【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及壓縮空氣儲能，具體為一種地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法。
技術介紹
1、壓縮空氣儲能技術作為一種新興的儲能方式，近年來在全球范圍內引起了廣泛關注，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動發電機發電，從而實現電能的儲存與釋放。這一技術不僅環保、高效，還具有長時儲能的特性，對于提高能源利用效率、促進可再生能源發展具有重要意義。隨著壓縮空氣儲能技術的迅猛發展與普及應用，地下儲氣庫作為該領域的關鍵基礎設施，其建設需求呈現出持續增長的態勢。
2、如何保證地下儲氣洞室不發生空氣泄漏或者將空氣泄漏控制在允許值之內是壓氣儲能技術的關鍵問題之一。
3、地下儲氣洞室是壓氣儲能電站的重要組成部分，一般由密封層、回填混凝土和圍巖等構成，其中密封層僅僅是起密封作用，并不承擔壓力。密封層可采用薄鋼板或高分子材料，薄鋼板具有壓縮回彈性好、高溫不軟化、低溫不脆裂的特點，是目前國內地下儲氣洞室工程方案比選時設計方比較青睞的選擇。
4、壓氣儲能洞室密封結構(層)的主要功能是防止洞室內高壓空氣泄漏，保證洞室的密封性。因此，密封性是壓氣儲能洞室密封層最重要的性能。雖然壓氣儲能內襯洞室承擔荷載的主體是圍巖，但是密封層也需要將高內壓傳遞到圍巖，與圍巖協調變形在此過程中承受一定的應力、應變，所以密封層還需要滿足自身力學強度的要求。
5、綜上所述，作為密封層的密封鋼板應在各種復雜充放氣條件下均不發生破壞，密封性與耐久性應得到保證，即：應具有一定的延展性和跨縫剛度，以保證
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，至少可以解決現有技術中的部分缺陷。
2、為實現上述目的，本專利技術實施例提供如下技術方案：一種地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，包括如下步驟：
3、確定所選密封鋼板的鋼材屈服應變值；
4、在所述密封鋼板外存在圍巖裂縫的條件下，獲取所述密封鋼板在運營期的極限應變值；
5、比較所述鋼材屈服應變值與所述極限應變值的大小，當極限應變值小于所述鋼材屈服應變值時，計算所述密封鋼板的疲勞耐久度；
6、根據所述疲勞耐久度確定所需密封鋼板的厚度。
7、進一步，所述極限應變值獲取的方法具體為：
8、先根據裂縫寬度、密封鋼板厚度以及儲氣庫內壓力大小建立所述密封鋼板跨縫計算模型；
9、再根據所述模型計算所述密封鋼板在運營期的極限應變值。
10、進一步，所述極限應變值包括短期運營條件下的極限應變值和長期運營條件下的極限應變值，取值時，選取兩種條件下較大的極限應變值。
11、進一步，長期運營時，所述密封鋼板會被腐蝕，根據儲氣庫的環境條件、腐蝕類型、腐蝕速率以及腐蝕環境確定密封鋼板在運行周期內的最大腐蝕量，在計算長期運營條件下的極限應變值時，采用減去最大腐蝕量后的密封鋼板厚度。
12、進一步，當極限應變值大于或等于所述鋼材屈服應變值時，改變所述密封鋼板厚度并重新獲取所述極限應變值，直至新獲取的極限應變值小于所述鋼材屈服應變值時，再計算所述密封鋼板的疲勞耐久度。
13、進一步，所述密封鋼板的疲勞耐久度的公式如下：
14、δδ≤γt[δσ]
15、其中δδ為疲勞耐久度，γt為密封鋼板的板厚或直徑修正系數，δσ＝σmax-σmin，σmax和σmin分別為密封鋼板計算部位應力循環中的最大應力和最小應力；
16、若δδ小于等于γt[δσ]，則確定所需密封鋼板的厚度，若δδ大于等于γt[δσ]，則改變所述密封鋼板厚度并重新建立所述密封鋼板跨縫計算模型。
17、進一步，δσ的計算公式如下：
18、
19、其中pmax和pmin分別為儲氣庫運行階段最大氣壓力設計值和最小氣壓力設計值，r為密封鋼板內半徑，k0為圍巖單位彈性抗力系數，vs為密封鋼板泊松比，es為鋼板彈性模量，t為密封鋼板厚度。
20、進一步，[δσ]為常幅疲勞的容許應力幅，計算公式如下：
21、當n＜5×106時，
22、
23、當5×106＜n≤1×108時，
24、
25、當n≥1×108時，
26、[δσ]＝[δσl]1×108
27、其中n為應力循環次數，c、β為構件和連接的參數，δσl為容許應力。
28、進一步，所述密封鋼板外存在圍巖裂縫的裂縫寬度的獲取方式具體為：
29、根據儲氣庫建設規模、容量以及儲氣庫內壓力，確定洞室的斷面尺寸、埋深布置形式；
30、根據洞室的情況確定圍巖裂縫在最不利工況下的裂縫寬度。
31、本專利技術實施例提供另一種技術方案：一種地下儲氣庫，采用上述的地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法獲得的鋼板。
32、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：通過跨縫條件和疲勞耐久度條件綜合確定密封鋼板的實際厚度，較之現有鋼板火毒選擇方法來說，實現了對密封鋼板可靠度的量化分析，能夠較快且精準地得到合適的鋼板厚度，能夠為鋼板密封儲氣庫設計提供可靠的解決方案。
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1.一種地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，其特征在于，所述極限應變值獲取的方法具體為：
3.如權利要求2所述的地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，其特征在于：所述極限應變值包括短期運營條件下的極限應變值和長期運營條件下的極限應變值，取值時，選取兩種條件下較大的極限應變值。
4.如權利要求3所述的地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，其特征在于：長期運營時，所述密封鋼板會被腐蝕，根據儲氣庫的環境條件、腐蝕類型、腐蝕速率以及腐蝕環境確定密封鋼板在運行周期內的最大腐蝕量，在計算長期運營條件下的極限應變值時，采用減去最大腐蝕量后的密封鋼板厚度。
5.如權利要求2所述的地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，其特征在于：當極限應變值大于或等于所述鋼材屈服應變值時，改變所述密封鋼板厚度并重新獲取所述極限應變值，直至新獲取的極限應變值小于所述鋼材屈服應變值時，再計算所述密封鋼板的疲勞耐久度。
6.如權利要求2所述的地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，其特征在于，所述
7.如權利要求5所述的地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，其特征在于，Δσ的計算公式如下：
8.如權利要求5所述的地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，其特征在于：[Δσ]為常幅疲勞的容許應力幅，計算公式如下：
9.如權利要求2所述的地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，其特征在于，所述密封鋼板外存在圍巖裂縫的裂縫寬度的獲取方式具體為：
10.一種地下儲氣庫，其特征在于：采用如權利要求1-9任一所述的地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法獲得的鋼板。
...【技術特征摘要】
1.一種地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，其特征在于，所述極限應變值獲取的方法具體為：
3.如權利要求2所述的地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，其特征在于：所述極限應變值包括短期運營條件下的極限應變值和長期運營條件下的極限應變值，取值時，選取兩種條件下較大的極限應變值。
4.如權利要求3所述的地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，其特征在于：長期運營時，所述密封鋼板會被腐蝕，根據儲氣庫的環境條件、腐蝕類型、腐蝕速率以及腐蝕環境確定密封鋼板在運行周期內的最大腐蝕量，在計算長期運營條件下的極限應變值時，采用減去最大腐蝕量后的密封鋼板厚度。
5.如權利要求2所述的地下儲氣庫的密封鋼板厚度設計方法，其特征在于：當極限應變值大于或等...
【專利技術屬性】
技術研發人員：肖明清，徐晨，管鴻浩，孫文昊，曾元凱，薛光橋，蔣超，秦宇杭，謝壁婷，劉家明，
申請(專利權)人：中鐵第四勘察設計院集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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