近日,在河南信陽300兆瓦先進壓縮空氣儲能國家示范電站地下儲氣庫項目施工中,中鐵十五局項目團隊創新采用“水平進洞技術”“高效自流排水系統”和“突破性超大洞徑”等創新設計,成功破解地下儲能項目積水、容積受限等難題,項目開挖進度順利過半。
新型儲能是能源的專屬倉庫,專業解決能源怎么存的問題,地下儲氣庫質量決定著儲氣量、系統效率以及安全性、穩定性。由中鐵十五局建設的河南信陽300兆瓦先進壓縮空氣儲能國家示范電站,是國家新型儲能試點示范項目,其配套地下儲氣庫有效容積達30萬立方米,相當于130個奧運會標準泳池注滿水的體積。
復雜的地質條件一直是困擾壓縮空氣儲能地下儲氣庫安全及施工效率的關鍵難題。為破解制約因素,達到安全、高效、經濟的建設指標,建設團隊大膽創新,突破多項“國內首次”技術壁壘。
在電站地下儲氣庫施工中,他們創新采用了“高效自流排水系統”,通過合理設計儲氣庫的縱坡度、降低儲氣庫內部水位,有效解決了地下儲氣庫因地質原因引發的積水難題,顯著提升了系統的長期安全性和運行穩定性,為復雜地質條件下的儲氣庫內排水系統建設提供了全新解決方案。
此外,他們在壓縮空氣領域首次采用了“水平進洞技術”,可沿著巖層走向或穩定地層延伸,靈活避開斷層,有效解決了涌水帶等不良地質問題。相較于垂直豎井,這項技術能更精準地選擇圍巖完整性好、抗壓強度高的巖層作為洞身主體,減少因深部地質突變導致的施工風險,在環境影響、經濟性等方面具有明顯優勢。
在儲氣庫有效擴容方面,團隊創新設計并實施了國內首個15米超大洞徑結構,這一創新設計使儲氣庫的有效容積提升到30萬立方米,相較以往最大設計,規模提升了300%。在確保結構穩定性的同時,充足的儲氣空間大幅提升了單位硐室儲能密度和工程經濟性,做到了安全、高效、經濟三駕馬車并駕齊驅。
該項目建成后,預計年發電量可達4.2億千瓦時,能有效提高當地電力系統的效率、經濟性和可靠性,在壓縮空氣儲能領域具有重要意義。
河南信陽300兆瓦儲氣硐室(雷曉珂 攝)