地下含水層儲能原理及其工程應(yīng)用

內(nèi)容簡介

本書是國家自然科學(xué)基金項目“儲能地下含水層流動和傳熱特性的研究”的系統(tǒng)性總結(jié)。本書全面闡述了含水層儲能的一般原理，建立了含水層儲能耦合模型，研究了“冬灌夏用”、“夏灌冬用”的兩階段模型，介紹了避免發(fā)生儲熱井和儲冷井間熱導(dǎo)通的科學(xué)方法，論述了含水層儲能系統(tǒng)的切能特性和經(jīng)濟性能，重點分析了儲能系統(tǒng)功率和初投資的關(guān)系。本書共分10篇25章。第1篇介紹了地下含水層儲能技術(shù)的起源、發(fā)展和現(xiàn)狀；第2篇探討了地下含水層儲能原理及其運行系統(tǒng)；第3篇研究了地下水的特征、流動和傳熱問題；第4篇涉及地下水運動和地下含水層儲能的數(shù)值模擬；第5篇展示了含水層儲能的實驗研究；第6篇闡述了儲能方案的比較和分析；第7章具體討論了儲能系統(tǒng)的設(shè)計方法及優(yōu)化。附錄部分共三篇是相關(guān)的水文地質(zhì)資料。

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本研究包括：開采條件下儲能含水層動力特征試驗研究；地下水采灌過程中地下水溫度場的動態(tài)變化規(guī)律及含水層儲能效率的研究；地下水采灌過程中地下水水質(zhì)動態(tài)變化的研究；含水層儲能工藝和管井回灌技術(shù)方法試驗研究等方面。 通過研究查明了儲能試驗場的地質(zhì)結(jié)構(gòu)及含水層分布埋藏規(guī)律，取得了灌采前含水層的各項水熱參數(shù)、土體工程地質(zhì)參數(shù)。在地下水降落漏斗邊緣布置了儲能試驗場，基本查明了單井冬灌、對井灌采、群井灌采試驗的水動力場時空變化規(guī)律。依據(jù)不同灌采比地面沉降效應(yīng)的試驗研究，證明在一定灌采比情況下，可以提高地下水位、增加孔隙壓力、減緩?fù)翆訅嚎s，從而有利于控制地面沉降。查清了含水層地下水溫度場冷、熱量傳輸是以強迫對流為主。建立單井、對井、群井灌采水量與水溫關(guān)系的三維熱運動模型，并應(yīng)用于四個儲能井和三十四個觀測井的大型試驗場，獲得較為理想的結(jié)果。基本查明了儲能含水層常規(guī)離子的時空動態(tài)變化規(guī)律及水動力彌散作用機制，建立了回采水質(zhì)與回采量的相關(guān)關(guān)系?？刂埔欢ü嗖杀龋３忠欢ɑ毓嗨|(zhì)可以局部地改善地下水水質(zhì)，使其向淡化方向發(fā)展。這對沿海和干旱地區(qū)開展回灌、改善水質(zhì)，有一定指導(dǎo)意義。 上海市多年回灌的實踐證明，管井儲能技術(shù)方法是比較成熟的。其中灌井的堵塞分析與處理，最佳灌采流程設(shè)計，有推廣價值。 該項技術(shù)在上海已廣泛應(yīng)用于夏季空調(diào)降溫，冷卻、洗滌和冬季采暖給溫、鍋爐用水等方面，在國內(nèi)外居領(lǐng)先地位。 2100433B

潛熱儲能是利用物質(zhì)在凝固/熔化、凝結(jié)/氣化、凝華/升華以及其他形式的相變過程中，都要吸收或放出相變潛熱的原理進行蓄熱，所以也可稱為相變儲能。相變可以是固一液、液一氣、氣一固及固一固，其中以液一固相變最為常見。從能量密度的角度來講，潛熱儲存的能量要比顯熱儲存的大很多。