JP6983623B2 - 高圧流体貯蔵設備、及び電力貯蔵システム - Google Patents
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Description
[1] 地下岩盤内に埋設され、高圧流体を貯蔵する高圧流体貯槽と、
前記岩盤と前記高圧流体貯槽との間の間隙に充填された裏込め材と、
前記高圧流体貯槽内の圧力の変動に応じて、前記裏込め材にかかる圧力を制御する差圧制御機構と、を備える、高圧流体貯蔵設備。
[2] 前記差圧制御機構が、
前記高圧流体貯槽内と連通する内圧検知管と、
前記高圧流体を貯蔵するとともに、前記内圧検知管を介して前記高圧流体貯槽内の圧力と同じ内圧とされる蓄圧槽と、
前記裏込め材が充填された前記間隙と連通する裏込め材供給管と、
前記裏込め材を貯蔵するとともに、前記裏込め材供給管を介して前記間隙と連通する裏込め材貯槽と、
前記蓄圧槽と前記裏込め材貯槽との間に設けられ、当該蓄圧槽の内圧を当該裏込め材貯槽に伝達する圧力連通管と、を有する、[1]に記載の高圧流体貯蔵設備。
[3] 前記蓄圧槽と、前記圧力連通管と、前記裏込め材貯槽とが一体化したシリンダー構造の圧力調整装置を有し、
前記圧力調整装置の内部に、前記高圧流体と前記裏込め材との界面を有する、[2]に記載の高圧流体貯蔵設備。
[4] 前記界面に、前記高圧流体と前記裏込め材とを分離するとともに、前記高圧流体貯槽内の圧力を前記裏込め材に伝達する弾性膜を有する、[3]に記載の高圧流体貯蔵設備。
[5] 前記差圧制御機構が、
前記高圧流体貯槽内と前記間隙とを連通するように当該高圧流体貯槽の壁面の下方に設けられた1以上の連通管と、
前記高圧流体貯槽内に予め貯留された所要量の前記裏込め材と、を有する、[1]に記載の高圧流体貯蔵設備。
[6] 前記差圧制御機構が、
前記高圧流体貯槽内と前記間隙とを連通するように当該高圧流体貯槽の壁面の周囲に設けられた1以上の連通管と、
前記連通管内の前記高圧流体と前記裏込め材との界面に設けられ、前記高圧流体と前記裏込め材とを分離するとともに、前記高圧流体貯槽内の圧力を前記裏込め材に伝達する弾性膜と、を有する、[1]に記載の高圧流体貯蔵設備。
[7] 前記間隙に充填された前記裏込め材を当該間隙の外側に循環させる循環経路を備える、[1]乃至[6]のいずれか一項に記載の高圧流体貯蔵設備。
[8] 前記循環経路に、前記裏込め材の成分を分析する分析装置と、前記裏込め材の成分を調整する調整装置とが設けられている、[7]に記載の高圧流体貯蔵設備。
[9] 前記高圧流体貯槽が、鉄筋コンクリート製の筒状容器である、[1]〜[8]のいずれか一項に記載の高圧流体貯蔵設備。
[10] 前記筒状容器の軸方向が、当該筒状容器の長手方向であり、
前記軸方向が水平方向となるように、前記筒状容器が埋設される、[9]に記載の高圧流体貯蔵設備。
[11] 前記高圧流体貯槽が、複数の筒状容器から構成される、[9]又は[10]に記載の高圧流体貯蔵設備。
[12] 地下岩盤内に埋設した高圧流体貯槽に、高圧流体を貯蔵する方法であって、
前記岩盤と前記高圧流体貯槽との間の間隙に裏込め材を充填するとともに、
前記裏込め材にかかる圧力を、前記高圧流体貯槽内の圧力以上となるように制御する、高圧流体貯蔵方法。
[13] [1]乃至[11]のいずれか一項に記載の高圧流体貯蔵設備を1つ以上備える、電力貯蔵システム。
[14] 圧縮空気エネルギー貯蔵システムである、[13]に記載の電力貯蔵システム。
[15] 地下岩盤内に埋設された、圧力水路と、
前記岩盤と前記圧力水路との間の間隙の、少なくとも一部に充填された裏込め材と、
前記圧力水路内の圧力の変動に応じて、前記裏込め材にかかる圧力を制御する差圧制御機構と、を備える、水力発電設備。
先ず、本発明を適用した一実施形態である高圧流体貯蔵設備(以下、単に「貯蔵設備」ということもある)について説明する。図1は、本発明を適用した一実施形態である貯蔵設備1の構成を示す断面図である。また、図2は、図1中に示すA−A線に沿った断面図である。また、図3は、図1中に示すB−B線に沿った断面図である。また、図4は、図1中に示すC−C線に沿った断面図である。
高圧気体としては、例えば、空気、天然ガス、石油ガス等が挙げられる。
高圧液体としては、例えば、水、LPガス等の液化ガス等が挙げられる。
先ず、第1の形態例の貯蔵設備の構成について説明する。
図5は、第1の形態例の貯蔵設備1における貯槽4の周辺を拡大した断面図であって、(a)は貯槽4の内圧上昇前の状態を示す図であり、(b)は貯槽4の内圧上昇後の状態を模式的に示す図である。
粘土分としては、例えば、ベントナイト、カオリナイト等が挙げられる。
逸泥防止材としては、例えば、ロックウール、細粒砂等が挙げられる。
増粘剤としては、例えば、ポリマー剤等が挙げられる。
潤滑剤としては、例えば、ポリプロピレングリコール誘導体等が挙げられる。
先ず、図1に示すように、外部に設けられた圧縮装置等により、貯蔵対象となる流体が立坑2、貯槽プラグ3を介して貯槽4に供給される。流体の供給を継続すると、貯槽4の内圧が上昇する。
次に、上述した第1の形態例の変形例1について説明する。
図6は、第1の形態例の変形例1における貯蔵設備21を示しており、(a)は貯槽4の周辺を拡大した断面図であり、(b)は貯槽4の周辺の斜視図である。なお、図6では、差圧制御機構7は省略している。
次に、上述した第1の形態例の変形例2について説明する。
図7は、第1の形態例の変形例2における貯蔵設備31を示しており、(a)は貯槽4の周辺を拡大した断面図であり、(b)は差圧制御機構を拡大した断面図である。
次に、第2の形態例の貯蔵設備の構成について説明する。
図8は、第2の形態例の貯蔵設備41における貯槽4の周辺を拡大した断面図であって、(a)は貯槽4の内圧上昇前の状態を示す図であり、(b)は貯槽4の内圧上昇後の状態を模式的に示す図である。
先ず、図1に示すように、外部に設けられた圧縮装置等により、貯蔵対象となる流体が立坑2、貯槽プラグ3を介して貯槽4に供給される。流体の供給を継続すると、貯槽4の内圧が上昇する。
なお、貯槽4内の界面47Aの位置は、貯槽4の内圧が上昇すると、下方へ移動する。
次に、上述した第2の形態例の変形例1について説明する。
図9は、第2の形態例の変形例1における貯蔵設備51を示しており、(a)は貯槽4の周辺を拡大した断面図であり、(b)は差圧制御機構を拡大した断面図である。
次に、上述した第2の形態例の変形例2について説明する。
図10は、第2の形態例の変形例2における貯蔵設備61を示しており、貯槽4の周辺を拡大した断面図である。
なお、筒状容器の接続個数や配置方法は、特に限定されるものではなく、貯槽に必要な容量や設置面積に応じて適宜選択することができる。
次に、本発明を適用した一実施形態である圧縮空気エネルギー貯蔵システム(以下、単に「CAESシステム」と記載する)について説明する。図14は、本発明を適用した一実施形態であるCAESシステム101の構成を模式的に示す図である。
次に、本発明を適用した一実施形態である水力発電設備について説明する。図15は、本発明を適用した一実施形態である水力発電設備201の構成を模式的に示す図である。
2,72…立坑
3,73…貯槽プラグ
3A…マンホール
4,74…高圧流体貯槽(貯槽)
4A…終端コンクリート
5…間隙
6…裏込め材
7,37,47,57…差圧制御機構
8…内圧検知管
9…蓄圧槽
10…裏込め材供給管
11…裏込め材貯槽
12…圧力連通管
13…ポンプ(圧送ポンプ、循環ポンプ)
14…循環設備
15…裏込め材導出管
16…分析装置
17…調整装置
38…圧力調整装置
38A,47A…界面
39A,58A…ゴム膜
39B,58B…ピストン部材
48,58…連通管
72A…貯槽連絡トンネル
101…圧縮空気エネルギー貯蔵システム(電力貯蔵システム)
102…電動機
103…圧縮機
104…貯蔵設備
105…膨張器
106…発電機
107…蓄熱槽
201…水力発電設備
202…ダム
203…導水路トンネル
204…圧力水路
205…調圧水路
206…発電所
207…放水路
S…地表面
T…土砂部
U…岩盤部(地下岩盤)
Claims (9)
- 地下岩盤内に埋設され、高圧流体を貯蔵する高圧流体貯槽と、
前記岩盤と前記高圧流体貯槽との間の間隙に充填された裏込め材と、
前記高圧流体貯槽内の圧力の変動に応じて、前記裏込め材にかかる圧力を制御する差圧制御機構と、を備え、
前記差圧制御機構が、
前記高圧流体貯槽内と連通する内圧検知管と、
前記裏込め材が充填された前記間隙と連通する裏込め材供給管と、
前記高圧流体を貯蔵するとともに、前記内圧検知管を介して前記高圧流体貯槽内の圧力と同じ内圧とされる蓄圧槽と、前記裏込め材を貯蔵するとともに、前記裏込め材供給管を介して前記間隙と連通する裏込め材貯槽と、前記蓄圧槽と前記裏込め材貯槽との間に設けられ、当該蓄圧槽の内圧を当該裏込め材貯槽に伝達する圧力連通管と、が一体化したシリンダー構造の圧力調整装置と、を有し、
前記圧力調整装置の内部に、前記高圧流体と前記裏込め材との界面を有し、
前記界面に、前記高圧流体と前記裏込め材とを分離するとともに、前記高圧流体貯槽内の圧力を前記裏込め材に伝達する弾性膜を有する、高圧流体貯蔵設備。 - 地下岩盤内に埋設され、高圧流体を貯蔵する高圧流体貯槽と、
前記岩盤と前記高圧流体貯槽との間の間隙に充填された裏込め材と、
前記高圧流体貯槽内の圧力の変動に応じて、前記裏込め材にかかる圧力を制御する差圧制御機構と、を備え、
前記差圧制御機構が、
前記高圧流体貯槽内と前記間隙とを連通するように当該高圧流体貯槽の壁面の周囲に設けられた1以上の連通管と、
前記連通管内の前記高圧流体と前記裏込め材との界面に設けられ、前記高圧流体と前記裏込め材とを分離するとともに、前記高圧流体貯槽内の圧力を前記裏込め材に伝達する弾性膜と、を有する、高圧流体貯蔵設備。 - 前記間隙に充填された前記裏込め材を当該間隙の外側に循環させる循環経路を備える、請求項1又は2に記載の高圧流体貯蔵設備。
- 前記循環経路に、前記裏込め材の成分を分析する分析装置と、前記裏込め材の成分を調整する調整装置とが設けられている、請求項3に記載の高圧流体貯蔵設備。
- 前記高圧流体貯槽が、鉄筋コンクリート製の筒状容器である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の高圧流体貯蔵設備。
- 前記筒状容器の軸方向が、当該筒状容器の長手方向であり、
前記軸方向が水平方向となるように、前記筒状容器が埋設される、請求項5に記載の高圧流体貯蔵設備。 - 前記高圧流体貯槽が、複数の筒状容器から構成される、請求項5又は6に記載の高圧流体貯蔵設備。
- 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の高圧流体貯蔵設備を1つ以上備える、電力貯蔵システム。
- 圧縮空気エネルギー貯蔵システムである、請求項8に記載の電力貯蔵システム。
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JP2017213251A JP6983623B2 (ja) | 2017-11-02 | 2017-11-02 | 高圧流体貯蔵設備、及び電力貯蔵システム |
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