用于松散地层的重力压缩空气储能系统的竖井及储能系统
1.本发明涉及压力容器及空气储能技术领域，尤其涉及用于松散地层的重力压缩空气储能系统的竖井及储能系统。
背景技术：
2.重力压缩空气储能系统通过压缩空气储存多余的电能，重力压块具有体积大、重量大等特点。在储能时，压缩空气储能系统耗用电能将空气压缩并存于储气室中，储气室顶板抬升，顶起重力压块；在释能时，高压空气从储气室释放，重力压块随储气室顶板下降。上部的巨大荷载会传递至地基，因此该工程场地对竖井结构以及地基承载力的要求更高。如何设计合理的竖井结构和采取有效的地基处理方法来满足重力压缩空气储能系统安全运行是目前有待解决的难题。
技术实现要素：
3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本发明的目的在于提出一种用于松散地层的重力压缩空气储能系统的竖井及储能系统，可以实现在复杂的松散富水地层下修建竖井结构，而本发明提供的竖井上设置的多个圈梁可以增强其对上部荷载的承载力，半包围设置在所述竖井的底部和外壁上的混凝土塞可在冷冻土层失效后达到控制竖井沉降变形的目的且防止竖井砌衬在竖直方向上和水平方向上进行位移，从而支持承受重力压缩空气储能系统运行时的所有荷载；而预留的冷冻孔再次利用进行灌浆固结可进一步减小竖井沉降变形以及渗流、管涌带来的危害，保证重力压缩空气储能竖井结构的安全稳定运行。
5.为达到上述目的，本发明提出一种用于松散地层的重力压缩空气储能系统的竖井，所述竖井为具有一定壁厚且空心的结构，其顶部开放与所述重力压缩空气储能系统中重力组件活动插接；所述竖井的内壁设置竖井砌衬，且在其外壁上设置防沉降组件；
6.所述防沉降组件包括在竖直方向上沿所述竖井的外壁依次间隔环置的多个圈梁。
7.在一些实施例中，所述防沉降组件包括混凝土塞；所述混凝土塞半包围设置在所述竖井的底部和外壁上。
8.在一些实施例中，本发明实施例提出了对上述任一实施例中的竖井进行修筑的方法，包括：
9.在土层表面规划竖井的形状、尺寸及深度；
10.在规划的所述竖井的周侧至少布设一组由多个冷冻孔围成的环形冻结装置，并进行冻结土层施工；且所述冷冻孔与所述竖井外侧的最小水平距离为所述竖井外侧需要发展冻土的最小水平距离；
11.对所述竖井的土方开挖后修筑竖井砌衬和防沉降组件；再通过所述冷冻孔灌浆固结。
12.在一些实施例中，所述冻结装置的周向圆心与所述竖井的重心重合；所述冷冻孔
的孔径为16-20mm；且每组所述冻结装置包含8-12个冷冻孔；所述冻结装置的布设半径计算方法为：
13.r＝0.1t；
14.其中r为布设半径，系数0.1为冻土发展速度0.1m/d；t为冷冻时间d。
15.在一些实施例中，在水平方向上相邻所述冻结装置中冷冻孔之间的水平距离等于所述冷冻孔与所述竖井外侧的最小水平距离。
16.在一些实施例中，本发明实施例提出了包含上述任一实施例中的竖井的用于松散地层的重力压缩空气储能系统，包括所述重力组件；其中所述重力组件外壁与所述竖井砌衬的内壁之间有间隙，所述间隙中设置有密封膜，所述密封膜与所述重力组件外壁和所述竖井砌衬的内壁之间密封连接，以使所述密封膜、所述竖井位于所述密封膜下方的空间、所述重力组件之间围成储气室。
17.在一些实施例中，所述重力组件包括重力块组和承压组件；其中所述重力块组设置在所述承压组件的顶部；所述承压组件的底部伸入所述竖井内且其外壁与所述密封膜相连；所述承压组件的顶部位于所述竖井顶部的地面上。
18.在一些实施例中，所述承压组件包括承压筒、承压底座和缓冲组件；其中所述承压筒的底部伸入所述竖井内且其顶部设置承压底座；所述重力块组位于所述承压底座上方，以使所述承压筒向下移动至最低限位时通过所述承压底座支撑在所述竖井顶部的地面上；所述缓冲组件分布在所述竖井的周侧并位于竖井顶端外部的地面上，且所述缓冲组件的顶部与所述承压底座连接。
19.在一些实施例中，所述承压组件包括锁定平台；其设置在所述竖井的周侧并位于竖井顶端外部的地面上，且所述锁定平台与所述缓冲组件连接并位于所述缓冲组件的外侧，用于固定所述缓冲组件。
20.在一些实施例中，所述储能系统包括导向装置，其包括导槽和滚轮；其中所述导槽设置多个，多个所述导槽分布在所述重力组件周侧，所述导槽设置在所述竖井的内壁或所述竖井的外部；所述滚轮与所述导槽配合与所述导槽的槽底相接，以使所述重力组件上下移动时所述滚轮沿着所述导槽的槽底上下移动。
21.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
22.本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
23.图1是本发明一实施例提出的竖井的结构示意图；
24.图2是本发明一实施例提出的用于松散地层的重力压缩空气储能系统的竖井的修筑方法流程图；
25.图3是本发明一实施例提出的冷冻孔的布设示意图；
26.图4是本发明一实施例提出的用于松散地层的重力压缩空气储能系统的结构示意图；
27.图5是本发明一实施例提出的导向装置的结构示意图；
28.图6是本发明一实施例提出的缓冲组件的结构示意图；
29.图中，1、重力压块；2、塔楼结构；3、导向装置；4、承压底座；5、锁定平台；51、弹性垫；6、缓冲组件；61、顶托；62、底托；63、压力弹簧；64、角钢；65、上中心连杆；66、下中心连杆；67、上环形保护圈；68、下环形保护圈；7、土层；8、密封膜；9、圈梁；10、承压筒；11、储气室；12、竖井；13、竖井砌衬；14、冷冻孔；15、混凝土塞。
具体实施方式
30.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
31.为达到上述目的，本发明实施例提出一种用于松散地层的重力压缩空气储能系统的竖井12，竖井12为具有一定壁厚且空心的结构，其顶部开放与重力压缩空气储能系统中重力组件活动插接；竖井12的内壁设置竖井砌衬13，且在其外壁上设置防沉降组件；防沉降组件包括在竖直方向上沿竖井12的外壁依次间隔环置的多个圈梁9。
32.其中可理解的，其中竖井12常规情况下为具有一定壁厚的空心圆柱形结构，为在土层7中向下挖制而成，竖井12中用于活动插接重力压缩空气储能系统的重力组件。本实施例中以竖井12为上端开放的空心圆柱形结构为例进行示例性说明。
33.具体的如图1所示，竖井12为上端开放的空心圆柱形结构，其具有一定的壁厚，在松散富水的土层7中需要对设置竖井12的周围的土层7进行加固，从而提高竖井12以及其地基的承载力，用于应对重力压缩空气储能系统上部的巨大荷载会传递至竖井12地基的情况。因此本实施例通过设计合理的竖井12和采取有效的地基处理方法来满足重力压缩空气储能系统安全运行。本实施例中采用在竖井12的内壁设置竖井砌衬13，且在其外壁上设置防沉降组件；其中防沉降组件包括多个采用型材制备的具有一定强度的环形的圈梁9，其中多个环形的圈梁9在竖直方向上依次等间距分别套设在竖井12的外壁上，对竖井12进行加固，防止沉降。通过竖井砌衬13能够保障竖井12内壁为光滑壁面，进而实现密封膜8固定在竖井砌衬13上时能够提高密封性能，且便于密封膜8的安装。
34.在一些实施例中，防沉降组件包括混凝土塞15，具体如图1所示，混凝土塞15半包围设置在竖井12的底部和外壁上，即混凝土塞15的下端位于竖井12的底部，其上端设置在竖井12底部的外壁上，且混凝土塞15为一体式不可拆分结构。本实施例中的混凝土塞15可控制竖井砌衬13的结构的竖向和侧向位移，并在液氮冷冻土层7失效后达到控制竖井12沉降变形的目的，从而支持承受重力压缩空气储能系统运行时的所有荷载。
35.在一些实施例中，提出了用于松散地层的重力压缩空气储能系统的竖井12修筑方法，如图2所示包括：
36.s1：在土层7表面规划竖井12的形状、尺寸及深度；
37.s2：在规划的竖井12的周侧至少布设一组由多个冷冻孔14围成的环形冻结装置，并进行冻结土层7施工；且冷冻孔14与竖井12外侧的最小水平距离为竖井12外侧需要发展冻土的最小水平距离；
38.s3：对竖井12的土方开挖后修筑竖井砌衬13和防沉降组件；再通过冷冻孔14灌浆
固结。
39.具体的，s1步骤中，需要根据重力压缩空气储能系统的目标参量规划在土层7表面规划竖井12的尺寸及深度；其中经应勘察土层7中土质、密度、含水率等地质状况。
40.具体的步骤s2中在规划竖井12的外壁周侧至少布设一组冻结装置如图3所示；其中冻结装置包含多个绕竖井12的外壁环设的冷冻孔14，其中冻结装置的周向上的圆心与竖井12在周向上的圆心重合。其中可根据土层7的地质情况设置多组冻结装置，其中在水平距离上紧邻竖井12的一组冻结装置上的冷冻孔14与竖井12外侧的最小水平距离为竖井12外侧需要发展冻土的最小水平距离。有利的当布置多组冻结装置时，在水平方向上相邻的冻结装置中冷冻孔14之间的距离等于冷冻孔14与竖井12外侧的最小水平距离，换而言之，距离竖井12外侧最近的冻结装置中，其冷冻孔14与竖井12外侧的距离即为相邻的冻结装置中冷冻孔14之间的距离。示例性的竖井12外侧需要发展冻土的最小水平距离为2m，冻土范围为距离竖井12的外壁2-4m。本领域技术人员可进一步理解为多组冻结装置和竖井12的横截面为多个等间距同心圆。
41.示例性的，可采用机械钻孔形成冷冻孔14，冷冻孔14的深度与竖井12深度相同，在本实施例中可为26m，孔径为16-20mm，优选为16mm，每一冻结装置均布置均匀分布的8-12个冷冻孔14，为加快干冰冻结施工时间，多组冻结装置由内到外冻的布置半径分别为：
42.r＝0.1t；
43.其中r为布设半径，系数0.1为该干冰温度下的冻土发展速度0.1m/d；t为冷冻时间d。
44.在完成的冷冻孔14内插入冷冻管，任一冻结装置上12个冷冻管均分为两组进行液氮冻结施工，其中一组的6根冷冻管通过六孔接头连接至液氮供应装置，液氮温度控制在-210℃至-196℃进行松散富水地层的冻结。应考虑冻结竖井12外周6m范围内的土层7具有承载作用，因此根据需要发展的冻土半径，按照冻土的发展速度为，推算冻结时间。
45.具体的s3中对竖井12的土方的开挖、安放钢筋笼和浇筑可示例性解释为：
46.根据如图1所示的竖井12的结构，先对竖井12分多段进行开挖，其中具体方法为：采用垂直抓斗机沿着竖井12外直径6m竖向开挖，同时，利用机械挖掘机从地面开挖至深度6m位置。在本实施例中竖井12的深度为26m的情况下，每在竖直方向上开挖5-6m，优选为6m为一施工阶段，将竖井12分成4个施工阶段，每一施工阶段依次进行开挖、钢筋笼安放和混凝土灌入浇筑。本实施例将竖井12分成4个施工阶段可防止大面积施工，产生不均匀沉降。
47.可理解的，由于竖井12承受来自土层7地面上重力压缩空气储能系统中重力组件的所有荷载，因此竖井12修筑时必须配设钢筋。即在每一施工阶段土方开挖完成后立即安放钢筋笼；此外优选的，可在竖井12的上段处加密钢筋笼，达到满足承受传递荷载的目的。安放钢筋笼后，便可采用c40的混凝土灌入浇筑。
48.竖井12的内部土方开挖过程中，可采用机械挖掘机与垂直抓斗机配合，土方每次开挖深度应控制在5-6m左右，分三次土方开挖，避免竖井12周围土体出现过大沉降变形。开挖距离竖井12的底部300mm时采用人工开挖清理。
49.在本实施例中，在竖井12开挖后修筑竖井砌衬13和防沉降组件，优选的防沉降组件为混凝土浇筑而成，可承受重力压缩空气储能系统上部传递的所有荷载，因此竖井12的混凝土塞15不仅承受来自重力组件中重力压块1和竖井12重量的大小，同时还需承受重力
压缩空气储能系统中储气室11的高压气体荷载，并防止竖井砌衬13的结构的竖向和侧向位移，因此防沉降组件的布置，有效控制液氮冻结施工结束后及荷载施加后的竖井12的沉降和竖井砌衬13的位移。
50.在一些实施例中，通过冷冻孔14灌浆固结的方法为：在竖井12施工完成后，及时撤出冷冻管，利用预留出的冷冻孔14，可再次进行灌浆固结，灌浆时先用稀浆，而后逐步加大浆液的稠度，此外考虑土体为松散富水地层，灌浆压力一般为0.2-0.4mpa。
51.在一些实施例中，本发明提出了一种用于松散地层的重力压缩空气储能系统，包括上述实施例中的竖井12和重力组件；其中重力组件外壁与竖井砌衬13的内壁之间有间隙，间隙中设置有密封膜8，密封膜8与重力组件外壁和竖井砌衬13的内壁之间密封连接，以使密封膜8、竖井12位于密封膜8下方的空间、重力组件之间围成储气室11。
52.具体的如图4所示，用于松散地层的重力压缩空气储能系统包括竖井12和重力组件；其中重力组件包括重力块组和承压组件；其中重力块组设置在承压组件的顶部；承压组件的底部伸入竖井12内且其外壁与密封膜8相连；承压组件的顶部位于竖井12顶部的地面上；其中重力块组包括多个在竖直方向上层层叠加设置的重力压块1，多个重力压块1始终在同一水平和铅直方向。可理解的将重力组件分成地上重力块组和承压组件两部分，其中承压组件底端伸入竖井12的内部并且密封膜8直接与承压组件外壁的底端相连，而重力块组位于竖井的12外部，在实现大能量存储时，无需将所有重力块都集中在竖井12中，可以减少竖井12的高度，大大减少竖井12的开挖工程量和工程难度。
53.此外，重力块组包括多个在竖直方向上层层叠加设置的重力压块1，通过将重力块组设置成多个叠加的重力压块1，进而减少了每个重力压块1的重量，在满足大能量存储的同时减低吊装难度，使得吊装施工过程中，先将承压组件吊装至竖井12中，承压组件上端支撑在竖井12周侧的地面上，然后在承压组件的顶部层层吊装重力压块1。
54.在一些实施例中，承压组件包括承压筒10和承压底座4；其中承压筒10的底部伸入竖井12内且其顶部设置承压底座4；重力块组位于承压底座4上方，当承压筒10向下移动至最低限位时承压底座4支撑在竖井12顶部的地面上。
55.具体的，如图4所示，承压组件包括承压筒10和承压底座4，其中承压筒10的底端伸入竖井12的内部，并且密封膜8直接与承压筒10外壁底端相连，承压筒10的顶部位于竖井12顶部的地面上且与承压底座4连接，多个在竖直方向上层层叠加设置的重力压块1设置在承压底座4上方，实现多个重力压块1始终在同一水平和铅直方向。
56.在一些实施例中如图4所示，承压组件包括缓冲组件6；缓冲组件6包括压力弹簧63，多个压力弹簧63分布在竖井12的周侧并位于竖井12顶端外部的地面上，且压力弹簧63的顶部与承压底座4的底部连接，本实施例中缓冲组件6的设置减缓重力组件上升或下降过程中的颠簸，并且可对重力组件下降的位移进行限制。
57.具体的如图6所示，缓冲组件6包括相对设置的顶托61和底托62以及连接在顶托61和底托62之间的压力弹簧63，压力弹簧63的顶端和底端分别连接在顶托61和底托62上，顶托61的底面中部设置有上中心连杆65，底托62顶面中部设置有下中心连杆66，上中心连杆65和下中心连杆66均位于压力弹簧63中部，下中心连杆66的顶端面中部开有沿竖直方向设置的滑孔，上中心连杆65的底端位于滑孔中能够沿着滑孔上下移动。
58.可以理解的是，通过上中心连杆65在下中心连杆66中的滑孔中上下移动，实现下
中心连杆66对上中心连杆65的限位，由于压力弹簧63的顶端和低端分别连接在顶托61和底托62上，使得压力弹簧63在弹力作用下能够将顶托61向上顶起，在重力组件向下作用下，对顶托61施加一定的作用力，压力弹簧63压缩进行缓冲，通过上中心连杆65在下中心连杆66中的滑孔中向下滑动，直至压力弹簧63压缩到极限，本实施例通过多个缓冲组件6实现对重力组件的缓冲作用。
59.在一些实施例中，顶托61的底面设置有上环形保护圈67，底托62的表面上设置有下环形保护圈68，下环形保护圈68套设在上环形保护圈67内，压力弹簧63位于下环形保护圈68内，下环形保护圈68的外径等于上环形保护圈67的内径。可以理解的是，在压力弹簧63将顶托61顶至最高时，此时下环形保护圈68顶端一部分位于上环形保护圈67的内部，使得压力弹簧63向下压缩时，上环形保护圈67随着顶托61向下移动过程中保障上环形保护圈67套设在下环形保护圈68外部，并与下环形保护圈68内壁相接移动，上环形保护圈67无法再向下移动，本实施例通过下环形保护圈68的限位作用能够约束压力弹簧63的压缩方向，并防止异物进入缓冲组件6内部导致其不能正常工作。
60.在一些实施例中如图4所示，承压组件包括还锁定平台5；其中锁定平台5为环状固定在竖井12的周侧并位于竖井12顶端外部的地面上，且锁定平台5的内侧与缓冲组件6固定连接，其位于缓冲组件6的外侧，且在竖直方向上位于承压底座4的下方。
61.具体的如图6所示，本实施例中锁定平台5通过设置角钢64与缓冲组件6固定连接；角钢64一端设置在锁定平台5的内壁上，另一端固定在缓冲组件6的底部。可以理解的是，在事故工况下，重力组件自由下落产生的冲击荷载均匀的分散传递至各缓冲组件6，最大限度的发挥缓冲组件6的缓冲效果，缓冲组件6发挥至极限状态后，重力组件与锁定平台5的顶部抵触能够实现缓冲减震的效果。优选的，可在锁定平台5的顶部设置弹性垫51，通过弹性垫51可再次起到一定的缓冲减振作用。本实施例中的锁定平台5用于对缓冲组件6进行固定，保证缓冲组件6在竖直方向上对重力组件进行减震和缓冲，同时在竖直方向上对重力组件的下降位移进行限制，重力组件向下运动的最低处即承压底座4与锁定平台5的上端接触。
62.在一些实施例中，储能系统包括导向装置3，其包括导槽和滚轮；其中导槽设置多个，多个导槽分布在重力组件周侧，导槽设置在竖井12的内壁或竖井12的外部；滚轮与导槽配合与导槽的槽底相接，以使重力组件上下移动时滚轮沿着导槽的槽底上下移动。
63.具体的导向装置中导槽设置多个，多个导槽分布在重力组件周侧，导槽设置在竖井12的内壁或竖井12的外部，也就是说或，导槽可以设置在竖井12的内部，也可以设置在竖井12的外部。滚轮设置多个，多个滚轮分别通过转轴安装在重力组件周侧，滚轮与导槽的槽底相接，以使重力组件上下移动时滚轮沿着导槽的槽底上下移动，其中滚轮与导槽配合进行滑动为机械领域常见手段，不再详述。
64.可以理解的是，当储能过程中重力组件均位于竖井12内移动时，此时可以在竖井12的内壁周侧设置多个导槽，例如，可以设置四个导槽,4个导槽可以等角度设置在竖井12的内壁上，由于重力组件上的滚轮通过转轴安装在重力组件周侧，因此滚轮可以在重力组件上转动，当滚轮与导槽的槽底相接时，不仅能够通过导槽进行限位，导槽配合滚轮约束重力组件运动方向，同时重力组件以一定的速率沿着导槽方向竖直向上或向下运动，定期向导槽与滚轮接触的位置添加润滑剂，如黄油、石墨，从而减小摩擦，提高重力势能的转化率。
65.另外，还有一种可能，竖井12顶端外部的地面设置有多个塔楼结构2，如图4所示，
多个塔楼结构2分布在竖井12周侧且位于锁定平台5的外侧，多个导槽分别安装在多个塔楼结构2上，即可以设置4个塔楼结构2，然后将4个导槽设置在竖井12外部的4个塔楼结构2上，在储能过程中，重力组件一部分位于竖井12的外部，一部分位于竖井12的内部，位于竖井12的内部的重力组件外壁和竖井12的内壁之间通过密封膜8密封连接。
66.在一些实施例中，多个重力压块1的周侧均设置有导向装置3，如图4和图5所示，导向装置3安装在重力压块1的周侧，并位于重力压块1和与重力压块1相对的塔楼结构2之间。其中重力压块1外侧壁与塔楼内侧壁预留间隙，如图5所示多个滚轮分别设置在重力块组的周侧和承压筒10顶端外壁的周侧，以使地上重力块组和承压筒10上下移动过程中通过滚轮沿着导槽上下移动。
67.具体的如图5所示，每个重力压块1的周侧均开有安装槽，安装槽中安装有钢板槽，滚轮位于钢板槽中，滚轮上连接的转轴安装在钢板槽相对两侧的侧壁之间，此处为常见结构设置不再赘述。
68.另外，还需要说明的是，承压筒10中填充有沙子。
69.可以理解的是，承压筒10可以为由钢板围成的筒状结构，内部为空心结构，降低的重量方便吊装，另外在承压筒10内部填充沙子能够增大储能的重力。
70.此外，重力压缩空气储能系统还包括空气压缩单元、空气膨胀单元和发电机；空气压缩单元进口连接有进气装置，空气压缩单元的出口通过储能管路与储气室11的进口连接，储气室11的出口通过释能管路与空气膨胀单元的进口连接，空气膨胀单元的出口与发电机连接；储能管路与释能管路之间设有热交换单元。示例性的空气压缩单元可以根据实际需要设置若干级空气压缩机；空气膨胀单元可以根据实际需要设置若干级膨胀机。
71.释能管路上设有流量检测装置、压力检测装置和调节阀，流量检测装置、压力检测装置和调节阀均分别与重力压缩空气储能系统的控制单元连接能够对系统的关键参数进行实时监测和控制。
72.本实施例中的重力压缩空气储能系统在工作时：
73.电网用电低谷期重力压缩空气储能系统进行储能，关闭释能管路，开启储能管路，空气通过进气装置进入空气压缩单元压缩后成为压缩空气，产生的热量存储在热交换单元，压缩空气经储能管路进入储气室11，储气室11体积增大，重力压块1被压缩空气恒压抬升，将电能转化为压缩空气能和重力压块1的重力势能；
74.电网用电高峰期，压缩空气储能系统进行释能，开启释能管路，关闭储能管路，重力压块1下降，储气室11体积减小，压缩空气经热交换单元加热后，再经释能管路进入空气膨胀单元恒压做功并带动发电机发电，将压缩空气能和重力压块1的重力势能转化为电能。
75.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
76.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
77.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
78.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
技术特征：
1.用于松散地层的重力压缩空气储能系统的竖井，其特征在于，所述竖井为具有一定壁厚且空心的结构，其顶部开放与所述重力压缩空气储能系统中重力组件活动插接；所述竖井的内壁设置竖井砌衬，且在其外壁上设置防沉降组件；所述防沉降组件包括在竖直方向上沿所述竖井的外壁依次间隔环置的多个圈梁。2.根据权利要求1所述的竖井，其特征在于，所述防沉降组件包括混凝土塞；所述混凝土塞半包围设置在所述竖井的底部和外壁上。3.用于松散地层的重力压缩空气储能系统的竖井修筑方法，其特征在于，对权利要求1或2中的竖井进行修筑，包括：在土层表面规划竖井的形状、尺寸及深度；在规划的所述竖井的周侧至少布设一组由多个冷冻孔围成的环形冻结装置，并进行冻结土层施工；且所述冷冻孔与所述竖井外侧的最小水平距离为所述竖井的外侧需要发展冻土的最小水平距离；对所述竖井的土方开挖后修筑竖井砌衬和防沉降组件；再通过所述冷冻孔灌浆固结。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述冻结装置的周向圆心与所述竖井的重心重合；所述冷冻孔的孔径为16-20mm；且每组所述冻结装置包含8-12个冷冻孔；所述冻结装置的布设半径计算方法为：r＝0.1t；其中r为布设半径，系数0.1为冻土发展速度0.1m/d；t为冷冻时间d。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在水平方向上相邻所述冻结装置中冷冻孔之间的水平距离等于所述冷冻孔与所述竖井外侧的最小水平距离。6.用于松散地层的重力压缩空气储能系统，其特征在于，包括权利要求1或2中所述的竖井；所述重力组件外壁与所述竖井砌衬的内壁之间有间隙，所述间隙中设置有密封膜，所述密封膜与所述重力组件外壁和所述竖井砌衬的内壁之间密封连接，以使所述密封膜、所述竖井位于所述密封膜下方的空间、所述重力组件之间围成储气室。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述重力组件包括重力块组和承压组件；其中所述重力块组设置在所述承压组件的顶部；所述承压组件的底部伸入所述竖井内且其外壁与所述密封膜相连；所述承压组件的顶部位于所述竖井顶部的地面上。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述承压组件包括承压筒、承压底座和缓冲组件；其中所述承压筒的底部伸入所述竖井内且其顶部设置承压底座；所述重力块组位于所述承压底座上方，以使所述承压筒向下移动至最低限位时通过所述承压底座支撑在所述竖井顶部的地面上；所述缓冲组件分布在所述竖井的周侧并位于竖井顶端外部的地面上，且所述缓冲组件的顶部与所述承压底座连接。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述承压组件包括锁定平台；其设置在所述竖井的周侧并位于竖井顶端外部的地面上，且所述锁定平台与所述缓冲组件连接并位于所述缓冲组件的外侧，用于固定所述缓冲组件。10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述储能系统包括导向装置，其包括导槽和滚轮；其中所述导槽设置多个，多个所述导槽分布在所述重力组件周侧，所述导槽设置在所述竖井的内壁或所述竖井的外部；所述滚轮与所述导槽配合与所述导槽的槽底相接，以使所述重力组件上下移动时所述滚轮沿着所述导槽的槽底上下移动。
技术总结
本发明提出一种用于松散地层的重力压缩空气储能系统的竖井及储能系统，可以实现在复杂的松散富水地层下修建竖井结构，而竖井的结构形式不仅可以增强其对上部荷载的承载力，且其下方的布设的桩基在冻土失效后达到控制竖井沉降变形的目的，从而支持承受重力压缩空气储能系统运行时的所有荷载；而预留的冷冻孔可进行灌浆固结，可进一步减小竖井沉降变形以及渗流、管涌带来的危害，保证重力压缩空气储能竖井结构的安全稳定运行。竖井结构的安全稳定运行。竖井结构的安全稳定运行。
