本發(fā)明涉及壓縮空氣儲能，具體為一種地下儲氣庫密封鋼板的伸縮接頭以及地下儲氣庫。

背景技術(shù)：

1、壓縮空氣儲能技術(shù)作為一種新興的儲能方式，近年來在全球范圍內(nèi)引起了廣泛關(guān)注，其基本原理是通過在電力需求低谷時將空氣壓縮并存儲，在電力需求高峰時釋放壓縮空氣來驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，從而實現(xiàn)電能的儲存與釋放。這一技術(shù)不僅環(huán)保、高效，還具有長時儲能的特性，對于提高能源利用效率、促進(jìn)可再生能源發(fā)展具有重要意義。隨著壓縮空氣儲能技術(shù)的迅猛發(fā)展與普及應(yīng)用，地下儲氣庫作為該領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，其建設(shè)需求呈現(xiàn)出持續(xù)增長的態(tài)勢。

2、但儲氣庫內(nèi)部承受高壓且反復(fù)加卸載作用，導(dǎo)致密封鋼板發(fā)生軸向及環(huán)向伸縮，致使襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂損，所以對于密封鋼板連接方式有較高的要求，經(jīng)過調(diào)研，目前壓縮空氣儲能實際工程應(yīng)用過程中缺少相關(guān)研究。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種地下儲氣庫密封鋼板的伸縮接頭以及地下儲氣庫，至少可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的部分缺陷。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供如下技術(shù)方案：一種地下儲氣庫密封鋼板的伸縮接頭，包括依次連接的第一連接段、伸縮段以及第二連接段，所述伸縮段具有首端、中端以及尾端，所述首端與所述第一連接段連接，所述尾端與所述第二連接段連接，所述首端至所述中端的一段與所述尾端至所述中端的一段均為弧形段，至少所述伸縮段為形變段。

3、進(jìn)一步，兩個所述弧形段之間具有間隙。

4、進(jìn)一步，所述第一連接段、所述伸縮段以及所述第二連接段為一體成型結(jié)構(gòu)。

5、本發(fā)明實施例提供另一種技術(shù)方案：一種地下儲氣庫，包括密封鋼板，還包括上述的伸縮接頭，相鄰的兩所述密封鋼板分別連接在所述第一連接段和所述第二連接段上。

6、進(jìn)一步，還包括設(shè)于混凝土和所述伸縮接頭之間的滑移層。

7、本發(fā)明實施例提供另一種技術(shù)方案：一種防止地下儲氣庫密封鋼板過度變形的方法，包括如下步驟：

8、在密封鋼板承受儲氣庫內(nèi)壓力的條件下，獲取密封鋼板的最大應(yīng)變εmax1，若εmax1≥εn，則設(shè)置密封鋼板的伸縮接頭，其中εn為密封鋼板的彈性階段極限應(yīng)變率；

9、在密封鋼板承受外部高溫環(huán)境的條件下，獲取密封鋼板在溫度變化下產(chǎn)生的最大應(yīng)變εmax2，若εmax2≥εn，則設(shè)置密封鋼板的伸縮接頭，其中εn為密封鋼板的彈性階段極限應(yīng)變率。

10、進(jìn)一步，所述密封鋼板的最大應(yīng)變εmax1的計算公式如下：

11、

12、其中x1為不同圍巖級別的頂部位移，x2為不同圍巖級別的底部位移，d為儲氣庫的直徑。

13、進(jìn)一步，所述密封鋼板在溫度變化下產(chǎn)生的最大應(yīng)變εmax2的計算公式如下：

14、εmax2＝αδt。

15、其中α是所述密封鋼板的材料的熱膨脹應(yīng)系數(shù)，δt為密封鋼板的溫度變化，δt＝tmax-tmin，其中tmax為密封鋼板溫度高峰值，tmin為密封鋼板溫度低峰值。

16、進(jìn)一步，結(jié)合所述儲氣庫內(nèi)壓力和外部高溫環(huán)境，采用環(huán)向設(shè)置的環(huán)向伸縮接頭和縱向設(shè)置的縱向伸縮接頭。

17、進(jìn)一步，經(jīng)過對儲氣庫內(nèi)壓力和溫度單獨影響作用下的密封鋼板應(yīng)變分析，得到不同圍巖級別的環(huán)向伸縮接頭設(shè)置情況，計算出環(huán)向伸縮接頭的總伸縮量；

18、根據(jù)總伸縮量以及儲氣庫洞室環(huán)向變形分布特征，確定需要設(shè)置環(huán)向伸縮接頭的數(shù)量；

19、根據(jù)儲氣庫洞室縱向變形分布特征，確定縱向設(shè)置變形縫的數(shù)量。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：在內(nèi)壓的作用下，通過設(shè)置伸縮接頭，能夠有效地允許密封鋼板隨著壓力的變化而自由伸縮，從而充分適應(yīng)因高內(nèi)壓產(chǎn)生的變形，避免密封鋼板因長期承受高壓而進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，進(jìn)而可能引發(fā)的密封失效風(fēng)險；考慮到鋼材對溫度場的敏感性，特別是在高溫環(huán)境下，鋼材易發(fā)生熱膨脹效應(yīng)，導(dǎo)致密封鋼板變形量異常增大，設(shè)置環(huán)縱向伸縮接頭設(shè)計，能夠有效減少因溫度變化引起的密封鋼板變形，確保儲氣庫的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和密封性能不受影響；在實際應(yīng)用中，密封鋼板的變形不僅受內(nèi)壓影響，還同時受到溫度變化的疊加作用，設(shè)置環(huán)縱向伸縮調(diào)節(jié)器，能夠綜合考慮內(nèi)壓與溫度雙重因素，確保密封鋼板始終保持在彈性狀態(tài)之內(nèi)，既防止密封鋼板過度變形，同時保障儲氣庫的長期安全運行。

技術(shù)特征：

1.一種地下儲氣庫密封鋼板的伸縮接頭，其特征在于：包括依次連接的第一連接段、伸縮段以及第二連接段，所述伸縮段具有首端、中端以及尾端，所述首端與所述第一連接段連接，所述尾端與所述第二連接段連接，所述首端至所述中端的一段與所述尾端至所述中端的一段均為弧形段，至少所述伸縮段為形變段。

2.如權(quán)利要求1所述的地下儲氣庫密封鋼板的伸縮接頭，其特征在于：兩個所述弧形段之間具有間隙。

3.如權(quán)利要求1所述的地下儲氣庫密封鋼板的伸縮接頭，其特征在于：所述第一連接段、所述伸縮段以及所述第二連接段為一體成型結(jié)構(gòu)。

4.一種地下儲氣庫，包括密封鋼板，其特征在于：還包括如權(quán)利要求1-3任一所述的伸縮接頭，相鄰的兩所述密封鋼板分別連接在所述第一連接段和所述第二連接段上。

5.如權(quán)利要求4所述的地下儲氣庫，其特征在于：還包括設(shè)于混凝土和所述伸縮接頭之間的滑移層。

6.一種防止地下儲氣庫密封鋼板過度變形的方法，其特征在于，包括如下步驟：

7.如權(quán)利要求6所述的防止地下儲氣庫密封鋼板過度變形的方法，其特征在于：所述密封鋼板的最大應(yīng)變εmax1的計算公式如下：

8.如權(quán)利要求6所述的防止地下儲氣庫密封鋼板過度變形的方法，其特征在于：所述密封鋼板在溫度變化下產(chǎn)生的最大應(yīng)變εmax2的計算公式如下：

9.如權(quán)利要求6所述的防止地下儲氣庫密封鋼板過度變形的方法，其特征在于：結(jié)合所述儲氣庫內(nèi)壓力和外部高溫環(huán)境，采用環(huán)向設(shè)置的環(huán)向伸縮接頭和縱向設(shè)置的縱向伸縮接頭。

10.如權(quán)利要求9所述的防止地下儲氣庫密封鋼板過度變形的方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及壓縮空氣儲能技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種地下儲氣庫密封鋼板的伸縮接頭，包括依次連接的第一連接段、伸縮段以及第二連接段，所述伸縮段具有首端、中端以及尾端，所述首端與所述第一連接段連接，所述尾端與所述第二連接段連接，所述首端至所述中端的一段與所述尾端至所述中端的一段均為弧形段，至少所述伸縮段為形變段。提供一種地下儲氣庫。還提供一種防止地下儲氣庫密封鋼板過度變形的方法。本發(fā)明在內(nèi)壓的作用下，通過設(shè)置伸縮接頭，能夠有效地允許密封鋼板隨著壓力的變化而自由伸縮，從而充分適應(yīng)因高內(nèi)壓產(chǎn)生的變形，避免密封鋼板因長期承受高壓而進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，進(jìn)而可能引發(fā)的密封失效風(fēng)險。

技術(shù)研發(fā)人員：徐晨,肖明清,管鴻浩,秦宇杭,孫文昊,薛光橋,蔣超,謝壁婷,程春帥,曾元凱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9