用于高压地下储气库的大尺寸密封门结构的制作方法

本发明涉及压缩空气储能电站地下储气库，具体涉及一种用于高压地下储气库的大尺寸密封门结构。

背景技术：

1、压缩空气储能技术是实现新能源大规模消纳、建设新型电力系统的重要支撑技术之一，是促进能源结构升级和保障能源电力行业可持续发展的重要途径。西北地区光伏能和风能资源丰富，通过大规模建设压缩空气储能电站，配合风能太阳能发电，在送端电网解决削峰填谷和平稳输出的问题。

2、在压缩空气储能电站储气库的设计中，密封层是非常关键的一部分。其职责是保护储气库免受气体泄漏的影响，从而确保系统的安全和可靠性，其中就包括密封门结构。密封门主要作用是方便运行期间检修人员携带小型设备进入储气库内，对局部损坏的内衬进行快速修复。为抵御储气库内储存的高压气体，密封门一般采用硬度很高的钢质材料。密封门与堵头之间的界面密封效果如何将会直接影响到整体密封层的正常使用功能。一旦界面存在任何细小缝隙形成渗漏通道，高压气体将会沿着这个渗漏通道发生渗漏，因而密封门界面密封设计尤为重要。

3、目前，国内外对高压储气库密封门与堵头之间的界面密封按其工作原理分为强制密封和自紧密封两类。强制密封是依靠连接件的预紧力来保证密封效果。自紧密封是随着工作压力增加，密封元件在接触面间的压紧力就越大，密封性能也就越好，操作条件波动时，密封仍然可靠。

4、中国实用新型专利cn206309244u公开了一种储气库密封门结构及用于蓄能电站的地下岩洞储气库，其密封门设计采用自紧密封类型，通过在门框上设有凹槽，在凹槽底部和顶部设置两组设有密封橡胶片的锯齿面，增加密封门结合处的接触面积，保证密封门密实性。

5、中国发明专利cn113736243a公开了用于地下储气库密封门结构的密封材料、密封圈、制作方法及地下储气库，其密封门设计采用强制密封和自紧密封类型的组合类型，通过采用硬质挡片和密封圈共同形成防止气体渗漏的防渗屏障，采用按照一定质量比配合聚脲、膨胀土、陶粒粉和助剂而成的密封材料，确保高压气体渗漏防止的可靠性。结合某工程需要，在整个运行周期内，设计内压接近20mpa，储气压力变动幅度为5～6mpa，并且会有10000次以上的充放气过程，为方便后期检修，检修门的尺寸接近1.5m，储气库中的高内压、循环荷载、多介质、不确定因素多等复杂条件将会为大尺寸储气库检修门的设计带来诸多难题。为适应上述条件，检修门的设计应满足经济性、适用性、耐久性。通过设置凹槽和锯齿面增加了接触面积，对于复杂运行条件下的检修门，如发生变形极易造成检修门难以有效关闭，形成渗漏隐患，耐久性很难满足要求。采用按照一定质量比配合不同材料而成的密封材料，对于如此复杂的运行条件，其适用性如何不得而知。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种用于高压地下储气库的大尺寸密封门结构，密封门结构形式简单，能适应复杂的运行条件，保证耐久性和可靠性。采用常规的密封手段组成两道密封，形成双重密封保护屏障，密封效果好，且检修维护简单，维修成本低廉。

2、本发明提供的一种用于高压地下储气库的大尺寸密封门结构，包括密封门、密封圈固定钢板、第一密封圈和第二密封圈，储气库外设有钢筋混凝土堵头，所述钢筋混凝土堵头内设有检修通道，所述密封门通过密封门支撑铰链与所述钢筋混凝土堵头连接，所述检修通道通过所述密封门与储气库连接，所述密封圈固定钢板固设于所述密封门与所述钢筋混凝土堵头之间，所述第一密封圈、第二密封圈均过盈配合设置于所述密封圈固定钢板与所述密封门之间，所述第一密封圈设置于所述第二密封圈的外侧。

3、较为优选的，所述密封门包括平面钢板门、环向支撑钢板、竖向支撑钢板和横向支撑钢板，所述环向支撑钢板与所述平面钢板门朝向储气库的表面固定连接，所述竖向支撑钢板和横向支撑钢板相互垂直设置于所述环向支撑钢板内，且其端部与所述环向支撑钢板内壁固连，底部与平面钢板门表面固连。

4、较为优选的，所述平面钢板门、环向支撑钢板、竖向支撑钢板和横向支撑钢板通过焊接的方式组合焊接形成密封门。

5、较为优选的，所述检修通道内壁固定设置有检修通道内衬钢板。

6、较为优选的，所述密封圈固定钢板固定于所述检修通道内衬钢板和所述钢筋混凝土堵头端部。

7、较为优选的，还包括螺栓固定钢板和螺栓支撑钢板，所述螺栓固定钢板固设于所述密封门朝向检修通道的一侧表面，所述螺栓支撑钢板固设于所述检修通道内衬钢板上，所述螺栓固定钢板与所述螺栓支撑钢板之间通过紧固螺栓连接。

8、较为优选的，所述第二密封圈为三角垫密封圈。

9、较为优选的，所述螺栓固定钢板与所述密封门相对的表面设有环状凹槽，所述三角垫密封圈过盈配合设置于所述环状凹槽内，所述三角垫密封圈的表面凸出于所述螺栓固定钢板表面。

10、较为优选的，所述第一密封圈为空心金属o形环密封圈，所述螺栓固定钢板与所述密封门相对的表面于边缘位置开设有环状角槽，所述空心金属o形环密封圈过盈配合设置于所述环状角槽内，所述空心金属o形环密封圈的表面凸出于所述螺栓固定钢板表面。

11、较为优选的，所述第二密封圈通过数据线连接有信号接收器。

12、本发明的有益效果为：

13、1、通过在密封界面外侧布置第一道密封圈，防止在频繁充放气过程中，造成高压空气侵入密封界面内。一旦高压空气侵入界面内，一方面空气中含有的不利物质会对界面产生侵蚀，另外一方面高压气体会在界面上产生压力劈裂现象，会明显降低内部密封圈密封效果。在密封界面中部布置第二道密封圈，形成双重保护屏障。密封门结构形式简单，能适应复杂的运行条件，保证耐久性和可靠性。采用常规的密封手段组成两道密封，形成双重密封保护屏障，密封效果好，且检修维护简单，维修成本低廉。

14、2、通过在检修门上布置紧固螺栓，保证密封门与堵头之间的密封界面上有一定的接触压力，避免频繁充放气影响密封圈的耐久性，从而影响密封界面的密封效果。采用强制密封和自紧密封类型的组合类型的密封门设计思路，有效提高密封门的密封效果。

15、3、第一道密封圈采用空心金属o形环密封圈，在正常运行条件下，储气库内将会频繁的充气放气，空心金属o形环密封圈会在一定程度上收缩和膨胀。充气过程中，空心金属o形环密封圈受到的压力增大，空心金属o形环密封圈将更为紧密的贴合在平面钢板门和密封圈固定钢板之间；放气过程中，由于紧固螺栓的作用，即使空心金属o形环密封圈受到的压力降低产生收缩，高压空气也不会进入平面钢板门和密封圈固定钢板之间的接触面上。随着运行时间的增加，空心金属o形环密封圈一旦失效，三角垫密封圈形成的第二密封圈将启用并承担所有内部压力，避免内部高压气体泄露。此外，由于三角垫密封承受的压力陡增，此时将会将压力信号传递给信号接收器，提醒空心金属o形环密封圈失效，可主动关停储气库进行检修。

技术特征：

1.一种用于高压地下储气库的大尺寸密封门结构，其特征在于：包括密封门、密封圈固定钢板(15)、第一密封圈和第二密封圈，储气库(14)外设有钢筋混凝土堵头(10)，所述钢筋混凝土堵头(10)内设有检修通道(11)，所述密封门通过密封门支撑铰链(7)与所述钢筋混凝土堵头(10)连接，所述检修通道(11)通过所述密封门与储气库(14)连接，所述密封圈固定钢板(15)固设于所述密封门与所述钢筋混凝土堵头(10)之间，所述第一密封圈、第二密封圈均过盈配合设置于所述密封圈固定钢板(15)与所述密封门之间，所述第一密封圈设置于所述第二密封圈的外侧。

2.根据权利要求1所述的用于高压地下储气库的大尺寸密封门结构，其特征在于：所述密封门包括平面钢板门(1)、环向支撑钢板(2)、竖向支撑钢板(3)和横向支撑钢板(4)，所述环向支撑钢板(2)与所述平面钢板门(1)朝向储气库(14)的表面固定连接，所述竖向支撑钢板(3)和横向支撑钢板(4)相互垂直设置于所述环向支撑钢板(2)内，且其端部与所述环向支撑钢板(2)内壁固连，底部与平面钢板门(1)表面固连。

3.根据权利要求2所述的用于高压地下储气库的大尺寸密封门结构，其特征在于：所述平面钢板门(1)、环向支撑钢板(2)、竖向支撑钢板(3)和横向支撑钢板(4)通过焊接的方式组合焊接形成密封门。

4.根据权利要求1所述的用于高压地下储气库的大尺寸密封门结构，其特征在于：所述检修通道(11)内壁固定设置有检修通道内衬钢板(9)。

5.根据权利要求4所述的用于高压地下储气库的大尺寸密封门结构，其特征在于：所述密封圈固定钢板(15)固定于所述检修通道内衬钢板(9)和所述钢筋混凝土堵头(10)端部。

6.根据权利要求4所述的用于高压地下储气库的大尺寸密封门结构，其特征在于：还包括螺栓固定钢板(5)和螺栓支撑钢板(8)，所述螺栓固定钢板(5)固设于所述密封门朝向检修通道(11)的一侧表面，所述螺栓支撑钢板(8)固设于所述检修通道内衬钢板(9)上，所述螺栓固定钢板(5)与所述螺栓支撑钢板(8)之间通过紧固螺栓(6)连接。

7.根据权利要求1所述的用于高压地下储气库的大尺寸密封门结构，其特征在于：所述第二密封圈为三角垫密封圈(12)。

8.根据权利要求7所述的用于高压地下储气库的大尺寸密封门结构，其特征在于：所述螺栓固定钢板(5)与所述密封门相对的表面设有环状凹槽，所述三角垫密封圈(12)过盈配合设置于所述环状凹槽内，所述三角垫密封圈(12)的表面凸出于所述螺栓固定钢板(5)表面。

9.根据权利要求1所述的用于高压地下储气库的大尺寸密封门结构，其特征在于：所述第一密封圈为空心金属o形环密封圈(13)，所述螺栓固定钢板(5)与所述密封门相对的表面于边缘位置开设有环状角槽，所述空心金属o形环密封圈(13)过盈配合设置于所述环状角槽内，所述空心金属o形环密封圈(13)的表面凸出于所述螺栓固定钢板(5)表面。

10.根据权利要求9所述的用于高压地下储气库的大尺寸密封门结构，其特征在于：所述第二密封圈通过数据线(16)连接有信号接收器(17)。

技术总结
本发明涉及压缩空气储能电站地下储气库技术领域，具体涉及一种用于高压地下储气库的大尺寸密封门结构。包括密封门、密封圈固定钢板、第一密封圈和第二密封圈，钢筋混凝土堵头内设有检修通道，密封门通过密封门支撑铰链与钢筋混凝土堵头连接，检修通道通过密封门与储气库连接，密封圈固定钢板固设于密封门与所述钢筋混凝土堵头之间，第一密封圈、第二密封圈均过盈配合设置于密封圈固定钢板与密封门之间，第一密封圈设置于第二密封圈的外侧。密封门结构形式简单，能适应复杂的运行条件，保证耐久性和可靠性。采用常规的密封手段组成两道密封，形成双重密封保护屏障，密封效果好，且检修维护简单，维修成本低廉。

技术研发人员：崔玉柱,王汉辉,张存慧,梅润雨,汪碧飞,张国强,杜晶,张茂础,曾俊,吴侯康,潘天文,姜颖迪,曹易,刘晨辉
受保护的技术使用者：长江勘测规划设计研究有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15