循环热力作用下压气储能洞室钢衬的疲劳耐久性

来源：同济大学学报·自然科学版杂志2023年第10期北京时间：

作者：夏才初，秦世康，赵海鸥，薛小代，周瑜

单位：1.同济大学 土木工程学院，上海 200092;2.宁波大学 岩石力学研究所，浙江 宁波 315211;3.大同启迪未来能源科技集团有限公司，山西 大同 037000;4.清华大学 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室，北京 100084

摘要：以大同云冈矿拟建的压气储能电站为例，构建压气储能洞室热力耦合计算模型，通过应力疲劳、应变疲劳、裂纹扩展疲劳3种疲劳分析方法对长期运行条件下钢衬的耐久性进行研究。结果表明：钢衬疲劳寿命计算中必须考虑裂纹扩展的影响，应力疲劳法和应变疲劳法由于没有考虑裂纹扩展的影响，会使疲劳寿命计算结果偏大；钢衬疲劳寿命主要受围岩弹性模量、洞室运营压力和初始裂纹尺寸影响，围岩弹性模量越大、洞室运营压力及初始裂纹尺寸越小，相应的钢衬疲劳寿命就越大；此外，钢衬疲劳寿命随着钢衬厚度的增加而增加，但存在一个最佳厚度，当钢衬厚度大于该厚度时，钢衬的疲劳寿命将不会有明显变化。

关键词：压气储能,疲劳耐久性,热力耦合,钢衬密封层

基金资助：国家自然科学基金（52278402）；山西省科技厅重大专项（20201101019）