基于地下內(nèi)襯硐庫(kù)的壓縮空氣儲(chǔ)能，以其發(fā)電時(shí)間長(zhǎng)、規(guī)模大、建設(shè)周期短、選址靈活、工程造價(jià)低、運(yùn)行周期長(zhǎng)、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，在新型儲(chǔ)能領(lǐng)域展現(xiàn)了較強(qiáng)的生命力，將有力地促進(jìn)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(yùn)行特點(diǎn)有較大不同，在充放氣過(guò)程中，硐庫(kù)不僅需要承受交變高內(nèi)壓膨脹壓力，同時(shí)伴隨著顯著的溫度變化。壓縮空氣儲(chǔ)能地下內(nèi)襯硐庫(kù)的運(yùn)營(yíng)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(guò)程，使得庫(kù)內(nèi)產(chǎn)生顯著的溫度變化，加上交變的庫(kù)內(nèi)壓力，將對(duì)密封結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性帶來(lái)挑戰(zhàn)。

為此，中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所計(jì)算巖石力學(xué)研究團(tuán)隊(duì)提出了一種新的基于壓縮空氣動(dòng)力學(xué)的庫(kù)內(nèi)溫壓計(jì)算方法，通過(guò)模擬工程尺度庫(kù)內(nèi)氣體流動(dòng)，可以為地下儲(chǔ)氣庫(kù)提供更加真實(shí)、全面的熱力學(xué)行為模擬和預(yù)測(cè)。團(tuán)隊(duì)采用該方法開(kāi)展了熱力學(xué)條件下硐庫(kù)選型參數(shù)研究、硐庫(kù)運(yùn)營(yíng)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(zhǎng)徑比較小時(shí)，庫(kù)內(nèi)溫度分布較為均勻，隨著長(zhǎng)徑比的增大，庫(kù)內(nèi)溫度出現(xiàn)分層現(xiàn)象，并在硐庫(kù)尾端出現(xiàn)高溫區(qū)（悶頂效應(yīng)）；2）進(jìn)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(yùn)營(yíng)階段，硐內(nèi)壓力工作壓力之間規(guī)律波動(dòng)，庫(kù)內(nèi)空氣平均溫度隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間增加呈下降趨勢(shì)，并趨于穩(wěn)定；3）受庫(kù)內(nèi)空氣對(duì)流換熱與熱傳導(dǎo)的影響，密封層與襯砌在整個(gè)工作條件下溫度變化明顯，圍巖溫度在小范圍內(nèi)受到庫(kù)內(nèi)溫度影響。該研究成果為壓縮空氣儲(chǔ)能地下儲(chǔ)氣庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和溫控設(shè)計(jì)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(diǎn)項(xiàng)目(2022CFD031， 2024AFD361)、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(12302507)等項(xiàng)目資助。

????論文鏈接：

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

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

???????