복공식 압축공기에너지 지하암반 저장공동내 기밀라이너 시공효과의 수치해석적 검증
Numerical Study on the Impact of Air Tight Liner of Underground Lined Rock Cavern for Compressed Air Energy Storage (CAES)
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초록
본 연구에서는 수치해석을 통해 복공식 지하 압축공기에너지 암반 저장 공동의 콘크리트 라이닝 내부에 설치되는 비투과성의 기밀라이너의 시공효과를 검증하였다. 수치해석기법으로는 저장공동 내부, 콘크리트 라이닝 및 주변 암반에서의 압축공기 및 지하수 유동, 열전달, 역학적 변형의 복합 거동을 시뮬레이션할 수 있는 TOUGH-FLAC 연계해석을 이용하였다. 저장공동 내부에 기밀라이너 시공유무에 따른 콘크리트 라이닝 내 압력, 온도, 응력 계산결과를 비교․분석한 결과, 비투과성의 기밀라이너는 저장 압축공기의 누출을 방지하는 기밀성능 뿐만 아니라 콘크리트 라이닝 내 인장응력을 감소시켜 역학적 안정성을 증대하는 효과가 있는 것으로밝혀졌다.
Abstract
In this study, we carried out numerical modeling to investigate the impact of air tight liner within the concrete linings of underground lined rock cavern for compressed air energy storage (CAES). For the numerical modeling, TOUGH-FLAC that can simulate coupled non-isothermal multiphase (air and groundwater) fluid flow and geomechanical behavior of both concrete linings and rock mass as well as within the cavern, was used. The calculated results of pressure, temperature and stress for two different lining options with and without impermeable inner liner showed that the installation of an inner air tight liner reduced the maximum effective tensile stress of the concrete linings which results in the increase of geomechanical stability as well as air tightness performance of the storage cavern.
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