[发明专利]一种竖罐式浅埋地下岩洞储气库结构

说明书

本发明公开了一种竖罐式浅埋地下岩洞储气库结构，包括在岩体(1)上开设的储气腔(9)，所述储气腔的内壁上由外至内依次设置初衬混凝土层(2)、防水层(3)、二衬混凝土层(4)、钢衬密封层(7)，所述二衬混凝土层(4)与所述钢衬密封层(7)之间设置聚四氟乙烯层(6)，且所述聚四氟乙烯层(6)与所述钢衬密封层(7)之间形成摩擦副。本发明结构简单、成本低廉、可延长钢衬密封层的使用寿命以及大幅提高储气库稳定性。

技术领域

本发明涉及一种储气库结构，特别是一种竖罐式浅埋地下岩洞储气库结构。

背景技术

压缩空气蓄能是一种利用压缩空气为媒介来实现对能源储存的新兴技术，其可配合风能和水电能源等，利用用电负荷低谷时的富余电能对储气设备中的空气进行压缩使其转化为势能，在用电高峰期释放压缩空气推动膨胀机发电，实现调节电力峰谷、改善电力品质和紧急备用等重要作用。

目前地下岩洞储气库一般是在岩石上开凿用于盛装高压空气的圆柱形腔体，腔体内壁上依次敷设混凝土层及钢衬密封层，并在混凝土层与钢衬密封层之间形成一对曲面摩擦副。这种结构目前还存在很多问题：

(1)由于钢衬密封层与混凝土层相固定，在频繁的充气和放气过程中，压力和温度的大幅变化会导致钢衬密封层与混凝土层这对摩擦副之间产生静摩擦，活动受到限制，不能适应形变，进而会严重影响储气库结构的稳定性和耐久性；

(2)转动受到限制会造成钢衬密封层与混凝土层的形变，进而会在钢衬密封层与混凝土层之间产生缝隙，影响整体受力，产生安全隐患；

(3)在放气过程中，腔体内压大幅减小，储气库可能存在向内垮塌的风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有地下岩洞储气库的钢衬密封层与混凝土层之间易产生静摩擦导致的不足，本发明提供一种能提高储气库稳定性、耐久性和安全性的竖罐式浅埋地下岩洞储气库结构。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种竖罐式浅埋地下岩洞储气库结构，包括在岩体上开设的储气腔，所述储气腔的内壁上由外至内依次设置初衬混凝土层、防水层、二衬混凝土层、钢衬密封层，其结构特点在于，所述二衬混凝土层与所述钢衬密封层之间设置聚四氟乙烯层，所述聚四氟乙烯层的侧面与底面连接处设置球形转动结构,所述钢衬密封层的侧面与底面连接处安装于所述球形转动结构上，且所述聚四氟乙烯层与所述钢衬密封层之间形成摩擦副。

聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。本发明通过在二衬混凝土层与钢衬密封层之间设置聚四氟乙烯层，并使聚四氟乙烯层与钢衬密封层之间形成摩擦副，借助聚四氟乙烯的高润滑不粘性和强承压能力，使钢衬密封层在腔体压力变化时可实现滑动，且本发明在聚四氟乙烯层的侧面与底面连接处设置球形转动结构，使钢衬密封层可借助球形转动结构转动，从而减少钢衬密封层侧面与底面连接处同二衬混凝土层之间的摩擦，不仅保护了钢衬密封层，使其不会产生形变，而且大大提高钢衬密封层的设计应力，使储气腔的稳定性、耐久性和安全性都得到提高。

优选地，所述球形转动结构包括连接所述聚四氟乙烯层的侧面与底面的支座板，所述支座板的中部开设开放式的球形腔，所述球形腔的内壁敷设聚四氟乙烯滑片，所述球形腔内安装球面钢板，所述钢衬密封层的侧面与底面连接处经所述球面钢板与所述聚四氟乙烯层连接。

优选地，所述储气腔的上端设有密封门，且所述密封门固定在所述岩体上，使储气腔侧壁受的压力大部分由雄厚的山体承担，从而不仅使内壁钢板的材质要求大幅度降低，同时提高了密封门的稳定性。为方便注、出气体，所述密封门的上面安装气管。

优选地，所述密封门为弧形收口结构，以增大储气腔侧壁的面积。