柔性膜密封洞穴的机械响应和参数灵敏度,用于压缩空气储能

科学领域:

• 地质技术工程 地质技术工程
• 储能系统 储能系统 储能系统
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 压缩空气能量储存 (CAES) 在内洞穴中是一个关键的大规模能源储存解决方案.
• 灵活的膜材料 (聚合物,,安全气囊) 正在成为CAES洞穴的成本效益高的密封选择.
• 有限的研究存在于灵活的膜密封CAES洞穴的机械行为和参数灵敏度.

研究的目的:

• 为了研究柔性膜密封CAES洞穴的机械反应和参数灵敏度.
• 在这些系统中开发应力和位移分析的分析模型.
• 为此类储能设施的设计和运营提供理论指导.

主要方法:

• 开发了一种弹性多层厚壁圆柱体模型,并通过物理模型测试进行验证.
• 对周围岩石和混凝土外中应力和位移场的分析解决方案得到了推导.
• 实施了计算方案,以评估关键参数的影响和敏感性.

主要成果:

• 在高的内部压力下,内和周围的岩石经历辐射压缩而不会屈服.
• 在典型的CAES工作压力下,外表现出拉力环应力 (1-3MPa),具有拉力-压力应力转换的潜力.
• 内部压力,现场应力,周围岩石弹性模量和洞穴半径是主要影响因素.

结论:

• 灵活的膜密封CAES洞穴需要仔细考虑外应力,特别是圆圈张力.
• 参数灵敏度分析突出了稳定性和材料选择的关键因素.
• 这些发现支持CAES洞穴的稳定性分析,材料设计和操作压力极限.