高压流体储存系统及其构造方法

高压流体储存系统及其构造方法
【专利摘要】本发明涉及一种高压流体储存系统及其构造方法。根据本发明的所述高压流体储存系统包括：第一水平隧道，其在侧向方向上以预定深度形成于地面中；凹穴，其通过从所述第一水平隧道向下挖掘所述地面而形成；以及流体储罐，其中所述流体储罐包含：罐体，其中储存有流体且插入所述凹穴；回填层，其由填充所述罐体与所述凹穴的内壁之间的空间的回填材料形成；以及第一栓塞，其通过用回填材料填充所述第一水平隧道以封闭所述凹穴的上部而形成。
【专利说明】
高压流体储存系统及其构造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及高压流体储存系统及其构造方法，且更特别地，涉及能够将高压流体 储存于地下以保证用高压压缩的天然气或经压缩空气的安全性和气密性的高压流体储存 系统及其构造方法。
【背景技术】
[0002] 稳定的能源供应相当于国家的基础设施。
[0003] 由于产业人口和产业规模的增大，能源需求渐增，但天然资源的枯竭作为限制因 素而影响能源供应，以使得所述需求和能源供应表现出严重的不平衡。
[0004] 在这些情况下，每一个国家的能源政策是试图从三个方面解决需求和能源供应之 间的不平衡。第一，由于常规资源(例如石油或天然气）的开发已达到极限，所以积极开发非 常规能源，例如页岩气或致密底层天然气。第二，开发除化石燃料以外的新能源，例如风力 发电。第三，作为一种改善能源供应和消耗之间的效率的方面的方法，建立使用信息技术 (IT)的智能电网（smart grid)。以上三种方法可理解为互补。
[0005] 为了将能效装置改善为能够及时提供对应于能源需求的能源而导致储存能源的 问题。下文将详细描述此情况。
[0006] 在基荷电站（例如热力发电或核发电）的情况中，一旦进行发电，那么产生一定量 的电能且无法调节量本身。因此，虽然发电量不可处理白天高峰用电时间的所有电力需求， 但发电量远远超过所述需求，且因此被迫丢弃大量产生的电力。为了解决发电量和耗电量 之间的这种分歧，需要在午夜储存过剩电力并在日间高峰时间补充所缺乏的电力供应。 [0007]为此，储存电能是必要的。通常，抽水蓄能发电在储存能量中起重要作用，但是由 于环境问题和场所条件的局限性，不能再指望抽水蓄能发电的能量储存。
[0008] 因此，压缩空气储能（CompressedAirEnergyStorage; CAES)或作为储能装置的二 次电池已成为国家能源战略的关键。目前，预期CAES及二次电池将分别主要用于大容量储 能及小型及中等容量储能。CAES是指一种通过使用由基荷发电（例如，热力发电）或由新再 生发电装置(例如风力发电）所产生的电力来压缩和储存空气，并稍后又通过发电装置(例 如涡轮机或活塞)将压缩空气转换为电力并供应所转换的电力的系统。
[0009] 储能不仅和解决需求与电力供应之间的不平衡的方面高度相关，而且还和电力供 应器的质量高度相关。例如，在风力发电的情况下，由于刮风的时间和强度不是恒定的，所 以无法产生高质量的电力。此外，当大量电力通过风力发电突然产生时，存在引起电力系统 的频率干扰的问题。此外，在解决这种问题方面，储能成为至关重要的概念。
[0010] 因此，就增加能源供应的弹性而言，结合基荷发电来源和新的再生发电来源，CAES 在未来的能源供应中具有战略意义。
[0011]运转中的CAES型发电设备包含德国托夫市发电设备和美国麦金托什发电设备，且 这些发电设备使用通过熔化岩盐层而构造的凹穴作为用于储存经压缩空气的空间。但是， 为了客服场所条件的局限性，将沿地下构造的方向来开发CAES储存容器。
[0012] 在设计经压缩空气的储存设施中，一个要点是保护压缩空气的储存设施的安全性 和气密性。在经压缩空气储存容器中，在至少约50巴的高压下储存流体，因此，安全性问题 是最重要的问题。此外，当高度压缩流体渗漏岩床中形成的裂痕时，储存容器的效率降低， 因此，保护安全性成为另一个重要的技术问题。
[0013] 在实用方面，CAES流体储存站中的关键问题之一是构造的经济可行性问题。这是 因为虽然从战略角度来看，使用能源政策是合理的，但当解决经济可行性问题时，CAES的可 用性显著增加。

【发明内容】

[0014] 技术问题
[0015] 本发明的目的是提供一种高压流体储存系统及其构造方法，其能够通过挖掘地下 空间来储存高压流体以便保证安全性和气密性以及经济地构造，并由此提供CAES的适用 性。
[0016] 技术方案
[0017] 为了实现上述目的，根据本发明一方面的高压流体储存系统包含:第一水平隧道， 其在侧向方向上以第一深度在地下形成；凹穴，其通过从第一水平隧道向下挖掘地面而形 成;罐体，用于储存流体且插入凹穴中；回填层，其由填充在罐体与凹穴的内壁之间的回填 材料形成；以及第一栓塞，其通过将回填材料填充到第一水平隧道以封闭凹穴的上部而形 成。
[0018] 另外，为了实现上述目的，根据本发明一方面的高压流体储存系统的另一种结构 包含:第一水平隧道，其在侧向方向上以第一深度在地下形成;第二水平隧道，其在侧向方 向上以比第一深度深的第二深度在地下形成；凹穴，其通过挖掘第一水平隧道与第二水平 隧道之间的地面而形成;罐体，用于储存流体且插入凹穴中；回填层，其由填充于罐体与凹 穴的内壁之间的回填材料形成;第一栓塞，其通过将回填材料填充到第一水平隧道中以封 闭凹穴的上部而形成；以及第二栓塞，其通过将回填材料填充到第二水平隧道中以封闭凹 穴的下部而形成。
[0019] 此外，为了实现上述目的，一种用于构造根据本发明一方面的高压流体储存系统 的方法包含：（a)在侧向方向上以预定深度在地下挖掘第一水平隧道；（b)通过从地表面钻 到第一水平隧道来形成连接孔；（c)通过使用安设于地表面上的构造设备，通过在形成连接 孔的点处从第一水平隧道向下穿过所述连接孔挖掘地面来形成凹穴；以及(d)安设用于在 其中储存流体并插入凹穴的罐体、由填充于罐体与凹穴的内壁之间的回填材料形成的回填 层以及通过将回填材料填充到第一水平隧道以封闭凹穴的上部而形成的第一栓塞。
[0020] 此外，为了实现上述目的，一种用于构造根据本发明另一实施例的高压流体储存 系统的方法，所述方法包含：（a)在侧向方向上以第一深度在地下挖掘第一水平隧道;（b)通 过从地表面钻到第一水平隧道来形成连接孔；（c)通过在水平方向上以比第一深度深的第 二深度挖掘第二水平隧道及通过从第一水平隧道到所述第一水平隧道在形成连接孔的点 处向上挖掘地面来形成凹穴；（d)在第二水平隧道中安设用于封闭凹穴的下部的第二栓塞； (e)安设用于在其中储存流体并插入凹穴的罐体、由填充于罐体与凹穴的内壁之间的回填 材料形成的回填层以及通过将回填材料填充到第一水平隧道以封闭凹穴的上部而形成的 第一栓塞。
[0021] 有利效果
[0022] 本发明提供一种实用技术，其在维持安全性和气密性的状态下能够在地下深处安 设直径为数米或大于数米和高度为数十米的高压流体储存设备，且因此可提高CAES的适用 性。
[0023] 此外，期望本发明通过提供一种用于经济地构造高压流体储存系统来加快CAES的 商业化。
【附图说明】
[0024] 图1是根据本发明的第一实施例的高压流体储存系统的示意图。
[0025] 图2是根据本发明的另一实施例的从上观看的第一水平隧道的平面图。
[0026] 图3是图1中所说明的储存系统中的流体储存容器的示意性横截面图。
[0027] 图4是说明罐体、连接构件和增强构件组合在图1中所说明的高压流体储存系统中 的状态的示意性正视图。
[0028] 图5是用于描述节段彼此耦合的程序的示意性分解透视图。
[0029] 图6是沿图5的线a-a截取的示意性横截面图。
[0030] 图7是沿图5的线b-b截取的示意性横截面图。
[0031] 图8是图1中所说明的支撑框架的示意性透视图。
[0032] 图9至图11是说明连接构件的另一种形状的透视图。
[0033] 图12是说明用于构造根据实施例的高压流体储存系统的方法的示意性流程图。
[0034] 图13及图14是描述用于构造流体储存容器的方法的视图。
[0035] 图15是根据本发明的第二实施例的高压流体储存系统的示意图。
[0036] 图16是用于构造根据本发明的第二实施例的高压流体储存系统的方法的示意性 流程图。
【具体实施方式】
[0037] 根据本发明，凹穴可形成为多个以沿第一水平隧道彼此间隔开且可设置多个流体 储存容器。
[0038] 另外，第一水平隧道可以包含主隧道及从所述主隧道分支或在侧向方向上形成的 至少一个辅助隧道，其中多个凹穴形成为在主隧道或辅助隧道之下彼此间隔。
[0039] 此外，在本发明的实施例中，可进一步提供连接孔，所述连接孔通过从地表面穿透 地面到第一水平隧道而形成。
[0040] 根据本发明，回填层及第一栓塞可通过所述回填材料一体地形成。
[0041] 在本发明的实施例中，罐体由气密材料形成且在其中形成有储存高压流体的收纳 部件，其中多个节段在其纵长方向上按顺序堆叠和耦合，且进一步提供增强构件，所述增强 构件配置为包围罐体，同时与罐体间隔开，其中回填层包含所述增强构件。
[0042] 根据本发明，进一步提供多个连接构件，所述多个连接构件沿罐体的外圆周表面 配置并在罐体的纵长方向上彼此间隔开，且增强构件安设在连接构件上。
[0043] 在本发明的实施例中，增强构件包含:多个水平增强构件，其配置为在罐体的纵长 方向上彼此间隔开;及多个垂直增强构件，其连接到水平增强构件以横越水平增强构件并 配置为彼此间隔开，其中垂直增强构件各自由在纵长方向上按顺序连接的多个分段式构件 形成，所述分段式构件安设在连接构件上。
[0044]此外，连接构件各自配置在罐体的圆周方向上，耦合到罐体的圆周表面或与罐体 的圆周表面间隔开，并在其中形成有安装部件，所述垂直增强构件插入所述安装部件中。多 个连接构件中的至少一个耦合到罐体，且特别的是，配置在最下部处的连接构件可连接到 罐体。
[0045]在根据本发明的实施例中，可进一步提供额外焊接构件，其附接到节段的内侧表 面或外侧表面，以相对于节段的上端面或下端面突出。
[0046]在根据本发明的实施例中，进一步提供以下中的至少一个:分离涂层，其形成于罐 体的外侧表面上，以防止罐体及回填层彼此耦合;防腐涂层，其形成于罐体的内圆周表面及 外圆周表面中的至少一个上，以防止罐体的腐蚀;防水涂层，其形成于罐体的圆周表面上， 以防止罐体接触周围的水；以及绝热涂层，其形成于罐体的内圆周表面及外圆周表面中的 至少一个上，以防止储存于所述罐体中的流体与周围环境进行热交换。
[0047]此外，罐体可由金属材料形成并可进一步设置使金属材料电连接到罐体的阻蚀剂 以便通过电化效应(galvanic effect)延缓罐体的腐蚀。
[0048]在根据本发明的实施例中，支撑框架包括:支撑部件，其安设于凹穴的底表面上； 及安装部件，其形成于支撑部件的上部上，且罐体安装在所述安装部件上，以使得将罐体维 持在朝上与凹穴的底表面间隔开的状态中。尤其，支撑部件可形成为栅格形状，使得回填材 料填充于支撑框架的支撑部件内部或由其中形成多个引入孔的多个板形成。
[0049] 根据本发明的CAES系统包含高压流体储存系统，其在地下深处形成并具有上述配 置，及发电系统，其在高压流体储存系统中压缩空气并使用经压缩空气发电。
[0050] 尤其，在根据本发明的实施例中，第一栓塞可通过将回填材料填充到第一水平隧 道而形成。例如，第一水平隧道的两侧用其间的凹穴封闭，且回填层及第一栓塞通过将回填 材料注入到凹穴及水平隧道中而一起形成。
[0051] 在根据本发明的实施例中，（d)罐体及回填层在凹穴中的形成包含:填充步骤:填 充第一流体以用于在凹穴中提供浮力;罐制造步骤:注入构成罐体的下部的下节段，及按顺 序堆叠并耦合多个主体节段及下节段，以将罐体安设在凹穴中，所述多个主体节段和下节 段构成在下节段上的罐体的主体部分和上部；以及回填步骤:通过在罐体与凹穴的内壁之 间填充回填材料形成回填层，以便将罐体的内部压力转移到岩床，其中在槽体的制造中，插 入到凹穴中的罐体的经制造部分的上端部通过第一流体的浮力浮在第一流体的表面上方。
[0052] 此外，在回填材料的填充之前，安设与罐体间隔开以包围罐体的增强构件，且当填 充回填材料时，回填层包含增强构件。具体地，在将增强构件安设为与上节段、主体节段以 及下节段的外表面间隔预定距离之后，当所述节段中的每一个在罐体的制造中彼此耦合 时，已分别安设在节段上的增强构件可以通过彼此连接而安设。
[0053] 在将第三流体填充到罐体中之后填充回填材料，以防止罐体由于回填材料的压力 而变形。可填充水或经压缩空气作为第三流体，或一起填充水及经压缩空气。
[0054]在挖掘凹穴之后，将能够支撑罐体的支撑框架安设在凹穴的底表面上并由此改进 可构造性。
[0055] 用于实施本发明的模式
[0056] 本发明涉及一种高压流体储存系统及其构造方法。
[0057]在本发明中，"储存系统"主要表示多个流体储存容器构成系统，而且也表示由仅 一个流体储存容器构成的系统。
[0058]此外，在本发明中，"高压流体"表示以至少约50巴的高压压缩以操作CAES的空气， 但并不排除可通过施加压力压缩的可压缩流体(例如天然气），且压力范围不必限制于至少 约50巴的压力，但所述意义扩展为包含高压，即使当高压低于约50巴，还是需要考虑其安全 性。
[0059] 此外，在本发明中，储存容器主要表示用于使用经压缩空气储存能量的CAES库，但 所述含义包含不与发电设施连接的用于纯粹储存的高压储存容器。
[0060] 在下文中，参考附图，根据本发明的高压流体储存系统(在下文中被称作"储存系 统"），例如CAES发电系统中的经压缩空气储存容器。
[0061] 图1是根据本发明的第一实施例的高压流体储存系统的示意图，图3是图1中所说 明的储存系统中的流体储存容器的示意性横截面图，且图4是说明罐体、连接构件和增强构 件组合在高压流体储存系统中的状态的示意性正视图。
[0062] 参考图1、图3以及图4,根据本发明的储存系统（500)具备进口隧道(e)、流体储存 容器(100)、第一水平隧道(200)以及连接孔(300)。
[0063] 进口隧道(e)用作作业车辆从地表面进入第一水平隧道(200)的通路。在当前实施 例中，如图1中所说明，进口隧道(e)从地表面垂直形成且升降机安设在所述进口隧道中并 可由此用作进入装置。替代地，考虑到车辆的爬升角，进口隧道形成为在长度方向上以轻微 倾斜延伸以便直接驱动车辆，或形成为螺线形状且因此可减少其安设面积。
[0064] 第一水平隧道(200)在侧向方向上以第一深度在地下形成。"水平隧道"并不仅仅 表示垂直于重力方向的水平方向，而是其含义包含具有相对于"水平方向"的略微倾斜的情 况。这在本发明中表达为"侧向方向"。第一水平隧道(200)用作挖掘凹穴(c)且制造流体储 存容器(100)所需要的作业空间。此外，当流体储存容器的安设完成时，封闭水平隧道(200) 以用作安设第一栓塞(90)的空间。
[0065] 通过从地表面钻孔到第一水平隧道(200)等穿透地面来形成连接孔(300)。在构造 顺序中，不必在首先形成第一水平隧道(200)之后挖掘连接孔(300)，但在相反的次序中，也 有可能首先形成连接孔(300)并随后形成第一水平隧道(200)。在当前实施例，多个连接孔 (300)安设在第一水平隧道(200)中以便彼此相间隔开。连接孔(300)使在地表面上准备的 构造设备(例如起重机、混凝土填充设备、挖掘设备等)与第一水平隧道(200)彼此连接。例 如，起重机的主体安设在地表面上，且起重机的牵引绳通过连接孔(300)插入第一水平隧道 (200)。此外，用于通过旋转方法挖掘地面的挖掘机的主体安设在地表面上，且当挖掘机的 钻头配置在水平隧道(200)内部时，从挖掘机的主体延伸的旋转轴通过连接孔(300)连接到 钻头并可由此供电。
[0066] 流体储存容器（100)用以用高压储存经压缩空气，并在第一水平隧道(200)之下形 成。在本发明中，流体储存容器（1〇〇)形成于纵向方向（相对于垂直及水平方向略微倾斜的 方向）上。此外，可安设单个流体储存容器（100)，但考虑到经济构造，适宜地提供多个流体 储存容器(100)。在本发明的实施例中，当第一水平隧道(200)用作作业空间时，通过使用经 由连接孔(300)连接的构造设备挖掘地面来形成凹穴(c)，且随后将流体储存容器（100)安 设在凹穴(c)内部。
[0067] 尤其，本发明的特征在于用于通过使用第一水平隧道(200)封闭凹穴(c)的上部的 第一栓塞(90)。即，位于凹穴(c)上方的第一水平隧道(200)的两端封闭以形成一空间，且随 后将如混凝土的填充材料置放在所述封闭空间中以制造第一栓塞(90)。
[0068] 如上文所描述，形成第一水平隧道（200)且流体储存容器（100)在第一水平隧道 (200)之下垂直形成的构造方法就经济可行性及安全性来说比直接从地表面形成流体储存 容器的方法更有利。
[0069] 以垂直形状挖掘地面的技术可划分为炸裂方法和在旋转配备钻头的头部的同时 挖掘岩床的方法。炸裂方法包含从地表面向下挖掘的从上至下的方法及从下至上的方法， 在所述从下至上的方法中，相反的是，首先形成单独的进口隧道，随后从下端部向上挖掘。 从下至上的方法及从上至下的方法两者均具有问题，即当凹穴具有较大深度时炸裂作业本 身是困难的，且处理由炸裂而破裂的岩石是困难的。此外，炸裂无法始终免于民事诉讼。当 使用挖掘机代替炸裂时，存在由于具有大凹穴直径的大面积构造的技术限制而难以使用挖 掘机且构造成本增加的问题。尤其，在高压流体库的情况下，由于凹穴是向下从地下数十米 深度处挖掘的，所以不必从地表面挖掘到凹穴的上端。然而，由于安设在待使用的地表面 上，所以现有的挖掘机必定也从地表面挖掘到凹穴的上端。这就是构造的经济可行性显著 降低的原因。因此，当构造现有的流体储存容器时，并未采用从地表面向下形成凹穴的方 法。
[0070] 在本发明中，得到即使在使用挖掘机的情况下能够避免从地表面挖掘到凹穴的上 端的实用方法且由此改进构造的经济可行性。即，在形成进口隧道后挖掘水平隧道(200)， 以便不必从地表面挖掘到凹穴的上端。此外，在当前构造方法中，当使用韩国专利第 0683909号、韩国专利第1068578号以及韩国专利第1334298号中所揭示的垂直挖掘机时，由 于挖掘机的主体安设在地面上，且由于在只有用于实际挖掘地面的头部部分安设在第一水 平隧道中之后，头部部分和主体部分可通过连接孔(300)连接，所以垂直挖掘机变得一般可 用。以上提及的垂直挖掘机并未设计为在分离状态下使用，但即使不具有构造经验，本发明 的研究成员通过对机械结构的充分研究确定垂直挖掘机的分离实际上是可能的。此外，除 了以上提及的韩国专利中所揭示的设备，预期用于在实际研磨岩床的同时进行挖掘的头部 部分和用于为头部部分提供电力的主体部分可制成为在地表面上及在第一水平隧道中彼 此分离的形状。此外，在本发明中，根据设备的小型化，不排除将垂直挖掘机引入第一水平 隧道内部以进行挖掘的可能性。
[0071] 如上文所提及，经由单独安设挖掘机的头部部分和主体部分和挖掘机的小型化， 有可能准备通过将挖掘机引入第一水平隧道中而不从地表面挖掘到凹穴的上端的替代例。
[0072] 因此，当比较第一水平隧道在地下以第一深度形成以向下挖掘凹穴与直接从地表 面挖掘垂直凹穴的构造方法时，待考虑的一个问题是根据进口隧道（e)和第一水平隧道 (200)的形成的构造成本的增加。这是因为虽然不必从地表面到凹穴的上端挖掘地面，但构 造的经济可行性相反可通过形成进口隧道(e)及第一水平隧道(200)而退化。因此，与在形 成单个流体储存容器的情况相比，本发明主要在用于通过安设多个流体储存容器来构造具 有至少预定大小的规模的经压缩空气储存设备的情况下是更有利的。
[0073] 此外，在形成第一水平隧道之后从第一水平隧道向下形成流体储存容器的方法的 另一个优势是关于栓塞的安全性。在从地表面垂直挖掘之后，当栓塞形成于流体储存容器 的上部时，栓塞的上侧变为空缺的。即，由于栓塞具有应承受朝向流体储存容器的上侧的压 力的结构，所以需要注意设计栓塞。然而，当将栓塞直接安设于第一水平隧道中时，由于岩 床在栓塞上方形成，所以有安全性优良的优势。
[0074] 此外，除了从地表面挖掘的方法以外，当垂直凹穴在地下形成时，侧栓塞（side plug)形成在凹穴的上部或下侧部上以便连接到进口隧道。由于栓塞的大小不仅比进口隧 道的大小大地多，而且由于栓塞具有所需形状(例如，锥形或楔形），所以存在再次使进口隧 道扩大的问题。然而，在本发明中，借助以上提及的结构稳定性，通过在实际上封闭第一水 平隧道之后仅置放混凝土来形成第一栓塞，其在经济可行性方面是有利的。
[0075] 如上文所描述，根据本发明的构造方法具有一技术特征，即通过进口隧道(e)达到 地下第一深度，随后形成第一水平隧道(200)，且随后在通过连接孔(300)使用安设在地表 面上的构造设备的同时，从第一水平隧道(200)向下构造流体储存容器（100)。此外，存在一 优势，即与形成单个流体储存容器的情况相比较，在安设多个流体储存容器以形成储存设 备的情况下，可显著改进构造的经济可行性且提高流体储存容器的安全性。
[0076] 如图1中所示，多个流体储存容器（100)安设为在单个第一水平隧道(200)中彼此 相间隔，所述第一水平隧道可如图2中所说明的另一实施例配置为各种形状。图2是当从上 观看时的第一水平隧道的平面图。
[0077] 参考图2,第一水平隧道包含主隧道(210)及辅助隧道(220)。主隧道(210)在两个 方向上从进口隧道(e)形成，且辅助隧道(220)在侧向方向上从主隧道(210)分支。此外，流 体储存容器（100)形成在辅助隧道(220)之下，且第一栓塞(90)通过封闭辅助隧道(220)而 形成。
[0078] 此外，虽然图中未示出，但在另一个实施例中，可考虑流体储存容器形成于主隧道 及辅助隧道之下的组合。
[0079] 在下文中，参考附图，将描述用于根据本发明的实施例的储存系统(500)中的流体 储存容器(100)(在下文被称作"储存容器"）的特定配置。
[0080] 用于本发明的实施例中的储存容器（100)包含罐体（10)、增强构件（30)、回填层 (50)以及第一栓塞(90)。
[0081] 罐体（10)中形成有密封空间部分，由此提供储存经压缩空气的空间。罐体（10)配 置在朝上/朝下的垂直方向上，优选地，配置在垂直方向上，以埋入地下深处的岩床(g)中所 形成的凹穴(c)中。罐体(10)的深度(配置上端部的点）与安全性和经济可行性相关。
[0082] 在安全性方面，根据经压缩空气的储存压力和储存容量来确定罐体（10)的深度和 高度，且在当前实施例中，罐体（10)可形成为具有约30m至约60m的配置深度、约3m至约8m的 直径以及约l〇〇m至约200m的高度。
[0083] 罐体（10)的最重要功能之一是维持相对于压缩空气的气密性。因此，罐体（10)由 能够防止气体泄漏的材料制成，所述材料例如是钢、橡胶或塑料。在当前实施例中，虽然罐 体（10)由厚度约4mm至约10mm的钢制成，但由于罐体（10)并未通过自身硬度来承受压缩空 气的压力，所以可使钢厚度进一步变薄且罐体(10)可由软材料(例如橡胶)形成。
[0084] 此外，罐体（10)的形状可形成为各种形状，且在当前实施例中，罐体(10)形成为圆 柱形支撑形状，以使得压力并未集中在一侧，且其上部和下部分别形成为圆顶形。
[0085] 回填材料填充于罐体（10)与凹穴(c)的内壁之间以形成回填层(50)。回填层(50) 用于将罐体（10)的压力转移到岩床(g)。因此，对于回填层(50)来说，重要的是用回填材料 彻底填充而没有空余空间。在当前实施例中，回填层(50)可形成为厚度约30cm至约100cm。 混凝土被广泛用作回填材料，但可使用各种薄浆材料，例如水泥、乳状物或砂浆。即，可将可 通过与水进行反应而固化的所有水固化材料用作回填材料。然而，在选择回填材料中，考虑 到安全性和气密性方面，优选地选择一种可在固化后形成为具有回填层的小孔隙率的材 料。特别的是，由于可能易于从岩床朝向罐体（10)引入地下水，所以孔隙率较大是不合需要 的。
[0086] 此外，增强构件(30)优选地埋入回填层(50)的内侧。然而，根据岩床的状况或待储 存于罐体（10)中的流体的压力状况，可不提供增强构件。回填材料具有作为主要组分的水 泥，但水泥的属性是对压缩应力的抵抗强，但对抗张应力的抵抗极弱。因此，为了增强抗张 强度，回填层(50)优选地包含增强构件(30)，例如钢筋或铁丝网。钢筋形成为具有水平和垂 直栅格的形状并配置为包围罐体(10)。施加到回填层(50)的张力主要在罐体(10)的切线方 向上施加，且回填层(50)中的裂痕可主要在垂直方向上形成。因此，当增强构件(30)配置在 水平方向（储罐的圆周方向）而不是垂直方向（储罐的纵长方向）上时，增强构件(30)在增强 抗拉强度方面具有更重要意义。
[0087] 此外，当担心挖掘期间落下的岩石或地面破坏时，可以通过在岩床(g)的内壁上喷 射快速固化材料(例如喷凝土)来形成支承层(40)。
[0088] 此外，分离涂层(60)可形成于罐体（10)和回填层(50)之间。分离涂层(60)用以防 止罐体（10)耦合到回填层(50)并由此减小与罐体（10)和回填层(50)相接触的摩擦表面上 的剪切力。虽然罐体（1 〇)和回填层(50)应彼此紧密接触而在其间不存在间隙，但罐体（10) 和回填层(50)实体上彼此耦合是不合需要的。即，这是因为当通过经压缩空气将压力施加 到罐体(10)时，在罐体(10)和回填层(50)的接触表面上产生剪切力，由此引起物理性损坏， 但当罐体（10)和回填层(50)并未彼此耦合而是相分离时，分布所述压力且减小所述剪切 力。在当前实施例中，通过在罐体（10)的外壁上应用流纹材料(例如沥青(bitumen)或油脂 (grease))，或通过将由未与水泥结合的材料所形成的薄膜或薄片附接到罐体(10)的外壁， 可以形成分离涂层(60)。
[0089] 此外，防水涂层(81)形成于分离涂层(60)和回填层（50)之间，并可由此防止罐体 (10)由地下水穿透所引起的腐蚀。可通过应用防水助剂或附接防水薄片的方法形成防水涂 层(81)。此外，除了防水涂层(81)之外，为了防止罐体（10)的腐蚀，可通过在罐体（10)的内 圆周表面或外圆周表面中的至少一个上应用阻蚀剂来形成防腐涂层(82)。
[0090] 此外，储存于罐体（10)中的流体的温度在压缩程序期间上升。为了防止流体温度 通过与周围环境的热交换而下降，绝热涂层(83)可形成于罐体（10)的内圆周表面或外圆周 表面中的至少一个上。又通过附接或应用绝热材料的方法来形成绝热涂层(83)。
[0091] 根据条件以一种方式应用上述支承层(40)、分离涂层(60)、防水涂层(81)、防腐涂 层(82)以及绝热涂层(83)，所述方式是可应用以上所有层，可选择性地应用以上一些层，或 可不应用以上任一层。
[0092] 在当前实施例中，防腐涂层(82)首先形成于罐体（10)的内表面和外表面上，且绝 热涂层(83)和分离涂层(60)按顺序从定位在罐体(10)之外的防腐涂层(82)的表面形成。此 外，防水涂层(81)形成于分离涂层(60)的表面上，且支承层(40)形成于岩床(g)的内壁上。 此外，根据实施例，由非耦合材料(例如铝)形成的薄膜箱（图中未示出）插入在防水涂层与 防腐涂层之间，且可由此防止防水涂层和防腐涂层以机械方式彼此耦合。箱由防水材料制 成且可充当防水涂层(81)和分离涂层(60)两者。
[0093]此外，支撑框架(20)安设在凹穴(c)的底部上。支撑框架(20)用以将罐体(10)维持 在与凹穴(c)的底表面间隔开的状态中。
[0094] 此外，栓塞(90)安设在罐体（10)上方以封闭罐体（10)的上侧。另外，空气流入/流 出管(P)插入到罐体(10)，且管(P)连接到提供在地表面上的空气压缩设备及发电设备。
[0095] 到目前为止，已描述高压流体储存容器的标准和材料，例如，高度、直径以及配置 深度，但这些标准和标准仅仅是实例，且可根据实施例使用各种标准和材料。
[0096] 本发明不仅衍生自关于如何制造和/或构造如上文所描述而配置的储存容器 (1〇〇)的研究，而且也衍生自关于如何经济地构造的研究。
[0097] 如上文所描述，罐体（10)的高度为约100m至约200m，且考虑到罐体（10)的配置深 度，应通过从地表面向下挖掘至少约150m来形成凹穴(c)。在技术上不容易垂直挖掘直径为 约7m至约8m的凹穴达约150m，但也很难将罐体(10)插入到凹穴(c)中。
[0098] 虽然具有在地下深处构造此类设备（例如，石油储存基地）的经验，但由于石油储 存基地等在压力阻力和气密性方面相较于压缩空气具有明显较简易的条件，所以达到这样 的水平，即未引入密封罐且仅用混凝土衬砌来加工地下内壁。
[0099] 然而，在压缩空气的情况下，由于应保证气密性，所以出现水平与石油储存基地等 中的水平完全不同的技术问题，例如，密封罐的引入等。首先，存在如何在凹穴中安设高度 为约100m至约200m的罐体和包围所述槽体的增强构件的可实现性问题。不仅在国内而且在 国际上，并没有在凹穴中实际构造密封罐体和增强构件的经验，所述凹穴的直径约5m至约 8m且高度约150m至约200m。这种规模与构造是否有可能的问题而非尺寸差异的问题有直接 联系。
[0100] 此外，即使当构造是有可能的，由于实际工业实用性在引起严重缺陷的情况下降 低，所以极大地出现构造的经济可行性问题。
[0101 ]在已从地下垂直地挖掘凹穴的条件下，仅考虑将罐体安设于凹穴的问题。不能将 高度至少约loom的罐体制造为单一主体，且因此其节段应通过例如焊接的方法耦合。由于 焊接质量显著影响气密性，所以有利的是在配备有完美作业条件的工厂中进行制造，但工 厂中的超大规模制造的罐体无法运输。
[0102] 随后，可在现场在地表面上进行焊接。然而，在罐制造后，在技术上也不容易提升 高度约150m的罐并将罐插入凹穴中。用于悬挂罐体的起重机应保证约200m的高度，且由于 罐体由钢形成，所以起重机所承受的重量基本上较大。或许，用于构造高层建筑的塔式起重 机可承受所述高度，但无法承受所述重量。虽然造船厂等的龙门起重机可进行此类作业，但 事实上考虑到经济条件，几乎不可能使用龙门起重机。
[0103] 作为另一种替代方案，在节段按顺序插入到凹穴的状态下，可随后进行焊接，但考 虑到狭窄的作业条件和凹穴的环境，无法预期维持气密性基本的焊接质量。虽然如此，但凹 穴的拓宽是不现实的，因为不经济并可能引起安全问题。
[0104] 在增强构件的情况下，存在更困难的问题。还很难将高度约150m的增强构件安设 成与罐体间隔开。即使当将钢筋用作增强构件时，其中部以约150m的高度弯曲，且因此难以 维持所需形状。虽然如此，但当所有垂直增强构件固定到岩床的内壁时，作业程序变得极其 复杂，构造周期变得更长，且必然涉及经济可行性的降低。
[0105] 虽然上文给出了数种实例，但存在更多由构造引起的典型问题，可能在将规模约 150m的罐和增强构件安设于具有直径约5m至约8m的空间的凹穴中的可实现性和经济可行 性方面引起许多困难。
[0106] 即，当在完成后仅考虑结构方面时，根据本发明制造的流体储存容器（100)看似非 常简单，但当实际上试图构造所述流体储罐时，不得不经历构造技术的限制。
[0107] 研究了用于根据本发明的将高度大于loom的罐体埋入高度大于约150m的凹穴中 的构造方法及罐体的优化为确保构造方法的可实现性和经济可行性的结构。
[0108] 在构造方法方面，将水填充于凹穴(c)中，接着通过使用浮力使节段在凹穴(c)的 水面上浮动，并接着在按顺序堆叠和耦合节段的同时逐渐制造罐体。允许彻底焊接的经制 造部分通过调节浮力而下沉，且仅经制造部分的上端部在水面上方浮动，且因此可在地表 面上进行与另一节段的焊接。因此，准备能够通过使用浮力安全地制造凹穴(c)中的罐体的 方法。将详细地描述构造方法。
[0109] 此外，开发一种最优化以实现使用浮力的构造方法的节段结构。然而，将在下文描 述的高压流体储存容器的配置和节段的配置仅仅是实例。即，根据本发明的构造方法具有 节段使用浮力浮动且节段随后按顺序堆叠及耦合的方法的方面，且因此阐明了可不同地改 变流体储存容器的机械配置。
[0110] 本发明所开发的用于应用构造方法的最优储存容器(100)经配置为罐体（10)以一 种结构形成的结构，在所述结构中，堆叠和耦合多个节段，且增强构件(30)可由所述节段通 过连接构件(70)支撑。此外，增强构件(30)，特别是垂直增强构件(32)，配置为一种形状，在 所述形状中，多个节段构件(33)彼此耦合且所述节段构件结构化为易于通过连接构件(70) 而彼此接合。此外，分离涂层(60)、防水涂层(81)、防腐涂层(82)、绝热涂层(83)等预先形成 于构成罐体(10)的节段中。将详细描述此情况。
[0111] 罐体（10)包含多个节段，且节段由钢材料制成并包含下节段（11)、多个主体节段 (12)以及上节段（13)。形成罐体（10)的下端部的下节段（11)形成为具有开放式上表面的碗 (bowl)形状。形成罐体(10)的主体部分的主体节段（12)形成为具有均为开放式的下表面和 上表面的环形形状。形成多个主体节段（12)且其按顺序堆叠和耦合在下节段（11)上。形成 罐体（10)的上端部的上节段（13)堆叠和耦合在主体节段（12)上。上节段（13)以一种是下节 段(11)的倒装形状的形状形成，即，以具有开放式下表面的碗形状形成。当堆叠和耦合下节 段（11)、多个主体节段（12)和上节段（13)时，其中储存高压流体的密封空间（14)形成在罐 体(10)的内侧。
[0112] 额外焊接构件（15)分别附接到节段（11、12、13)。在堆叠和耦合节段时，在间隙处 进行对接焊接，同时所述节段彼此之间略微间隔所述间隙。当进行对接焊接时，需要用于覆 盖所间隔间隙的背衬板(backing plate)。因此，在节段中，允许额外焊接构件（15)如图6中 所说明而突出，由此覆盖与邻近节段相间隔的间隙。在图6中，表示为w的部分是所焊接部 分。额外焊接构件（15)可安设为从节段的上部或下部突出。此外，当节段焊接在外表面侧 时，额外焊接构件（15)应附接到节段的内表面，且反之，当节段焊接在内表面侧时，额外焊 接构件（15)应附接到节段的外表面。当焊接环形节段时，有利的是在节段的外表面处焊接， 且因此，在本发明中，额外焊接构件(15)附接到节段的内表面。
[0113]此外，用于调节间隙的间隔物（s)分别可拆卸地附接到节段（11、12、13)的上端部 或下端部。尽管如上文所描述，但节段应配置为彼此间隔预定距离以在节段之间进行焊接。 当通过使用起重机等将待新焊接的节段定位在所耦合节段上方时，可借助于间隔物（s)确 定节段之间的间隙。即，在间隔物(s)附接到待新焊接的节段的下端部或附接到已耦合节段 的上部的状态下，当两个节段接触间隔物(S)时，精确地形成焊接间隙。在间隙因此形成的 状态下，拆卸间隔物(S)且接着进行焊接。
[0114] 此外，为了将罐体（10)维持在朝上与凹穴(c)的底表面间隔开的状态下，可选择性 地提供支撑框架(20)。支撑框架(20)的功能不是使罐体(10)直接接触凹穴(c)的底表面，而 是使罐体(10)与凹穴(c)的底表面彼此间隔开，并将回填层(50)插入罐体(10)与凹穴(c)的 底表面之间。因此，当在埋入罐体（10)之前将回填层置放在凹穴（c)的底表面上时，或当可 在悬挂罐体（10)以与凹穴(c)的底表面相间隔的状态下填充回填材料时，不一定需要支撑 框架(20)。
[0115] 然而，为了易于应用当前构造方法，优选地提供支撑框架（20)。当描述构造方法 时，将描述其原因，且仅在此处描述一种结构。
[0116]如图8中所说明，支撑框架(20)包含安设在凹穴(c)的底表面上的支撑部件(21)和 形成于支撑部件(21)上的安装部件(22)。
[0117] 由于回填材料还应填充在支撑部件(21)的内侧处，所以通过使用钢筋等以使得回 填材料填充在钢筋之间来形成栅格型的支撑部件(21)。替代地，如图8中所说明，支撑部件 (21)通过多个板和多个引入孔(23)形成，回填材料可经引入穿过所述多个引入孔(23)。
[0118] 由于罐体（10)安装在安装部件（22)上，安装部件（22)优选地形成为对应于罐体 (10)的下端部的形状。如图9中所说明，安装部件(22)形成为对应于罐体(10)的下端部的碗 形状。此外，虽然图中未示出，但可安设球形薄片以使得罐体（10)平坦安装。球形薄片 (spherical sheet)使芯维持平坦配置状态，以使得当测试混凝土芯的压缩强度时垂直地 向芯施加力。
[0119] 此外，在另一个实施例中，安装部件可形成为直径小于罐体（10)的直径的环形形 状。罐体可安装在环形安装部件上。
[0120] 增强构件（30)用以增强回填层（50)的抗张强度。虽然上文也有描述，但用作回填 材料的混凝土等对压缩力的抵抗强，但对张力的抵抗弱。因此，增强构件(30)，例如钢筋或 铁丝网，埋入回填层（50)中以改进回填层(50)的抗张强度。因此，钢筋（30)安设为与罐体 (10)相间隔并包围罐体(10)。如同当前实施例，当提供支撑框架(20)时，增强构件(30)用于 包围除支撑框架部分以外的罐体，且支撑框架(20)充当配置在罐体（10)的下端部上的增强 构件。此外，当未提供支撑框架时，增强构件(30)配置为完全包围罐体(10)。
[0121] 在当前实施例中，增强构件(30)包含水平增强构件(31)和垂直增强构件(32)。水 平增强构件(31)在罐体（10)的圆周方向上形成，且其配置为在罐体（10)的纵长方向上彼此 相间隔开的多个。垂直增强构件（32)配置为横越水平增强构件（31)，且其配置为在罐体 (10)的圆周方向上彼此相间隔开的多个。水平增强构件(31)和垂直增强构件(32)彼此接合 且其全部一体连接为一个构件。即，增强构件(30)通过水平增强构件(31)和垂直增强构件 (32)形成为总体网形形状，由此包围罐体(10)。
[0122] 考虑到罐体（10)的直径，单个水平增强构件(31)具有约9m至约10m的长度，且因此 可一体式形成，但垂直增强构件（32)应对应于罐体（10)的总高度，且因此应形成为长度约 150m。因此，垂直增强构件（32)难以一体式形成，并具有多个节段构件（33)彼此连接的形 状。
[0123] 为了易于将增强构件(30)安设为与罐体（10)相间隔，提供连接构件(70)。更确切 地说，连接构件(70)充当用于使增强构件(30)由罐体（10)支撑的介质，所述增强构件(30) 全部连接为网形状。这是因为由于水平增强构件（31)和垂直增强构件（32)连接为一个网， 当连接构件(70)耦合到增强构件(30)的一部分时，增强构件(30)全部可由罐体（10)支撑。 因此，如此起作用的连接构件(70)可形成为很多种形状。稍后将描述连接构件的各种配置 实例，且首先，将描述当前实施例中所应用的连接构件(70)。
[0124] 当前实施例中所采用的连接构件(70)的特征在于，除了支撑全部增强构件(30)的 基础功能之外，增加了用于极容易接合构成垂直增强构件(32)的节段构件(33)的功能。
[0125] 在当前实施例中，连接构件(70)形成为环形形状以包围罐体（10)，且其配置为在 罐体(10)的纵长方形上彼此间隔开的多个。
[0126] 多个连接构件(70)可逐个地配置以用于每一个节段，且可通过一种方式配置而一 个用于数个节段。此外，连接构件(70)还可耦合到节段，并还可包围节段，同时与所述节段 分离。多个连接构件(70)中的至少一个优选地耦合到节段，且特别的是，连接构件(70)优选 地耦合到下节段(11)。
[0127] 在当前实施例中，连接构件(70)耦合到下节段（11)，且连接构件(70)在罐体（10) 的高度方向上以数个节段的间隔连接到节段。此外，剩余的连接构件(70)并未耦合到节段， 而是用作用于使节段构件(33)彼此接合的连接部件。为了方便描述，耦合到节段的连接构 件表示为元件符号(71 )，且未耦合到节段的连接构件表示为元件符号(72)。
[0128] 在当前实施例中，耦合到节段的连接构件(71)具有大致为文字'C'或文字^='的 形状，并耦合到节段的圆周表面。因此，在连接构件(71)的内侧提供节段构件(33)可插入的 空间。所述空间被称为安装部件(73)。由于未连接到节段的连接构件(72)形成为中空管形 状，所以节段构件(33)可插入的安装部件(73)也形成在所述连接构件(72)的内侧。
[0129] 插入孔(74)和插入孔(75)分别形成于在连接构件(71)和连接构件(72)的上表面 和下表面中，节段构件(33)可通过所述插入孔(74、75)插入安装部件(73)中。插入孔(74、 75)在连接构件的圆周方向上以预定间隔连续配置。节段构件(33)的下端部通过上部中所 形成的插入孔(74)插入，且节段构件(33)的上端部通过下部中所形成的插入孔(75)插入。
[0130] 此外，在当前实施例中，上插入孔(74)和下插入孔(75)配置为使得其中心点彼此 相间隔开。因此，如图7中所说明，节段构件(33)配置为在连接构件(71、72)的安装部件(73) 上彼此重叠。
[0131] 此外，分离孔形成在上插入孔(74)旁边。所述孔是用于将树脂(r)注入安装部件 (73)中的注入孔（76)。即，当在两个节段构件（33)配置为彼此重叠的状态下通过注入孔 (76)注入树脂(r)时，通过安装部件(73)中的树脂(r)将两个节段构件(33)彼此接合。当连 接构件(71、72)内的所有安装部件跨越全部连接构件(71、72)而彼此连通时，不一定针对每 一插入孔形成注入孔(76)。然而，当分割件(d)安设在连接构件(71、72)内且形成针对插入 孔(74)和插入孔(75)中的每一个分离的安装部件(73)时，针对插入孔(74、75)中的每一个 形成注入孔(76)。
[0132] 要点是，在连接构件(71、72)内形成空余空间是不合需要的。因此，如在当前实施 例中，当在连接构件(71、72)内提供用于安装部件的空间时，所有安装部件应填充有树脂或 回填材料。因此，多个孔应形成于连接构件中，使得可将回填材料引入并填充于未填充有树 脂的部分中。替代地，连接构件优选地并未形成为中空形状，以使得不会在除了安装部件之 外的连接构件内形成空间。
[0133] 如上文所描述，在当前实施例中，在构成垂直增强构件（32)的每一个节段构件 (33)插入连接构件(71、72)的插入孔(74、75)中，且节段构件(33)由此非常容易并一体地连 接以形成单个垂直增强构件(32)的状态下，注入树脂(r)。此外，由于处于耦合到节段的状 态的数个连接构件（71)支撑垂直增强构件（32)，所以形成为高度约150m的垂直增强构件 (32)可维持在所需形状而不弯曲。当所有连接构件(71)耦合到节段时，相对于垂直增强构 件(32)的支撑力可进一步增大。此外，水平增强构件(31)可耦合到垂直增强构件(32)，所述 垂直增强构件(32)借助于钢丝等配置在圆周方向上。
[0134] 在当前实施例中，连接线不仅提供允许增强构件在与罐体相间隔开的状态下由罐 体支撑的基本功能，而且还提供极其简易地接合构成垂直增强构件（32)的节段构件的功 能。
[0135] 不同于在当前实施例中，在并未使用连接构件的经典方法中，应通过使用单独固 定装置由岩床的内壁支撑垂直增强构件(32)，且因此伴有在技术和经济方面的困难。此外， 即使由罐体支撑，如果所述方法如在当前实施例中并未使用安装部件和树脂，其是不经济 的，是因为所有节段构件应通过焊条或钢筋耦合。即，可非常容易进行通过具有当前实施例 中所使用的特定配置的连接构件来一体式连接节段构件(33)的作业，且因此可改进构造的 经济可行性。
[0136] 此外，在当前实施例中，防水剂、防腐剂和绝热材料预先应用于每一节段，使得当 所有节段耦合时，防水涂层(81)、防腐涂层(82)以及绝热涂层(83)可形成于整个罐体（10) 上。同样，针对每一节段形成分离涂层(60)，当所有节段组合时，分离涂层(60)可形成于整 个罐体(10)上。
[0137] 在当前实施例中，仅防腐涂层（82)形成于每一节段的圆周表面上，且防腐涂层 (82)、绝热涂层(83)、分离涂层(60)以及防水涂层(81)按顺序形成于每一节段的外圆周表 面上。
[0138] 此外，根据使用压缩空气的各类发电设备，在根据当前实施例的储存容器（100) 内，不仅含有气体，而且含有水以及空气。此外，即使具备防水涂层和防腐涂层，储存容器 (100)还是可能暴露于地下水。因此，当由钢制成的罐体（10)长时间使用时，可能存在腐蚀 问题。因此，在当前实施例中，通过使用电化效应(galvanic effect)防止罐体的腐蚀。即， 虽然图中未示出，但安设由金属材料形成的阻蚀剂（电化阳极）以便电连接到罐体(10)的内 侧或外侧。由于阻蚀剂仅需要电连接到罐体，所以防腐剂可直接附接到罐体，但可能较好的 是，在与罐体间隔开的状态下，借助于导体而彼此电连接。由于阻蚀剂相较于罐体材料具有 活动电位，所以阻蚀剂充当正电极且罐体充当负电极，且因此阻蚀剂快速起腐蚀作用并防 止罐体（10)腐蚀。由于在经过预定时间后阻蚀剂由腐蚀完全耗尽，阻蚀剂优选地具有可更 换的配置。为了促进阻蚀剂的更换，需要将阻蚀剂配置在外侧以与罐体间隔开并电连接到 罐体而不是直接附接到罐体。
[0139]此外，通过置放混凝土等形成第一栓塞(90)来封闭凹穴（c)的上侧。当然，与罐体 (10)连接的管(P)通过第一栓塞(90)连接到地表面上的发电设备和压缩设备。
[0140] 如上文所描述，根据本发明的储存容器配置为使得罐体通过堆叠和耦合节段而形 成，其中防腐涂层、防水涂层、分离涂层以及绝热涂层预先形成于节段中，且因此各种功能 涂层可通过仅耦合节段而形成在罐体与岩床之间。此外，垂直增强构件和水平增强构件预 先安设于节段中，且增强构件由节段支撑，且因此可同时进行罐体的制造和增强构件的安 设。最重要的是，在构造方面有利的是，在与罐体间隔开的状态下，增强构件可非常容易安 设。此外，进一步有利的是，可以通过使用特殊配置的连接构件使构成垂直增强构件的节段 构件非常容易与彼此连接。如上文所描述，本发明可以是重要的，是因为罐体和增强构件通 过一套节段和节段构件安设，且因此改进构造的可实现性和经济可行性。
[0141] 到目前为止，连接构件被描述和说明为形成为环形形状，但也不一定形成为环形 形状，且如图9中所说明，连接构件(70a)可多个安设为在罐体（10)的圆周方向上彼此间隔 开。安装部件安设在具有独立形状的连接构件(70a)内部，且插入孔和注入孔与上文所描述 一样形成。
[0142] 此外，到目前为止，描述并说明了安装部件形成在连接构件内部且节段在安装部 件内彼此接合，但如图10中所说明，通孔(77)仅形成在连接构件(70b)处且垂直增强构件可 在长度方向上插入到通孔(77)中。替代地，将垂直增强构件中的每一个划分为长节段(与上 述节段构件相比，以相对长的长度形成），随后将节段插入通孔(77)中，且随后可以通过如 焊接的方法来连接节段。
[0143] 此外，如图11中所说明，可应用一种可使用连接构件（70c)来支撑水平增强构件 (31)的方法。即，连接构件(70c)在罐体的纵长方向上形成，其配置为在罐体（10)的圆周方 向上彼此间隔开的多个，且当通孔(78)提供于连接构件(70c)中时，水平增强构件(31)插入 通孔(78)中并可由此受到支撑。垂直增强构件(32)在连接到水平增强构件(31)时可受到支 撑。
[0144] 此外，在另一个实施例中，可单独设置用于支撑水平增强构件的连接构件和用于 支撑垂直增强构件的连接构件。
[0145] 虽然图中未示出，但在另一个实施例中，一种方法是可能的，在所述方法中，通孔 仅形成于连接构件中，且节段构件固定到连接构件，同时节段构件插入通孔中。即，在节段 构件的上端部和下端部在穿过上节段和下节段中的连接构件后分别突出且突出的状态下， 螺栓分别紧固到节段构件的上端部和下端部。紧固到上端的螺栓将接触上连接构件的上表 面，且紧固到下端的螺栓将接触下连接构件的下表面。因此，通过螺栓将节段构件固定在两 个连接构件之间并禁止所述节段构件在垂直方向上移动。即使在未使用螺栓时，插入连接 构件的通孔中的节段构件也可通过焊接固定到连接构件。
[0146] 下文中将描述用于在第一水平隧道之下构造流体储存容器(100)的方法。
[0147] 图12是用于构造根据本发明的实施例的高压流体储存系统的方法的示意性流程 图，且图13及图14是描述用于构造流体储存容器的方法的视图。
[0148] 参考附图，用于构造储存容器的方法包含挖掘步骤(M10)、填充步骤(M30)、罐制造 步骤(M50)以及回填步骤(M70)。
[0149] 在挖掘步骤(M10)中，从第一水平隧道挖掘地面，且凹穴（c)在向上/向下方向上， 优选地在垂直方向上形成。
[0150] 在本发明中，如上文所描述，可采用通过使用垂直拔粧器从第一水平隧道向下挖 掘的方法。当使用垂直挖掘机时，由于在挖掘机的钻头钻进岩床时穿过所注入的钻井泥浆 而排出碎石，所以在处理碎石方面有优势。除了本发明上文中所描述的设备之外，直径小于 约10m的凹穴可容易通过使用现有的垂直挖掘机形成。如果与炸裂方法的经济可行性相比 可保证经济可行性，那么评估垂直挖掘机具有最优越的适用性。
[0151] 当通过挖掘形成凹穴(c)时，快速固化喷凝土喷射到凹穴(c)的内壁以便防止内壁 的崩塌并由此可形成支承层(40) (M20)。还可在完成挖掘后立即形成支承层(40)，但在挖掘 程序期间，可分开置放所述支承层。然而，当岩床坚固时，可以不提供支承层(40)。
[0152] 当完成凹穴(c)的挖掘时，将支撑框架(20)预先处于在凹穴(c)的下部中。当完成 支撑框架(20)的安设时，应安设罐体（10)，但进行用第一流体填充凹穴(c)(M30)以作为初 步作业。第一流体用于提供浮力且可使用水。可使用除了水之外能够提供浮力的各种流体 作为第一流体。当使用炸裂方法挖掘时，应单独填充第一流体，但在使用以上提及的垂直挖 掘机时，凹穴(c)在挖掘期间已填充有水。
[0153] 当完成用第一流体填充时，进行罐的制造(M50)。罐的制造(M50)是重要的程序，其 中制造高度约l〇〇m至约200m的罐体(10)且安设在凹穴(c)中。
[0154] 在罐的制造(M50)中，通过在凹穴(c)中彼此焊接来制造用于构成罐体(10)的多个 节段。
[0155] 当准备连接构件(71、72)以用于节段（11、12、13)时，首先，通过使用起重机(a)来 运输下节段（11)，并在凹穴(c)中所填充的第一流体(Π )上注入所述下节段（11)。起重机 (a)的主体安设在地表面上，且起重机的牵引绳（b)通过连接孔（300)引入第一水平隧道 (200)中。
[0156] 可不同地采用用于通过起重机(a)支撑节段（11、12、13)的方法，例如，可采用根据 是否施加功率而将电磁体附接到起重机的牵引绳(b)且将电磁体耦合到节段的内圆周表面 的方法。
[0157] 在注入下节段（11)之后，松开与起重机(a)的连接，且下节段（11)的上端部随后通 过浮力在第一流体（Π )的表面上浮动。当下节段（11)的上端部高于用于稍后与主体节段 (12)进行焊接的作业位置浮动时，排出一部分第一流体(Π )以供应到下节段（11)中以调节 高度。当调节下节段(11)的高度时，通过安设在第一水平隧道(200)中的第一支撑单元(Ml) 固定下节段（11)的姿势和角度以便不会偏压。由于下节段（11)通过浮力浮动，所以第一支 撑单元(Ml)仅用于将中心固定在下节段(11)的表面上。
[0158] 当下节段（11)的位置固定后，主体节段（12)堆叠在下节段（11)上以彼此耦合，且 在当前实施例中，考虑到气密性和安全性，节段通过焊接耦合。如上文所描述，节段之间的 焊接质量在整个罐体(10)的气密性中是最重要的一点。在更具体地关于焊接程序进行描述 的情况下，第一主体节段（12)通过起重机(a)悬挂，并在与下节段间隔预定距离的状态下定 位在下节段（11)上。由于间隔物(s)附接到下节段（11)的上端部，主体节段（12)配置为接触 间隔物（S)。随后，悬挂在起重机(a)上的主体节段（12)的位置通过安设于第一水平隧道中 的第二支撑单元(M2)固定以便不向左或向右偏置且平坦。由于主体节段（12)由起重机(a) 支撑，所以第二支撑单元(M2)用于对主体节段（12)定中心。当主体节段（12)配置在正确位 置时，主体节段（12)和下节段（11)的中心点彼此重合，且下节段（11)的上端面及主体节段 (12)的下端面配置为平坦的且彼此略微间隔开。
[0159] 当对两个待耦合节段的位置调节完成时，拆卸附接到下节段（11)的上端部的间隔 物(s)。由于额外焊接构件（15)附接在节段之间，所以焊接空间在后侧封闭的状态下暴露。 在完成焊接后，需要通过检测来检查焊接质量。
[0160] 如上文所描述，当下节段（11)与第一主体节段（12)的耦合完成时，通过相同方法 按顺序堆叠及耦合多个主体节段（12)。如上文所描述，通过浮力支撑已耦合的经制造部分， 且其位置通过第一支撑单元(Ml)固定，且待新耦合的节段悬挂在起重机(a)上且其位置通 过第二支撑单元(M2)固定。
[0161] 此外，通过浮动力将经制造部分的上端部始终配置在预定高度以进行焊接。为了 按进行焊接的位置来调节经制造部分的上端部，应调节浮动力。作为用于调节浮动力的方 法，首先，存在一种将凹穴(c)中的第一流体(Π )缓慢排出的方法。随着水平面降低，经制造 部分也一起插入凹穴（c)中，且因此可维持作业位置。此外，第二流体(f2)供应到经制造部 分中，以便增加重量并由此可降低经制造部分。在当前实施例中，在逐渐耦合节段的同时， 凹穴(c)中的第一流体(Π )被栗送以供应到经制造部分，且因此降低经制造部分并调节其 位置。即，第一流体(Π )排出并随后用作第二流体(f2)。
[0162] 当下节段（11)、主体节段（12)以及上节段（13)都被焊接时，完成对罐体（10)的制 造。
[0163] 如上文所描述，当罐体（10)的制造完成时，罐体（10)处于完全插入凹穴(c)并通过 浮力浮动的状态中。随后，罐体(10)安设在支撑框架(20)上。类似于以上程序，当凹穴(c)中 剩余的第一流体(f)缓慢排出并供应到罐体（10)时，罐体（10)降低且在罐体（10)的自重变 得大于浮力时，罐体（10)安设在安装部件(22)上。当罐体（10)降低并安设在支撑框架(20) 上时，第一支撑单元(Ml)进行辅助，以使得中心不会摇晃且罐体(10)垂直配置。当罐体(10) 安设在支撑框架(20)上并由支撑框架(20)支撑时，罐体(10)的安设完成。
[0164] 此外，在如上文所描述的罐体（10)的制造及安设程序中，第一支撑单元(Ml)及第 二支撑单元(M2)分别用于固定经制造部分和待新耦合的部分的位置，各种设备可用作第一 支撑单元(Ml)及第二支撑单元(M2)。虽然图中未示出，但多个汽缸以预定角度间隔沿待新 耦合的部分或经制造部分的外圆周表面安设，且允许安设在汽缸中的活塞独立推动节段， 且因此待新耦合的节段可配置在精确位置处。此外，在安设配置为包围节段和经制造部分 的环形物后，多个铰链构件沿圆形物的内圆周表面安设，且节段和经制造部分的位置可固 定，同时所有铰链构件固定在径向方向上。即，当铰链构件固定在环形物的径向方向上时， 可推动配置为偏压的节段以配置在正确位置处。
[0165] 在上文中，将第一支撑单元(Ml)和第二支撑单元(M2)描述为实例，且可通过各种 类型的设备来调节经制造部分或新耦合的位置。此外，即使未使用这些第一支撑单元(Ml) 和第二支撑单元(M2)，经制造部分仍由浮力支撑，且待新耦合的部分由起重机支撑，且因此 当节段耦合时，可简单及精确地调节经制造部分和待新耦合的节段的位置。同样，在完成罐 体的制造后，当罐体安设在支撑框架(20)上时，可调节罐体以使得罐体垂直配置而不向左 或向右偏置。
[0166] 如上文所描述，当经制造部分受到支撑时，经制造部分的上端部向上浮动到焊接 位置(一般来说是第一水平隧道的上部），且因此提供一种用于容易耦合其它节段的方法。 通过这种方法，可在现场制造高度大于约l〇〇m的罐体以便安设在凹穴中。
[0167] 当罐体安设在凹穴中而不使用浮力时，单独需要用于载送经制造部分的起重机和 用于载送待新耦合的节段的起重机，且因此制造作业变得极难。尤其，由于经制造部分和载 送待新耦合的节段应共轴配置，所以使用两个起重机甚至是不可能的。即，在本发明中，能 够以最经济的方法进行高度大于约l〇〇m的罐体的制造和安设的方法，且因此本发明在提高 CAES的实际适用性方面具有贡献。
[0168] 此外，在安设罐体（10)的同时，一起安设增强构件(30)。即，当耦合节段中的每一 个以制造罐体（10)时，安设在每一节段中的节段构件（71)及节段构件（72)插入连接构件 (71)及连接构件（72)中并用树脂填充。在以上程序中，节段构件（33)彼此连接且在罐体 (10)的制造完成时一体地形成。由于水平增强构件（31)耦合到垂直增强构件（32)，所以增 强构件(30)形成为总体网形形状以包围罐体(10)。
[0169] 此外，如上文所描述，在节段的堆叠和耦合中，由于分离涂层(60)、防水涂层(81)、 防腐涂层(82)以及绝热涂层(83)形成在一起，所以可进行明显经济的构造。
[0170] 现在，作为最终程序，进行回填(M70)。即，将回填材料填充在罐体（10)与岩床(g) 之间以形成回填层(50)。回填材料可以时间差分开置放或可同时置放。此外，在当前实施例 中，以高压喷射薄浆材料以进行回填。
[0171] 在填充回填材料中需要记住的一点是，第三流体(f3)应首先填充于罐体（10)中。 回填材料在填充时对罐体(10)施加两个动作。第一，当填充回填材料时，将浮力施加到罐体 (10)，且第二，通过回填材料的重量按压罐体（10)。因此，在填充回填材料之前，优选地将第 三流体(f3)填充到罐体中以便防止由于回填材料的压力造成对罐体(10)的损坏。
[0172] 可使用水或经压缩空气作为第三流体(f 3)。
[0173] 当使用水时，填充于罐体（10)中的水位形成为略高于回填材料所填充到的高度， 即，当分开进行回填时，水仅须填充到略高于为每一分开的置放而填充的回填材料的高度 的水平，且当一次性进行回填时，水仅须完全填充于罐体（10)中。当将水用作第三流体时， 由于水适合于压力和浮力，所以是有利的，但存在一个问题，即由于水完全填充于罐体(10) 中，所以罐体(10)的自重变得过大。为此，在当前实施例中，预先安设支撑框架(20)。如果支 撑框架不支撑罐体(10)，那么起重机(a)应支撑并载送罐体的全部重量，但当水完全填充于 直径约5m且高度约100m的罐体中时，由于罐体重量超出约2000吨，所以可能存在起重机输 出的问题。在当前实施例中，由于预先安设支撑框架(20)以支撑罐体（10)，所以可解决这种 技术问题。
[0174] 当使用水时，由于罐体（10)的自重成问题，所以可考虑使用经压缩空气作为第三 流体(f3)的方法。这是因为当通过经压缩空气将压力施加到内部时，有可能克服回填材料 的压力。然而，当经压缩空气用作第三流体(f3)时，存在一个问题，即不可能使用回填材料 所需的浮力。这是因为，即使空气被压缩，空气仍具有极小的重量。
[0175] 在当前实施例中，由于预先安设支撑框架(20)，所以可采用仅将水用作第三流体 的方法，但更优选地，采用一起使用水和经压缩空气的方法。即，在将水部分填充于罐体 (10)中之后，用高压加以压缩空气并注入到罐体（10)，且因此有可能克服回填材料的浮力 和压力两者。
[0176] 当在完全置放回填材料之后经过预定时间时，固化回填材料。
[0177] 第一栓塞(90)可随着回填形成，且可单独由回填形成。即，在凹穴的上部中的第一 水平隧道(200)通过使用模具而封闭的状态下，当将回填材料注入凹穴及第一水平隧道中， 可一体地形成回填层及第一栓塞。替代地，在形成回填层之后，封闭第一水平隧道(200)，且 随后也可通过使用如混凝土的填充材料来单独形成第一栓塞。
[0178] 本发明中所使用的容器（100)可连接到地表面上的发电系统。可使用涡轮机发电 方法、汽缸电机发电方法等作为CAES发电系统。在涡轮机发电方法中，提供多个压缩机、热 交换器、膨胀器以及涡轮机，随后在多个阶段通过压缩机压缩空气并接着将所述空气储存 在高压流体储存容器(100)中，且随后将空气供应到涡轮机以发电。汽缸电机方法是一种方 法，其用于发电以便驱动连接到电机的发动机轴以驱动多个汽缸，随后经压缩空气并储存 在高压流体储存容器（100)中，且接着将经压缩空气再次供应到汽缸以使发动机轴在相反 方向上旋转。此外，高压流体储存容器可用于通过连接到组合涡轮机系统及热功率的复杂 的热力发电系统来改进发电效率。
[0179] 如上文所描述，本发明提供一种实用技术，其在维持安全性和气密性的状态下能 够在地下深处安设直径为数米或大于数米和高度为数十米的高压流体储存设备，且因此可 提高CAES的适用性。此外，期望本发明通过提供一种用于经济地构造高压流体储存系统来 加快CAES的商业化。
[0180] 上述第一实施例揭示从第一水平隧道向下挖掘地面的结构。
[0181] 但将在下文描述且说明图15及图16中的第二实施例，其揭示了与到目前为止所描 述的第一实施例中所揭示的结构些微不同的结构，其中揭示了一种结构，其经配置以使得 形成第一水平隧道，随后通过从第一水平隧道向下挖掘地面形成凹穴。
[0182] 参考图15及图16,在第二实施例，第二水平隧道(91)与第一水平隧道分开地形成 在侧向方向上，且第二水平隧道(210)以比形成第一水平隧道的第一深度深的第二深度配 置。为了形成第二水平隧道(210)，应将进口隧道(e)形成为高达第二深度。
[0183] 此外，在第一实施例，从第一水平隧道(200)向下挖掘地面，但在第二实施例中，从 第二水平隧道(210)向上挖掘地面，且由此在第一水平隧道与第二水平隧道之间形成凹穴。 在此情况下，虽然可使用挖掘机，但有效的是采用使用炸裂的方法。虽然有可能从第一水平 隧道(200)向下炸裂以移除碎石，但需要从第二水平隧道(210)向上炸裂。由于由向上炸裂 引起的碎石自由下落到第二水平隧道(210 )，所以可通过进口隧道(e)排出碎石。第二水平 隧道(210)所形成的形状优选地对应于第一水平隧道(200)的形状。例如，类似于第一水平 隧道，可形成主隧道及辅助隧道。
[0184] 如上文所描述，在从第二水平隧道(210)向上形成凹穴之后，随后通过使用模具等 封闭第二水平隧道（210)，且随后置放混凝土等以安设用于封闭凹穴的下部的第二栓塞 (91)。由于凹穴的下部由第二栓塞(91)封闭，所以第二实施例中的形状变得在结构上与第 一实施例中的形状相同，在所述第一实施例中，从第一水平隧道向下挖掘凹穴。因此，由此 处，由于可通过使用浮力以与上述第一实施例相同的方式从第一水平隧道(200)构造流体 储存容器(100)，所以将不提供对第二实施例的详细描述。
[0185] 因此，第二实施例与第一实施例不同的部分是用于挖掘凹穴的方法。存在一差异， 即在第一实施例中，从第一水平隧道向下挖掘凹穴，但在第二实施例中，从第二水平隧道 (210)到第一水平隧道(200)向上挖据凹穴，且安设第二栓塞(91)以封闭凹穴的下端部。根 据岩床或挖掘机的状况，可能存在难以如第一实施例中的从上至下的方式挖掘地面的情 况。此外，当使用挖掘机在技术或经济方面没有优势时，第二实施例揭示通过炸裂以从下至 上方式挖掘地面的方法。然而，在向上挖掘方法的情况中，由于凹穴的下侧打开，不能一次 性填充提供浮力的流体，安设第二栓塞(91)以封闭凹穴的下部。即使在不使用利用那个浮 力的方法且流体储存容器通过其它方法构造时，仍在形成第二水平隧道之后封闭凹穴的下 部，是因为所述流体储存容器只有在封闭凹穴的下部的情况下才可具有作为流体储存容器 (100)的基本功能。
[0186] 虽然参考附图中所说明的实施例来描述本发明，但其仅为例示性实施例，且将理 解，本领域的普通技术人员可对其作出各种修改和其它等效实施例。因此，本发明的真正保 护范围应仅由所附权利要求书界定。
【主权项】
1. 一种高压流体储存系统，其特征在于包括： 第一水平隧道，其在侧向方向上以第一深度在地下形成； 凹穴，其通过从所述第一水平隧道向下挖掘地面而形成；以及 流体储存容器，包含:罐体，用于储存流体且插入所述凹穴；回填层，其由填充于所述罐 体与所述凹穴的内壁之间的回填材料形成；以及第一栓塞，其通过将所述回填材料填充到 所述第一水平隧道中而形成，以封闭所述凹穴的上部。2. -种高压流体储存系统，其特征在于包括流体储存容器，所述流体储存容器包括： 第一水平隧道，其在侧向方向上以第一深度在地下形成； 第二水平隧道，其在所述侧向方向上以比所述第一深度深的第二深度在地下形成； 凹穴，其通过挖掘所述第一水平隧道与所述第二水平隧道之间的地面而形成；以及 流体储存容器，包含:罐体，用于储存所述流体且插入所述凹穴；回填层，其由填充于所 述罐体与所述凹穴的内壁之间的回填材料形成;第一栓塞，其通过将所述回填材料填充到 所述第一水平隧道中以封闭所述凹穴的上部而形成；以及第二栓塞，其通过将所述回填材 料填充到所述第二水平隧道中以封闭所述凹穴的下部而形成。3. 根据权利要求1或2所述的高压流体储存系统，其中所述凹穴形成为多个以沿所述第 一水平隧道彼此间隔，以便设置多个所述流体储存容器。4. 根据权利要求1或2所述的高压流体储存系统，其中所述第一水平隧道包括主隧道及 从所述主隧道分支且在侧向方向上形成的至少一个辅助隧道， 其中所述多个凹穴形成为在所述主隧道或所述辅助隧道之下彼此间隔。5. 根据权利要求1或2所述的高压流体储存系统，还包括连接孔，所述连接孔通过从地 表面穿透地面到所述第一水平隧道而形成。6. 根据权利要求1或2所述的高压流体储存系统，其中所述回填层及所述第一栓塞通过 所述回填材料一体地形成。7. 根据权利要求1或2所述的高压流体储存系统，其中所述罐体由气密材料形成且在其 中形成有储存高压流体的收纳部件， 其中多个节段在其纵长方向上按顺序堆叠和耦合。8. 根据权利要求1或2所述的高压流体储存系统，还包括增强构件，所述增强构件配置 为包围所述罐体，同时与所述罐体间隔开，其中所述回填层包含所述增强构件。9. 根据权利要求8所述的高压流体储存系统，还包括多个连接构件，所述多个连接构件 沿所述罐体的外圆周表面配置以在所述罐体的纵长方向上彼此间隔开， 其中所述增强构件安设在所述连接构件上。10. 根据权利要求9所述的高压流体储存系统，其中所述增强构件包括： 多个水平增强构件，其配置为在所述罐体的所述纵长方向上彼此间隔开；以及 多个垂直增强构件，其连接到所述水平增强构件以横越所述水平增强构件并配置为彼 此间隔开， 其中所述垂直增强构件各自由在所述纵长方向上按顺序连接的多个分段式构件形成， 所述分段式构件安设在所述连接构件上。11. 根据权利要求9所述的高压流体储存系统，其中所述增强材料包括： 多个水平增强构件，其配置为在所述罐体的所述纵长方向上彼此间隔开；以及 多个垂直增强构件，其连接到所述水平增强构件以横越所述水平增强构件并配置为彼 此间隔开， 其中所述连接构件各自配置在所述罐体的圆周方向上，耦合为或安设为与所述罐体的 圆周表面间隔开，并在其中形成有安装部件，所述垂直增强构件插入所述安装部件中。12. 根据权利要求11所述的高压流体储存系统，其中所述多个连接构件中的至少一个 耦合到所述罐体。13. 根据权利要求7所述的高压流体储存系统，还包括额外焊接构件，所述额外焊接构 件附接到所述节段的内侧表面或外侧表面以便相对于所述节段的上端面或下端面突出。14. 根据权利要求1或2所述的高压流体储存系统，其中设置以下中的至少一个： 分离涂层，其形成于所述罐体的外侧表面上，以防止所述罐体及所述回填层彼此耦合， 防腐涂层，其形成于所述罐体的内圆周表面及外圆周表面中的至少一个上，以防止所 述罐体的腐蚀， 防水涂层，其形成于所述罐体的圆周表面上，以防止所述罐体接触周围的水，以及 绝热涂层，其形成于所述罐体的内圆周表面及外圆周表面中的至少一个上，以防止储 存于所述罐体中的流体与周围环境进行热交换。15. 根据权利要求1或2所述的高压流体储存系统，其中所述罐体由金属材料形成并进 一步设置用于使金属材料电连接到所述罐体的阻蚀剂以便通过电化效应（galvanic efff ect)延缓所述罐体的腐蚀。16. 根据权利要求1或2所述的高压流体储存系统，还包括支撑框架，所述支撑框架包 括： 支撑部件，其安设于所述凹穴的底表面上；以及 安装部件，其形成于所述支撑部件的上部上，且所述罐体安装在所述安装部件上，以使 得将所述罐体维持在朝上与所述凹穴的所述底表面间隔开的状态中。17. 根据权利要求16所述的高压流体储存系统，其中所述支撑部件形成为栅格形状，使 得所述回填材料填充于所述支撑框架的所述支撑部件内部或由其中形成多个引入孔的多 个板形成。18. -种用于构造高压流体储存系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： (a) 在侧向方向上以预定深度在地下挖掘第一水平隧道； (b) 通过从地表面钻到所述第一水平隧道来形成连接孔； (c) 通过使用安设于所述地表面上的构造设备，通过在形成所述连接孔的点处从所述 第一水平隧道向下穿过所述连接孔挖掘地面来形成凹穴；以及 (d) 安设用于在其中储存流体并插入所述凹穴的罐体、由填充于所述罐体与所述凹穴 的内壁之间的回填材料形成的回填层以及通过将所述回填材料填充到所述第一水平隧道 以封闭所述凹穴的上部而形成的第一栓塞。19. 一种用于构造高压流体储存系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： (a) 在侧向方向上以第一深度在地下挖掘第一水平隧道； (b) 通过从地表面钻到所述第一水平隧道来形成连接孔； (c) 通过在所述侧向方向上以比所述第一深度深的第二深度挖掘第二水平隧道及通过 从所述第一水平隧道到所述第一水平隧道在形成所述连接孔的点处向上挖掘地面来形成 凹穴； (d) 在所述第二水平隧道中安设用于封闭所述凹穴的下部的第二栓塞； (e) 安设用于在其中储存流体并插入所述凹穴的罐体、由填充于所述罐体与所述凹穴 的内壁之间的回填材料形成的回填层以及通过将所述回填材料填充到所述第一水平隧道 以封闭所述凹穴的上部而形成的第一栓塞。20. 根据权利要求18或19所述的用于构造高压流体储存系统的方法，其中所述罐体及 所述回填层在所述凹穴中的形成包括： 填充步骤，填充第一流体以用于在所述凹穴中提供浮力； 罐制造步骤，注入构成所述罐体的下部的下节段，及按顺序堆叠并耦合多个主体节段 及下节段，以将所述罐体安设在所述凹穴中，所述多个主体节段和下节段构成在所述下节 段上的所述罐体的主体部分和上部；以及 回填步骤，通过在所述罐体与所述凹穴的内壁之间填充回填材料形成回填层，以便将 所述罐体的内部压力转移到岩床，其中 在所述罐体的制造中，插入到所述凹穴中的所述罐体的经制造部分的上端部通过所述 第一流体的浮力浮在所述第一流体的表面上方。21. 根据权利要求20所述的用于构造高压流体储存系统的方法，其中 在所述回填材料的所述填充之前，安设与所述罐体间隔开以包围所述罐体的增强构 件，以及 当填充所述回填材料时，所述回填层包含所述增强构件。22. 根据权利要求21所述的用于构造高压流体储存系统的方法，其中在将所述增强构 件安设为与所述上节段、所述主体节段以及所述下节段的外表面间隔预定距离之后，当所 述节段中的每一个在所述罐体的所述制造中彼此耦合时，已分别安设在所述节段上的所述 增强构件通过彼此连接而安设。23. 根据权利要求20所述的用于构造高压流体储存系统的方法，其中在将第三流体填 充到所述罐体中之后填充所述回填材料，以防止所述罐体由于所述回填材料的压力而变 形。24. 根据权利要求23所述的用于构造高压流体储存系统的方法，其中填充水或经压缩 空气作为所述第三流体，或一起填充水及经压缩空气。25. 根据权利要求20所述的用于构造高压流体储存系统的方法，其中在挖掘所述凹穴 之后，将能够支撑所述罐体的支撑框架安设在所述凹穴的底表面上。26. 根据权利要求20所述的用于构造高压流体储存系统的方法，其中防腐涂层、分离涂 层、绝热涂层或防水涂层中的至少一个形成在所述罐体的所述上节段、所述主体节段以及 所述下节段的内表面或外表面上。
【文档编号】E04H7/02GK105940169SQ201480074034
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2014年4月29日
【发明人】柳东佑, 朴道炫, 朴贞昱, 崔炳熙, 朴义燮
【申请人】韩国地质资源研究院