Large-scale hydrogen energy storage in salt caverns

Large-scale energy storage methods can be used to meet energy demand fluctuations and to integrate electricity generation from intermittent renewable wind and solar energy farms into power grids. Pumped hydropower energy storage method is significantly used for grid electricity storage requirements. Alternatives are underground storage of compressed air and hydrogen gas in suitable geological formations. Underground storage of natural gas is widely used to meet both base and peak load demands of gas grids. Salt caverns for natural gas storage can also be suitable for underground compressed hydrogen gas energy storage. In this paper, large quantities underground gas storage methods and design aspects of salt caverns are investigated. A pre-evaluation is made for a salt cavern gas storage field in Turkey. It is concluded that a system of solar-hydrogen and natural gas can be utilised to meet future large-scale energy storage requirements.     

喷锚支护洞室抗爆现场试验锚杆应变研究

如何提高地下洞室的抗爆能力对国防和民用地下结构设施有着重要的工程意义,而锚杆锚固支护是常见的洞室加固方法。结合现场爆炸试验,介绍了三种锚杆锚固洞室,分析在不同形式锚杆锚固体系的作用下,位于洞室各个位置的锚杆内部应变情况,对比分析了第五炮次作用下锚杆的应变时程曲线,以及到达最大应变的时刻和最大应变所在锚杆位置,其中,短密锚杆锚固作用下锚杆应变数值较小,长密锚杆次之,常规锚杆应变较大;另外,本次试验还对比分析了两种锚杆垫板锚固效果,从抗爆效果上看,碗形垫板具有更好的锚固效果。本文总结出较好的锚杆锚固形式,为工程实践提供一定的借鉴。     

搅拌槽内假塑性流体洞穴研究进展

介绍了在假塑性流体层流搅拌中广泛存在的洞穴现象,表明其对物料的传质和传热极为不利;说明了假塑性流体剪切变稀的流变特性,阐述了预测洞穴大小的3种数学模型：球形模型、圆柱形模型和环形模型,同时综述了不同搅拌器洞穴形状及大小变化的最新研究成果,认为圆柱形模型（EN模型）能更好地描述假塑性流体洞穴的形状及其随雷诺数的变化,洞穴边界速度定义为 0.01U_tip;最后指出了利用 CFD 技术研究洞穴变化以及流场特征是必然趋势。     

含杂质盐岩力学特性对比试验研究

从某地拟建地下盐穴储库库区取芯,对含不同杂质盐岩（纯盐岩、钙芒硝质盐岩、硬石膏质盐岩及泥质混合盐岩）进行了力学试验,并对所获得的力学特性进行了对比分析。结果表明：① 在单轴和三轴压缩试验过程中,不同杂质成分对抑制盐岩的变形能力、提高盐岩抗压强度的作用有所不同;② 含不同杂质盐岩的弹性模量、单轴抗压及抗拉强度有较大变化区间,钙芒硝质盐岩的弹性模量和抗拉强度较大;③ 通过三轴压缩试验获得含不同杂质盐岩内摩擦角的量值明显低于纯盐岩,而黏聚力均大于纯盐岩。除纯盐岩外,硬石膏质盐岩的内摩擦角和黏聚力相对较小。     

钢纤维混凝土在深井软岩硐室砌碹中的应用

该文以-1030压风机硐室砌碹工程C50钢纤维混凝土为例,对钢纤维混凝土在深井软岩硐室支护中的应用,从原材料的选用及施工工艺等方面进行阐述。     

考虑空气压缩因子变化影响的地下储气库热力学过程分析CSCD

为了解空气压缩因子变化对压气储能电站地下储气库热力学过程的影响,研究了考虑压缩因子变化条件下的压缩空气热力学过程的计算方法,利用实测数据论证了4种压缩因子计算方法的合理性,结合工程算例,研究了循环充放气状态下地下储气库压缩空气温度及压力变化规律。研究表明,空气压缩因子变化对压缩空气温度和压力计算值有显著影响;循环充放气条件下空气压缩因子、温度和压力均随充放气次数的增加呈现出增大趋势,并逐渐趋于稳定;压缩空气温度计算值对压缩因子的敏感程度大于压缩空气压力计算值。将压缩空气假定为理想气体对储气库温度的估计将产生较大影响,因此,考虑压缩因子的影响是必要的。     

大型洞室群稳定性分析与智能动态优化设计的数值仿真研究

 为实现数值仿真计算结果能准确反映大型洞室围岩实际力学行为,结合锦屏二级水电站地下厂房枢纽洞室群稳定性分析,在阐述大型地下洞室群数值仿真计算要点基础上,首先重点从岩体本构模型识别和力学参数识别2个方面详细介绍如何实现数值仿真计算的正确化。采用考虑空间分布协调的多元监测信息的6次岩体力学参数跟踪识别,获得锦屏二级地下厂房岩体的等效力学参数,从而通过参数反分析的方法在一定程度上证明岩体等效力学参数具有相对稳定性和可识别性。同时,结合数值模拟展现出的围岩应力、变形、塑性区等方面计算结果与工程岩体的具体地质条件和洞室群结构特点,论述锦屏二级水电站地下厂房上游高边墙变形较大、下游侧拱围岩与喷混凝土破坏、母线洞环状开裂、交叉洞口局部塌落等洞室围岩的变形与破坏机制。最后,结合锦屏二级地下厂房枢纽洞室群稳定性分析与实践的研究认识,对大型地下洞室修建中诸如结构面密集的高边墙支护问题、围岩应力集中区支护问题、工程区地下水对围岩稳定性影响等问题进行论述,并探讨如何通过数值仿真计算、现场监测与经验丰富的专业人员的有机结合来实现大型地下洞室群稳定性设计的科学化。     

盐穴储气库建槽工程实践与顶板极限跨度分析

通过分析金坛盐穴储气库的建槽工程案例,探讨建槽施工中遇到的若干问题,总结经验教训并提出工艺改进方案,进而讨论建槽期工艺设计应考虑的关键问题,阐明确定盐腔顶板极限跨度的必要性,并提出建槽期盐腔顶板极限跨度的确定方法,应用该方法开展基于数值试验的极限跨度分析,获得不同侧溶底角及盐腔高度条件下的盐腔顶板极限跨度,并对其规律进行分析。     

含夹层盐岩圆柱形储库力学特性的理论解析

Salt caverns are created by the method that circulating fresh water into the salt formation to dissolve the salt,so the cavern?s ratio of radius to height is small and the cavern can be simplified into a hollow cylinder. The intermediate zone of the cavern was sectioned to take as research object. Considering the fact that the salt deposit in China is characterized by more interlayer,an equivalent calculation model was established to discuss the stress distribution function near the layer,based on the method of equivalent relative displacement on contact surface between rock salt and interlayer and actual state. Where assuming the contact surface is smooth,and thus the elasticity solutions of the thick-walled cylinder could be used to calculate stress distribution,then local internal pressure near the interlayer are increased and decreased to adjust the relative displacement until equivalent to actual state. The contrast between the numerical simulation and analytic solution shows that two results on stress distribution considering effect of interlayer is basically the same,in which maximum error of radial stress ?r and circumferential stresson cavity surface are less than 6.8% and 2.7% respectively. The analytic result meets require of storage cavern design analysis.     

地震可检测性分辨率研究

探测厚度小于或远小于λ/4的薄层(薄煤层、薄砂岩储层等)以及宽度有限或长度、宽度有限且高度小于λ/4的非规则二度体(如地下暗河)和三度体(如溶洞)已是地震勘探的重要目标。近年来,这方面的探索研究已经取得一定进展。但人们对厚度(高度)小于λ/4的薄层(非规则体)能否被检测出来产生了质疑。分析表明,常用的分辨率定义(如瑞利、瑞克的λ/4、威迪斯的λ/8等)是用地震波的特征确定薄层厚度的,可以用其回答"薄层有多薄"的问题,因此,准确地说,上述分辨率应该称之为薄层厚度分辨率。用这类分辨率定义来判断薄层是否可被检测,有其不适应性。研究表明,薄层(非规则体)能否被检测的关键是其反射波(属性)能否从背景反射(属性)中区分出来,用这一思想可以回答"多薄的薄层、多小的非规则体可以被检测"的问题,这即是地震可检测性分辨率。讨论了薄层和非规则体可检测性分辨率的一些定量指标,给出了薄煤层、碳酸盐岩溶洞型储集体和薄砂岩储层检测的实例。