【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力储能，尤其涉及一种多层环形洞室储气库空间布置设计方法。
技术介绍
1、压缩空气储能具有灵活的调控属性，在电力储能需求快速增长的背景下，被认为是一种具有良好应用前景的储能技术。地下储库是压气储能电站的重要组成部分，也是保障其运行性能和可靠性的技术关键，决定了压气储能电站的选址。常见的地下储库有盐穴、含水层、枯竭油气田、废弃矿洞和人工洞室等，前面的四种均要依托特殊的地质构造和矿产资源，选址较为受限。人工洞室受地质构造限制小、适应范围广，与我国新能源资源地区匹配度更高，是现阶段大力推进的压缩空气地下储库方案。
2、圆形隧洞洞室受力均匀，断面小，结构承载能力强，洞群组合方式多样，检修条件良好，是目前采用最广泛的洞室形式。随着压缩空气储能电站装机规模逐年增加，对地下储气库的库容需求也越来越大，隧洞式洞室的洞线也会变得非常长，如果采用常规的平面布置方式，洞室铺设面积宽，对区域地质要求非常高，因此，如何在有限的地质空间内，合理的布置洞群，减少面积铺设是大规模压缩空气人工洞室设计需要解决的关键问题。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种多层环形洞室储气库空间布置设计方法，该多层环形洞室储气库空间布置设计方法能够降低对场地范围的要求，从而更好的适用于大装机压缩空气储能电站。该多层环形洞室储气库空间布置设计方法包括以下步骤：
2、1)选定地下储库和地面厂区选址，对地下储库选址进行勘测，并确定储库埋深；
3、2)根据目标岩体力学参数和储气压力，设计洞室
4、3)根据储库体积需求和洞室衬后直径，确定洞室所需总长度；根据岩体力学参数设计合理的洞间距，使洞室最窄处保证安全距离；
5、4)确定洞室的空间布置方案，根据空间布置方案形成上中下至少三层的洞室布置结构；
6、5)优化间距和受力，每一层洞室在长度和宽度方向都形成错位，使相邻洞室之间的间距满足安全间距；
7、6)先通过合理间距，设计洞室断面的空间位置，并确定环形连接方向的长度，再通过总长度减去三层洞室环形连接的总长，平均得到每条洞室的长度；
8、7)对斜井和竖井的位置进行布局设计；
9、8)对洞室从浅到深逐层施工，施工顺序按照开挖、支护、钢衬焊接、衬砌回填、管道布施、封堵体回填的步骤开展。
10、另外，本申请实施例提供的多层环形洞室储气库空间布置设计方法还可以具有如下附加的技术特征：
11、在一种可选的方案中，同一层的所述洞室布置结构包括至少两个洞室，且同一层的至少两个洞室连接形成1个环形洞室，洞室的直角连接处进行转角处理并通过四分之一圆弧代替，圆弧半径为20～30m，所述环形洞室的宽度可根据场地优化，宽度的最小值为安全间距。
12、在一种可选的方案中，所述步骤5)中，每层所述洞室在长度和宽度方向形成错位的错位距离为3～4倍洞径；
13、所述步骤6)中，三层所述洞室环形连接的总长包括转角长度。
14、在一种可选的方案中，所述步骤1)具体包括以下步骤：
15、1.1)对区域地质、岩性、地形、水文、交通进行现场踏勘和收集，以选定地下储库和地面厂区选址；
16、1.2)对地下储库选址进行勘测，揭露岩层分布、区域构造、地应力，地下水以及岩体力学参数信息，综合划定岩体分级，并根据岩层分布和岩体分级情况，选定压缩空气储库目标岩体，并在100～200m的范围内确定储库埋深。
17、在一种可选的方案中，所述步骤2)中，设计的所述洞室断面衬后直径为8～10m，所述钢衬厚度为16～30mm，所述衬砌厚度为60～80cm；
18、所述步骤3)中，设计的所述洞间距不小于5～6倍的洞室直径。
19、在一种可选的方案中，所述步骤7)包括以下步骤：
20、在储气洞室群的一端布置斜井，另一端设置竖井，所述竖井的直径为8～12m，竖井在施工时通风，建成后是进出气口，连接输气管道通往地面，至少三层所述洞室共用一口竖井，每一层通过连接通道与竖井相连；
21、三层环形洞室为储气空间，储气洞室与外界连接通道在运行时会进行封堵，只预留进出气管道和检修口。
22、本申请实施例的有益效果在于：
23、本申请实施例中的多层环形洞室储气库空间布置设计方法以减小洞群占地面积为目的，基于圆形隧洞设计库空间布置方案，该方案洞室至少分为三层，每一层洞室错落布置，相邻洞室保持合理的洞间距，无闷头，堵头数量少，洞群受力稳定，大大降低了对场地范围的要求，能够更好的适用于大装机压缩空气储能电站。
24、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
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1.一种多层环形洞室储气库空间布置设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多层环形洞室储气库空间布置设计方法，其特征在于，同一层的所述洞室布置结构包括至少两个洞室，且同一层的至少两个洞室连接形成1个环形洞室，洞室的直角连接处进行转角处理并通过四分之一圆弧代替，圆弧半径为20～30m，所述环形洞室的宽度可根据场地优化，宽度的最小值为安全间距。
3.根据权利要求2所述的多层环形洞室储气库空间布置设计方法，其特征在于，所述步骤5)中，每层所述洞室在长度和宽度方向形成错位的错位距离为3～4倍洞径；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的多层环形洞室储气库空间布置设计方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的多层环形洞室储气库空间布置设计方法，其特征在于，所述步骤2)中，设计的所述洞室断面衬后直径为8～10m，所述钢衬厚度为16～30mm，所述衬砌厚度为60～80cm；
6.根据权利要求1-3中任一项或权利要求5所述的多层环形洞室储气库空间布置设计方法，其特征在于，所述步骤7)包
...【技术特征摘要】
1.一种多层环形洞室储气库空间布置设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多层环形洞室储气库空间布置设计方法，其特征在于，同一层的所述洞室布置结构包括至少两个洞室，且同一层的至少两个洞室连接形成1个环形洞室，洞室的直角连接处进行转角处理并通过四分之一圆弧代替，圆弧半径为20～30m，所述环形洞室的宽度可根据场地优化，宽度的最小值为安全间距。
3.根据权利要求2所述的多层环形洞室储气库空间布置设计方法，其特征在于，所述步骤5)中，每层所述洞室在长度和宽度方...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宁，陈平志，韩月，徐建军，周勇，王鸿振，张晓艳，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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