一种可进行缺陷检测、监测的地下岩洞储气库结构的制作方法

本实用新型属于用于蓄能电站的压缩空气储能设施,具体涉及一种用于蓄能电站可进行缺陷检测、监测的地下岩洞储气库结构。

背景技术：

地下储气库压缩空气蓄能电站主要为配合风能、潮汐能和水电能源，把电网中电力负荷低谷时的多余电能转化成压缩空气的势能存在地下储气库中，在用电高峰时期释放被压缩空气发电，起到“蓄电池”的作用，在电力系统中有削峰填谷、优化电网和紧急备用作用。

本课题组首次提出采用地下岩洞进行高压气体密封,其结构是在开挖裸洞基础上先后用初衬混凝土层、防水层、二衬混凝土层、及玻璃钢材料密封。玻璃钢由于具有一定的强度、刚度、变形能力且价格低廉，是目前可应用于地下储气库密封的性价比最高的材料。

但纯玻璃钢密封材料密封地下岩洞储气库存在以下问题：

1）玻璃钢施工效果如何，是否存在微裂隙、孔隙等缺陷，无法通过电火花等现场检测手段检测。

2）在储气库充放气过程中，玻璃钢的密封效果如何，是否存在漏气等现象，无法进行实时监测。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型旨在提供一种方便对缺陷进行检测和监测的玻璃钢材料密封的地下岩洞储气库结构。

本实用新型解决问题的技术方案是：一种可进行缺陷检测、监测的地下岩洞储气库结构，包括在地下岩体开凿的储气腔，所述储气腔从外向内包括初衬混凝土层、防水层、二衬混凝土层、碳纤维层、玻璃钢密封层；

所述二衬混凝土层和碳纤维层之间设有分布式光纤传感系统；

所述储气腔的一端对接设有密封门，该密封门固定于地下岩体，密封门上设有和储气腔连通的充气通道和放气通道；

密封门与储气腔的对接处密封。

上述方案中，利用碳纤维层的导电性，可采用电火花检测玻璃钢密封层中的微裂缝及缺陷，从而检测玻璃钢密封层的气密性。

在热传导作用下，储气库充放气过程中，二衬混凝土层及玻璃钢密封层之间各处温度趋于一致，利用分布式光纤对温度的敏感性，可以监测各处的温度变化，发生温度突变处则可能出现玻璃钢漏气，实现了实时监测。

进一步的，所述分布式光纤传感系统的光纤沿储气腔轴向、在二衬混凝土层的内壁上螺旋缠绕布置。

进一步的，所述储气腔的两端为平滑过渡的球面。

上述方案中，两端采用球面的目的在于，在储气腔腔身与端部衔接处能够平滑过渡，不会出现突变，可避免玻璃钢密封材料出现应力集中而导致的脱落。

所述密封门为圆环形结构，其前端封闭，后端敞开，前端开有安装充气通道和放气通道的凹槽,敞开端与储气腔一端对接；

密封门通过轴向紧固螺栓和环向紧固螺栓与岩体固定。

优选的，所述密封门与储气腔的对接处通过橡胶垫密封。

进一步的，所述玻璃钢密封层为现场涂覆制成。现场直接制作密封层，不会产生接缝。

本实用新型的显著效果是：

1. 设置碳纤维层可以简便地进行电火花试验，以检查玻璃钢密封层中的缺陷、裂隙，对玻璃钢的施工效果做出评价，排除风险，提高安全性。同时碳纤维层还具有厚度小，体积小，自重小，施工简便的优点。

2. 设置分布式光纤传感系统可在很大的空间范围内连续地进行传感，测量精度可确定在0.5米以内。同时具有结构简单，使用方便，性价比高的优点。

总之，在储气库结构中加入碳纤维层及分布式光纤传感系统既能达到对玻璃钢密封效果分别进行检测及监测的目的，又具有结构简单、施工简便、造价低廉的优点，具有良好的应用价值。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是储气库立体图。

图2是储气库纵剖视图。

图3是储气腔断面图。

图中：1-岩体，2-初衬混凝土层，3-防水层，4-二衬混凝土层，5-玻璃钢密封层，6-球面，7-凹槽,8-密封门，9-轴向紧固螺栓，10-环向紧固螺栓,11-碳纤维层，12-储气腔，13-分布式光纤传感系统。

具体实施方式

如图1～3所示，一种可进行缺陷检测、监测的地下岩洞储气库结构，包括在地下岩体1开凿的储气腔12，所述储气腔12从外向内包括初衬混凝土层2、防水层3、二衬混凝土层4、碳纤维层11、玻璃钢密封层5。

所述二衬混凝土层4和碳纤维层11之间设有分布式光纤传感系统13。所述分布式光纤传感系统13的光纤沿储气腔12轴向、在二衬混凝土层4的内壁上螺旋缠绕布置。

所述玻璃钢密封层5为现场涂覆制成。现场直接制作密封层，不会产生接缝。所述储气腔12的两端为平滑过渡的球面6。

所述储气腔12的一端对接设有密封门8，该密封门8通过轴向紧固螺栓9和环向紧固螺栓10与岩体1固定。所述密封门8为圆环形结构，其前端封闭，后端敞开，前端开有安装充气通道和放气通道的凹槽7,敞开端与储气腔12一端对接。对接处通过橡胶垫密封。

密封门8上设有和储气腔12连通的充气通道和放气通道。