注采热应力对盐穴压气储能储库稳定性影响研究OA

为探究快速循环充放气引发的热应力变化对盐穴压气储能储库稳定性的影响,以某盐穴压气储能(CAES)电站项目为支撑,基于COMSOL Multiphysics软件构建数值模型,重点分析了不同注采速率及长期运行下腔内空气温度场的演化规律,以及热应力作用下围岩的温度场、应力场与位移场响应特征。研究结果表明:盐穴腔内温度演化呈现出从热累积阶段向热平衡阶段过渡的阶段性特征,注采速率与腔内温差、峰值温度呈正相关,高注采速率会显著加剧热扰动与热应力循环效应;热应力会重构围岩应力状态,使盐岩与夹层界面处应力集中,压应力被显著抵消甚至转为张应力,显著增大界面拉张破坏风险,且该风险随注采速率提高而上升;热应力与内压应力叠加,进一步加剧围岩变形,在4种注采速率下运行30年后围岩最大位移增幅达7.79%~11.36%,且位移增量及增幅均随注采速率提升而增加,最大位移始终集中于腔顶区域。研究结果揭示了注采热应力作用下盐穴压气储能储库的稳定性演化机制,可为储库的注采方案优化、长期安全运行与风险防控提供理论依据与工程参考。