鋼材料密封的地下巖洞儲氣庫結構。

本實用新型解決問題的技術方案是：一種可進行缺陷檢測、監測的地下巖洞儲氣庫結構，包括在地下巖體開鑿的儲氣腔，所述儲氣腔從外向內包括初襯混凝土層、防水層、二襯混凝土層、碳纖維層、玻璃鋼密封層；

所述二襯混凝土層和碳纖維層之間設有分布式光纖傳感系統；

所述儲氣腔的一端對接設有密封門，該密封門固定於地下巖體，密封門上設有和儲氣腔連通的充氣通道和放氣通道；

密封門與儲氣腔的對接處密封。

上述方案中，利用碳纖維層的導電性，可採用電火花檢測玻璃鋼密封層中的微裂縫及缺陷，從而檢測玻璃鋼密封層的氣密性。

在熱傳導作用下，儲氣庫充放氣過程中，二襯混凝土層及玻璃鋼密封層之間各處溫度趨於一致，利用分布式光纖對溫度的敏感性，可以監測各處的溫度變化，發生溫度突變處則可能出現玻璃鋼漏氣，實現了實時監測。

進一步的，所述分布式光纖傳感系統的光纖沿儲氣腔軸向、在二襯混凝土層的內壁上螺旋纏繞布置。

進一步的，所述儲氣腔的兩端為平滑過渡的球面。

上述方案中，兩端採用球面的目的在於，在儲氣腔腔身與端部銜接處能夠平滑過渡，不會出現突變，可避免玻璃鋼密封材料出現應力集中而導致的脫落。

所述密封門為圓環形結構，其前端封閉，後端敞開，前端開有安裝充氣通道和放氣通道的凹槽,敞開端與儲氣腔一端對接；

密封門通過軸向緊固螺栓和環向緊固螺栓與巖體固定。

優選的，所述密封門與儲氣腔的對接處通過橡膠墊密封。

進一步的，所述玻璃鋼密封層為現場塗覆製成。現場直接製作密封層，不會產生接縫。

本實用新型的顯著效果是：

1. 設置碳纖維層可以簡便地進行電火花試驗，以檢查玻璃鋼密封層中的缺陷、裂隙，對玻璃鋼的施工效果做出評價，排除風險，提高安全性。同時碳纖維層還具有厚度小，體積小，自重小，施工簡便的優點。

2. 設置分布式光纖傳感系統可在很大的空間範圍內連續地進行傳感，測量精度可確定在0.5米以內。同時具有結構簡單，使用方便，性價比高的優點。

總之，在儲氣庫結構中加入碳纖維層及分布式光纖傳感系統既能達到對玻璃鋼密封效果分別進行檢測及監測的目的，又具有結構簡單、施工簡便、造價低廉的優點，具有良好的應用價值。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

圖1是儲氣庫立體圖。

圖2是儲氣庫縱剖視圖。

圖3是儲氣腔斷面圖。

圖中：1-巖體，2-初襯混凝土層，3-防水層，4-二襯混凝土層，5-玻璃鋼密封層，6-球面，7-凹槽,8-密封門，9-軸向緊固螺栓，10-環向緊固螺栓,11-碳纖維層，12-儲氣腔，13-分布式光纖傳感系統。

具體實施方式

如圖1～3所示，一種可進行缺陷檢測、監測的地下巖洞儲氣庫結構，包括在地下巖體1開鑿的儲氣腔12，所述儲氣腔12從外向內包括初襯混凝土層2、防水層3、二襯混凝土層4、碳纖維層11、玻璃鋼密封層5。

所述二襯混凝土層4和碳纖維層11之間設有分布式光纖傳感系統13。所述分布式光纖傳感系統13的光纖沿儲氣腔12軸向、在二襯混凝土層4的內壁上螺旋纏繞布置。

所述玻璃鋼密封層5為現場塗覆製成。現場直接製作密封層，不會產生接縫。所述儲氣腔12的兩端為平滑過渡的球面6。

所述儲氣腔12的一端對接設有密封門8，該密封門8通過軸向緊固螺栓9和環向緊固螺栓10與巖體1固定。所述密封門8為圓環形結構，其前端封閉，後端敞開，前端開有安裝充氣通道和放氣通道的凹槽7,敞開端與儲氣腔12一端對接。對接處通過橡膠墊密封。

密封門8上設有和儲氣腔12連通的充氣通道和放氣通道。