基于地下內(nèi)襯硐庫的壓縮空氣儲能，以其發(fā)電時間長、規(guī)模大、建設(shè)周期短、選址靈活、工程造價低、運行周期長、環(huán)境友好等優(yōu)勢，在新型儲能領(lǐng)域展現(xiàn)了較強的生命力，將有力地促進新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建和新能源的高質(zhì)量發(fā)展。與傳統(tǒng)地下空間的運行特點有較大不同，在充放氣過程中，硐庫不僅需要承受交變高內(nèi)壓膨脹壓力，同時伴隨著顯著的溫度變化。壓縮空氣儲能地下內(nèi)襯硐庫的運營周期通常以天為單位，即每日要完成一次充氣、保壓、放氣、保壓的工作循環(huán)。頻繁、快速的充氣和放氣過程，使得庫內(nèi)產(chǎn)生顯著的溫度變化，加上交變的庫內(nèi)壓力，將對密封結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性帶來挑戰(zhàn)。

為此，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所計算巖石力學(xué)研究團隊提出了一種新的基于壓縮空氣動力學(xué)的庫內(nèi)溫壓計算方法，通過模擬工程尺度庫內(nèi)氣體流動，可以為地下儲氣庫提供更加真實、全面的熱力學(xué)行為模擬和預(yù)測。團隊采用該方法開展了熱力學(xué)條件下硐庫選型參數(shù)研究、硐庫運營期變化規(guī)律以及密封結(jié)構(gòu)傳熱特性相關(guān)研究，主要研究成果如下：1）長徑比較小時，庫內(nèi)溫度分布較為均勻，隨著長徑比的增大，庫內(nèi)溫度出現(xiàn)分層現(xiàn)象，并在硐庫尾端出現(xiàn)高溫區(qū)（悶頂效應(yīng)）；2）進氣溫度和充氣流速是影響首次充氣加壓階段硐內(nèi)平均溫度的關(guān)鍵因素，循環(huán)運營階段，硐內(nèi)壓力工作壓力之間規(guī)律波動，庫內(nèi)空氣平均溫度隨著運營時間增加呈下降趨勢，并趨于穩(wěn)定；3）受庫內(nèi)空氣對流換熱與熱傳導(dǎo)的影響，密封層與襯砌在整個工作條件下溫度變化明顯，圍巖溫度在小范圍內(nèi)受到庫內(nèi)溫度影響。該研究成果為壓縮空氣儲能地下儲氣庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計和溫控設(shè)計提供了理論依據(jù)和方法。

研究成果發(fā)表于熱力發(fā)電、Journal of Energy Storage等期刊。研究工作得到了湖北省自然科學(xué)基金（三峽創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金）重點項目(2022CFD031， 2024AFD361)、國家自然科學(xué)基金項目(12302507)等項目資助。

????論文鏈接：

????DOI:10.19666/j.rlfd.202403051

????DOI:10.1016/j.est.2024.113253

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