《表1 Huntorf压气储能电站储气库参数[8,10]》

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《CAES储气库设计参数对其热力学特性影响》

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为验证理论模型的正确性，采用德国Huntorf电站给出的实测数据做对比。Huntorf电站采用地下盐岩溶腔作为储气库洞室，由于其洞室边界实际的不规则性，此处将洞室简化为圆柱形洞室。采用COMSOL软件湍流和流固传热模块并耦合非等温流进行建模计算，洞室模型网格示意图如图1所示，共有域单元77794个，模型半径为67.24 m，其中围岩厚50 m，模型分为两个域，内部洞室为流体域，外部围岩为固体域。流体域顶部布置入气口，针对湍流模型：充气入口处为流量边界，流体域外边界为0通量边界；针对流固传热模型：充气入口为温度边界（充气段）、绝热边界（储气段）和流出边界（放气段），围岩外边界为绝热边界，采用“层壳”导热的方式处理传热场的流体固体交界面。采用分离求解器PARDISO求解算法进行求解，收敛条件为容差控制，相对容差为0.005。洞室和围岩物理性质参数如表1所示。Huntorf电站的日循环运行过程包含了三种运行状态的交替往复，分别为放气状态、储气状态、充气状态，储气室各个运行状态的时间和充放气体流率如图2所示。为简化计算，第一个小时的放气速率简化为150 kg/s均匀放气，其中3个充气阶段的充气温度分别为50.96℃、45.95℃、49.08℃。