循环注采作用下盐穴储氢库温度和压力演化建模与分析

陈祥胜; 施锡林; 李银平; 丁海滨; 罗如平

doi:10.16285/j.rsm.2025.0577

English Version Journal Login

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

循环注采作用下盐穴储氢库温度和压力演化建模与分析

更新时间：2026-07-06

- 循环注采作用下盐穴储氢库温度和压力演化建模与分析
- Vol. 47, Issue 5, Pages: 1777-1787(2026)
- 作者机构：
  
  1. 华东交通大学土木建筑学院
  2. 华东交通大学山区土木工程安全与韧性全国重点实验室
  3. 中国科学院武汉土力学研究所岩土力学与工程安全全国重点实验室
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.16285/j.rsm.2025.0577
  CLC： TU452
- Published：2026
- 稿件说明：
移动端阅览
陈祥胜, 施锡林, 李银平, et al. 循环注采作用下盐穴储氢库温度和压力演化建模与分析[J]. 2026, 47(5): 1777-1787.
DOI：

陈祥胜, 施锡林, 李银平, et al. 循环注采作用下盐穴储氢库温度和压力演化建模与分析[J]. 2026, 47(5): 1777-1787. DOI： 10.16285/j.rsm.2025.0577.

摘要

准确揭示盐腔压力和温度演化规律是分析盐穴储氢库稳定性和密闭性安全的必要条件。基于循环注采作用下腔内热-流-固耦合效应，建立了腔内温度和压力演化模型，提出了围岩温度影响区范围和热应力计算方法。模型的有效性和准确性得到了加拿大Melville盐穴储库现场温度和压力监测数据的验证，吻合度高达90%以上。研究结果表明：循环注采作用下盐穴储氢库腔内温度随时间呈浪花形周期性变化，函数关系为分段的双指数函数；腔内压力随时间呈异形锯齿波周期性变化，函数关系为分段的线性函数与双指数函数。二者首先经历同步上升（注氢）或下降（采氢）阶段，注采停止后转向同步稳定阶段，各阶段持续时间主要由注采压力、流量以及围岩对流换热效应控制。日注采模式下，同步稳定阶段的压力在短期内变化极其缓慢，压力将演变为梯形波周期性变化。循环注采期间围岩因腔内温度变化将派生出热应力和附加位移，8～16 MPa的单一注采工况下，盐腔温度波动影响范围主要集中在腔壁围岩5 m范围之内。由于氢气的热传递和对流换热效率最高，注采氢在围岩中的温度影响区大于其他能源存储气体。

Abstract

关键词

Keywords

references

Pierre Bérest,Benoit Brouard,Hippolyte Djakeun-Djizanne,Grégoire Hévin.Thermomechanical effects of a rapid depressurization in a gas cavern[J].Acta Geotechnica,2014.

Christina Wulf,Jochen Linßen,Petra Zapp.Review of Power-to-Gas Projects in Europe[J].Energy Procedia,2018.

朱明善, 等编著.工程热力学[M].清华大学出版社,2011.

王国华,张学林,李智,李青松,韩月峰,薛小代,梅生伟.压缩空气储能盐穴储气库注采全过程热力学特性分析[J].可再生能源,2019(04).

李文婧,姜源,单保东,禹晓珊,王超.盐穴储气库注采运行时温效应对腔体稳定性的影响[J].石油学报,2020(06).

陆佳敏,徐俊辉,王卫东,王浩,徐孜俊,陈留平.大规模地下储氢技术研究展望[J].储能科学与技术,2022(11).

潘松圻,邹才能,王杭州,熊波,王子恒,王珂,穆英,王珊,李周波,李国辉,崔少东,杨轩,马琳.地下储氢库发展现状及气藏型储氢库高效建库十大技术挑战[J].天然气工业,2023(11).

杨春和,王同涛.我国深地储能机遇、挑战与发展建议[J].科学通报,2023(36).

杨春和,王贵宾,施锡林,朱施杰,郑铸颜,刘伟,范金洋.中国大规模盐穴储氢需求与挑战[J].岩土力学,2024(01).

王璐,金之钧,吕泽宇,苏宇通.地下储氢研究进展及展望[J].地球科学,2024(06).

蒋中明,廖峻慧,肖喆臻,杨江寅,黄湘宜.压缩空气储能地下储气库热力学改进模型研究[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2024(02).

杨永飞,尚振骁,秦朝中,刘峻铭,张洪枫,李嘉玮,张磊,孙海,钟俊杰,张凯,姚军.地下大规模储氢的挑战与发展前景[J].中国石油大学学报(自然科学版),2024(06).

蔚立元,弭宪震,胡波文,李树忱,刘日成,叶继红.内衬式岩洞储氢三维热-流-固耦合模型及洞群运营稳定性分析[J].中国矿业大学学报,2024(06).

张智,许宝进,梁斌,赵苑瑾.“双碳”背景下中国氢能发展回顾、面临挑战及建议[J].天然气工业,2025(04).

李银平,马洪岭,施锡林,杨春和.我国盐穴地下储库建设的挑战与对策研究——从“金坛模式”到“XX模式”[J].岩土力学,2024(10).

杨福征,杨昆.高频注采条件下层状盐穴储氢密闭性分析[J].储能科学与技术,2025(05).

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Engineering characteristics of xanthan gum improved sandy slope soil and slope ecological protection mechanism

Optimal design of lining structure in artificial cavern of compressed air energy storage

Mechanism of water infiltration affecting ground ice melting in the silty clay layers of the Dema Expressway in the eastern Qinghai-Xizang Plateau

Comparative theoretical and experimental analysis of rock breaking by tunnel boring machine disc cutters

Investigation on thickness selection method of sealing steel plate for CAES gas storage caverns

Related Author

No data

Related Institution

No data

AI问答

⁰