一、地下含水层储能技术的应用条件及其关键科学问题（论文文献综述）
张媛媛,叶灿滔,龚宇烈,马玖辰,黄永辉,赵军,庞忠和[1]（2021）在《地下储能技术研究现状及发展》文中研究指明为了减缓全球变暖,实现碳达峰、碳中和目标及新能源的高效利用,需以新能源为主体的新型电力系统和储能行业相互协调发展。新型电力系统与地下储能相结合作为关键技术之一,其跨季节地下储能,尤其是地下含水层储能（ATES）,从理论研究转为工程应用成为亟待攻克的难点。综述了地下储能方式及其原理,分析了地下ATES系统在数值模拟试验等方面的研究进展,深刻剖析了在实际工程应用中关键技术和瓶颈问题,进一步对比了地下ATES系统热工性能和经济环保效益评价标准,展望了新型电力系统与地下ATES相结合的未来,为后续的应用研究提供参考。
李百宜[2]（2020）在《煤矿储能式充填空间热能存取机理及方法研究》文中认为充填开采作为典型的能够与矿区环境保护相协调的绿色开采技术,已被广泛应用至煤炭资源开采,在岩层移动、地表沉陷和采场矿压等方面起到了显着的控制效果,对维护地下空间稳定性方面也具有明显的技术优势。充入采空区控制岩层移动的充填材料可经人工调配开发出特定的新功能,为后期煤矿地下空间的多重开发利用创造了有利条件。本文基于充填空间稳定及充填材料性能可控等有利条件,提出了充填开采协同热能地下储存的煤矿储能式充填模式,即利用采空区边充填边构筑热能储存空间的方法,实现热能地下高效储存与提取。因此,本论文围绕煤矿储能式充填空间热能储存与提取的研究主题,针对储能式充填空间热传递规律以及热能储存与提取机理等关键科学问题,开展了储能式充填材料研发、充填空间热能储存与提取规律以及储能层位选择方法等方面研究工作,取得了以下主要创新成果:（1）构建了煤矿井下采空区充填协同热能地下储存的储能式充填模式,提出了煤矿储能式充填空间热能储存与提取的系统构成与布局方式,阐释了煤矿储能式充填的技术原理与技术关键,得到了储能式充填空间热能储存与提取效果主控因素。（2）开发了具有高承载压缩性能与高效储热功能的储能式充填材料,得到了充填材料配比参数、水及应力环境对充填材料导热性能影响规律,建立了充填材料导热系数预测模型,揭示了石英砂、石墨及钢纤维对储能式充填材料导热性能的强化调控机制。（3）研发了充填材料热能储存与提取模拟实验平台,分析了热能储存与提取过程中水温动态变化与充填材料温度时空响应特征,建立了充填空间热能储存CFD模型,揭示了充填材料导热系数、水流流速以及管路布置等因素影响下充填空间热能储存与提取机理。（4）建立了充填空间热能储存多层围岩-充填体-水流瞬态非线性热传递模型,采用Laplace变化求解得到了边界温度周期变化条件下充填空间温度分布的解析解,给出了热能提取量与储能层位围岩构成的定量关系,提出了煤矿储能式充填储能层位选择方法及储能式充填工程设计流程。该论文有图113幅,表17个,参考文献205篇。
叶磊[3]（2020）在《基于TOUGH-FLAC集成的含水层压气储能THM多场耦合研究》文中认为随着化石能源的消耗和环境问题的愈发严重,人们越来越重视可再生能源技术的发展,但可再生能源技术存在一些不足:可再生能源发电存在阶段性,直接接入电网会加重电网负担,破坏电网稳定性。因此大规模储能技术成为了可再生能源发展的重要环节。压缩空气储能作为仅有的两种百兆瓦级别的储能技术,不仅可以满足可再生能源发电的储存需要,更有无污染、安全性高、选址要求相对较低等优点。而地下含水层压缩空气储能技术（Compressed Air Energy Storage System in Aquifers,缩写为CAESA）是在压缩空气储能技术的基础上的进一步拓展,它用地下含水岩层替代传统压缩空气储能技术的储气罐,利用地下水提供压力,进一步缩减了成本,同时降低了发电站的选址要求。本文立足地下含水层压缩空气储能技术,耦合利用TOUGH2软件和FLAC3D软件构建了地下含水层储气库模型,对含水层压缩空气储能系统进行了THM（Thermo-Hydro-Mechanical）三场耦合分析。根据德国Huntorf压气储能电站相关参数设计了一个日循环CAESA系统,结果表明含水层渗透率和地质构造等固有条件对CAESA系统的影响起决定性作用,含水层渗透率过低系统无法运行,过高则会导致能量效率降低;而三种地质构造中,背斜构造最有利,循环周期最大、应力和位移变化最小,向斜构造条件最差。系统注气形成气囊会导致上下岩层向两侧位移,注气井位置上下岩层应力积聚最严重,随着系统循环进行,含水层中应力逐渐趋于初始状态,顶部位移部分恢复,但上下岩层应力变化极为缓慢,相对于含水层呈现滞后状态。该论文有图62幅,表10个,参考文献120篇。
杨利超[4]（2020）在《含水层压缩空气储能系统循环设计及效率优化研究》文中研究表明近年来,清洁可再生能源快速发展,全球清洁能源总装机量逐年增加,但此类能源具有分布分散、间歇性、不稳定和可控性差等特点,因此需要大规模储能技术。除抽水蓄能之外,压缩空气储能是另外一种可以达到规模化储能的技术。由于自然界中地下含水层分布广泛,因此含水层压缩空气储能（Compressed air energy storage in aquifers,CAESA）成为一种具有较大潜力的储能技术。使用含水层压缩空气储能技术可以减少清洁能源的弃风弃光率,有助于提高清洁能源利用率,本研究成果对压缩空气储能技术的实际工程应用具有重要的理论和实际意义。以美国1981年开展的Pittsfield含水层压缩空气储能野外试验的数据为基础,建立数值模型,将监测数据与数值模拟结果进行历史拟合,合理的匹配结果证明了数值模型的可行性。数值模拟结果证明,初始气囊的形成对CAESA系统循环的影响较大,充足的压强能够防止气囊中能量消散过大,保障后续循环顺利进行。在适宜的地层和含水层条件下,能够实现不同类型的CAESA系统循环,包括日循环、周循环、月循环、甚至季节循环。在相同注气量条件下,日循环、周循环和月循环都可以达到较高的能量回收效率,其中日循环的储能效率稍高于其他两种循环,意味着在相同储能规模下,日循环具有效率优势。在一定条件下,可以实现季节循环,但由于气囊中能量损失较大,导致系统循环无法持续较长时间,需要在循环过程中进行补给。CAESA系统注入高温气体可以较大程度提升总能量的产出。多个井孔同时进行系统循环时,系统出现能量正向叠加和负向叠加效应,促使井孔注入更多能量;但在抽气阶段也会消耗更多能量,更快消耗气囊中气体,从而降低系统循环次数。多井循环时,对提高系统储能规模有较大贡献,系统存在最佳井孔距离,此时系统循环效率最佳。
燕旭辉[5]（2019）在《基于Fluent的含水层储能系统温度场模拟及优化设计》文中研究表明地下含水层储能技术作为可再生能源利用的一种,是当今社会解决能源危机、改善生态环境、保护不可再生资源的一种重要方式。随着该技术推广应用,含水层储能系统的基本设计及运行参数对含水层温度场的影响逐渐成为了研究重点。本文基于对含水层储能系统温度场的研究,结合Fluent和多目标决策分析法,对含水层储能温度场的相关影响参数进行数值模拟分析和含水层储能系统优化设计,提出含水层储能系统有效利用的优化方案。对含水层储能技术的推广、能源类型的扩大和环境的保护都具有重要意义。本论文主要研究内容有:1.基于含水层储能系统的相关理论基础,运用CFD软件Fluent建立含水层储能系统模型,模拟含水层储能系统运行。同时结合响应面曲线分析法研究系统运行时含水层厚度、井底垂直高度差、井间距、泵送量对含水层温度场的影响。研究结果表明:含水层厚度的增加、井底垂直高度差增加、井间距增加、泵送量减小可以有效地减缓系统周围温度场的改变,其中井间距的影响最为显着;通过模拟得到了井间距对温度场变化的影响规律,即热水回灌时,井间距与含水层温度变化速度呈非线性相关趋势,冷水回灌时则呈线性相关趋势。所以,井间距的设计对含水层储能的高效利用非常重要。2.定量分析不同井间距组合对含水层储能系统综合效益的影响,建立含水层储能井群系统模型;基于热效率、投资成本和CO2排放等评价指标,通过TOPSIS法得出最佳的井间距设计方案。通过与传统系统对比,分析含水层储能系统推广使用的可行性。结果表明:忽略其他因素影响的情况下,井间距的设计会对储能系统产生显着影响,能使系统热效率最高达到92.8%,当循环井中水的体积确定,通过不同的评价方式可以得到最佳的井间距设计方案;通过与传统系统的对比,含水层储能系统可以节省一半的用电量,投资成本和总的使用费用也比传统系统减少三分之一左右,二氧化碳的排放量也会减少一半左右。该对比证明了含水层储能系统应用的可行性。系统在有效地解决资源紧张、改善生态环境方面都具有很大的发展潜力。
公辉[6]（2016）在《沈阳市典型区域地下水源热泵系统对地下水温度及水质影响模拟与分析》文中指出随着能源与环境问题的国际化、尖锐化,新型清洁可再生能源技术受到了广泛关注。水源热泵作为地热可再生能源的应用技术,在国内外被竞相开发。但是由于水源热泵技术属于新兴技术,涉及到能源、水文地质、水资源、数学等多个领域,运行过程中地下水的温度场及动力场机理相对比较复杂,在实际应用中不能有一个准确的依据。且应用过程中会产生一些问题,其中最大的问题是“热贯通”效应。一旦发生较大程度的“热贯通”效应,热泵系统将失去其节能环保的意义。合理的井距及换热温差,是避免产生“热贯通”效应的主要方法。本文以渗透系数、井距、换热温差以及抽灌模式作为变量,对典型区域内地下水温度场进行数值模拟,研究表明:地下含水层为中砂、粗砂等渗透系数较小的地质结构时,抽水井及回灌井井距应保持在55m以上。地下含水层为碎石等渗透系数较大的地质结构时,抽水井及回灌井井距应保持在105m以上。5℃换热温差相对于7℃更加稳定、安全、可靠,从系统保持高效工况运行的角度出发,应首选5℃温差;在建筑布局可以满足抽、灌井布井间距增大的条件下,可以通过增大井距,采用7℃换热温差,同样避免回灌井水温对抽水井的影响。采用交叉抽灌模式“热贯通”效应发生时间比平行模式要慢,且程度要弱于平行抽灌模式。通过对沈阳市典型地下水源热泵系统地下水温度场模拟分析得出:在一个供冷期内,地下水源热泵系统回灌井周围虽然发生了剧烈程度的“热贯通”效应,但是由于布井距离相对较大,未对抽水井水温产生明显影响。本文通过水化学分析实验方法,对沈阳市典型区域地下水水质进行检测,研究表明:小区内热泵机组生锈导致回水中Fe2+含量明显升高,其它化学指标在系统供冷、供暖两种工况下运行期间,没有发生明显变化。随着地下水源热泵系统的大面积推广应用,技术上的不成熟因素以及设计施工的缺陷在无序的市场竞争中更是暴露无遗。因此地下水温度场数值模拟成果对新建地下水源热泵项目有一定的指导作用。
郑卫东,王培红[7]（2014）在《动力电池回收利用研究进展》文中认为简要介绍了动力电池的失效机理,对不同的动力电池原料回收技术进行了分析与比较,指出各种方法的优点与不足。分析了国内外动力电池回收利用现状,指出我国动力电池回收利用存在的问题。借鉴国外发展经验,针对我国废旧动力电池现状,提出改进意见与方案。
宋伟[8]（2014）在《单井循环地下换热系统地下水流动及其传热特性研究》文中指出单井循环地下换热系统作为一种新型的地下水源热泵系统热源井，目前共有三种形式，即循环单井、抽灌同井和填砾同井。它们均将抽水管和回水管置于一口井内，在井的下部抽水，上部回水。循环单井是在基岩层中直接开孔，大部分水在井孔之内循环，与井壁发生热量交换；少部分水进入井孔，并进入含水层与其进行原水交换；抽灌同井在井孔内部加设了隔板，将热源井分为三个部分，上部为回水区，中间为隔断区，下部为抽水区；填砾同井的形式和抽灌同井类似，不同之处在于，填砾同井的井孔较井管的直径要大很多，其空隙采用分选性较好的砾石进行回填。本文针对以上三种热源井开展了相关的理论和实验研究工作，主要研究工作及结果如下：设计并搭建了单井循环地下换热系统的物理模拟砂箱实验台，选取了实验测量仪器和数据采集系统，计算了实验误差。结果表明，所搭建实验台的测量误差在可接受的范围之内，能够准确真实地反映物理现象。通过更换不同的预制井来实验模拟三种类型热源井的特性。针对三种不同的热源井，分别进行不同抽回间距、不同初始地温和不同负荷的实验研究。并对循环单井和填砾同井进行了不同排放比例的实验研究。研究表明，增大抽回间距能够显着改善三种热源井的抽水温度、提高换热量。三种热源井中循环单井承担负荷的能力最低，抽回水温度变化最大，热影响范围最小。在取热工况下，排放能够提高循环单井和填砾同井的抽水温度及取热量，小排放比对于提高热源井承担负荷能力的效果较好，随着排放比的增加，这种改善效果减弱。针对不同运行模式下抽灌同井特性进行实验研究，按照三个具有代表性的地区——北京、沈阳和上海采暖期和空调期时间分配来设计实验。实验包括四种工况，即连续取热、连续放热、先夏后冬和先冬后夏。研究表明，抽灌同井在寒冷地区运行过程中，系统在该实验条件下，仅靠自然恢复期内的恢复，地下含水层不能使自身恢复至最初状态。必须采用辅助设备，对地下含水层进行热量补给，保证系统长期可靠的运行。在冷热负荷相当的地区，采用先夏后冬的运行模式，可以提高系统运行的稳定性；在寒冷地区应先进行放热工况，继而进行取热工况，保持热源井的抽水温度处在较高水平。相反，在较暖和地区则应先进行取热工况，保持热源井的抽水温度处在较低水平。建立了多区域耦合CFD仿真模型。通过纳维-斯托克斯方程和伯努利方程对多孔介质中运动方程进行分析推导，得到了多孔介质内的流动模型，并通过实验确定了该流动模型中的经验系数。利用单井循环地下换热系统砂箱实验台测得的实验数据对数值模拟结果进行了对比，验证了仿真模型的准确性。针对三种热源井进行了不同孔隙度、不同初始地温及不同抽水流量三个方面的仿真研究，并分析了三种热源井含水层的流场以及不同流量下的温度场变化情况。研究表明，孔隙度对含水层参与换热较多的抽灌同井和填砾同井影响稍大，对循环单井的影响则较小，但总体上看孔隙度对三种热源井的特性影响不大。抽水流量对单井循环地下换热系统的影响较大，增大抽水流量使得三种热源井的抽水温度变化加大，并能显着提高热源井的热影响范围。初始地温的变化并不影响含水层温度的变化趋势，抽水温度的变化趋势也几乎相同，只是各工况间存在一定温差。但提高初始地温能够显着提高热源井的平均抽水温度和累计取热量，可见初始地温是影响单井循环地下换热系统的关键因素之一。本文为国家自然科学基金“单井循环地下换热系统多流态流动与传热耦合机理研究”（41002085）的部分研究内容。本文的研究工作，为全面的掌握单井循环地下换热系统的运行特性、为该系统的设计及应用提供了重要的理论基础和技术储备。
周浩[9]（2013）在《沈阳城区地下水储能层开发分析》文中研究指明针对绿色能源使用问题,从地下储能层角度入手,应用AQUQ3D软件对沈阳城区地下水储能层的地下水动力场与温度场进行了动态模拟分析。确定研究区的汇源项、模拟分析的时间范围、初始地下水温度和渗透参数,其余参数利用以往取得经验和成果进行计算。最后预测了2014年及2015年丰水期与枯水期地下水储能层的温度,并分析其分布规律与成因,提出开发利用建议。
马玖辰[10]（2012）在《地下咸水层储能与含水介质空间结构变化研究》文中提出我国沿海地区地下埋深在100-150m的浅层存在丰富的地下咸水资源，具有储量大、分布广、埋藏浅、封闭条件好的特点，有利于地下储能综合利用。当前，国内外对于咸水层储能机理研究尚处在起步阶段，关于地下咸水抽、回灌过程中含水层渗透性能变化的原因与机理分析的报道并不多见。论文基于含水层储能水-热运移的基本理论与控制方程，针对地下咸水层储能过程中地下水密度及粘滞性系数变化显着的特点，对现有的地下含水层储能数学模型进行修正、完善，建立地下咸水层水-热-盐耦合储能模型。利用完善后的地下咸水层储能模型对天津滨海新区某咸水层储能系统地下水动力场及温度场的分布情况进行模拟，所得数据与现场试验结果拟合较好。根据研究结果得到，在地下咸水层水文地质条件不变的情况下，渗透系数随地下咸水层温度的升高而升高；随着回灌溶液盐浓度的增大而降低。咸水层储能野外试验是探究该特定含水层储能特性的关键措施，是研究咸水层储能过程中地下水传热、传质规律的最佳方法。然而目前国内相关的野外试验研究仍处于空白状态。论文基于现场勘测结果，根据现有试验条件设计、搭建一套完整地下咸水层储能野外试验系统。通过改变回灌水的温度进行储热、储冷试验，分析不同储能模式对含水介质内传热、传质过程产生的影响，验证了咸水层储能模型中回灌水温度的变化导致渗透系数发生改变的合理性。为室内储能试验台的设计与搭建提供了模型参考与基础数据。本文采用室内模拟试验与理论分析相结合的方法，设计、搭建一套完整的一维渗流砂柱试验系统，通过回灌溶液温度与盐浓度突、渐变试验，结合双电层理论探索咸水层储能过程中导致含水介质空间结构以及渗透性能变化的主要原因。研究表明，含水介质渗透性能不仅与回灌溶液温度、盐浓度变化有关，同时也受到温度与盐度变化梯度的影响。以回灌溶液温度突变试验为例，分析含水介质渗透性能空间非均质性现象。通过试验发现，在回灌水量不变的情况，由于回灌溶液温度的改变，在含水介质中形成垂直于地下水流的低渗透带的区域也有所变化。通过对三维渗流砂箱进行模拟储热试验，发现含水介质渗透性能变化规律在水平、垂直方向具有很强的空间非均质性特征。通过抽-注水井固定与调换模式储能试验可得，地下含水层粘粒分布与空间结构变化是一个不可逆的过程。在两种工作模式下地下咸水层中均形成了低渗透帷幕带，然而由于形成机制不同，使得低渗透帷幕带所在区域有所差异。
二、地下含水层储能技术的应用条件及其关键科学问题（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、地下含水层储能技术的应用条件及其关键科学问题（论文提纲范文）
（1）地下储能技术研究现状及发展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 地下储能方式及其工作原理 |
| 1.1 ATES |
| 1.2 钻孔式储能 |
| 1.3 跨季节地下储能系统特点 |
| 2 地下含水层储能理论研究 |
| 2.1 数值模拟研究 |
| 2.2 试验研究 |
| 3 地下ATES关键技术及应用 |
| 3.1 储能式综合能源技术应用 |
| 3.2 关键技术及瓶颈 |
| 4 地下ATES性能评价 |
| 4.1 热工性能评价 |
| 4.1.1 瑞利数（Rayleigh Number）分析法[54] |
| 4.1.2 热干扰分析法[57] |
| 4.1.3 热回收效率分析法[58] |
| 4.2 经济环保效益评价 |
| 5 结论和展望 |
（2）煤矿储能式充填空间热能存取机理及方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 1.4 主要创新点 |
| 2 煤矿储能式充填空间热能储存与提取方法 |
| 2.1 煤矿储能式充填技术原理 |
| 2.2 煤矿储能式充填系统构成 |
| 2.3 煤矿储能式充填空间热能存取效果主控因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 储能式充填材料导热性能测试及强化调控 |
| 3.1 充填材料物质构成及热物性能 |
| 3.2 储能式充填材料导热性能及预测 |
| 3.3 水及应力环境下充填材料导热性能 |
| 3.4 储能式充填材料导热性能强化调控 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 储能式充填材料与热交换系统的对流换热规律 |
| 4.1 热能储存与提取测试平台研发 |
| 4.2 热能储存与提取测试方法 |
| 4.3 充填材料与管内流体换热特征 |
| 4.4 不同因素对充填材料与管内流体换热影响规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 煤矿储能式充填空间热能储存与提取规律 |
| 5.1 充填空间热能储存与提取数值模型 |
| 5.2 充填空间热能储存与提取特征 |
| 5.3 储能技术参数对充填空间储能效果影响规律 |
| 5.4 储能层位影响充填空间储能规律分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 充填空间多层围岩传热模型及储能层位选择方法 |
| 6.1 储能式充填空间多层围岩传热模型及求解分析 |
| 6.2 储能层位选择算例 |
| 6.3 煤矿储能式充填系统工程设计方法 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于TOUGH-FLAC集成的含水层压气储能THM多场耦合研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究目的及意义 |
| 1.4 研究内容及研究方法 |
| 2 含水层压气储能THM耦合系统 |
| 2.1 耦合系统概述 |
| 2.2 系统硬件方案 |
| 2.3 系统软件方案 |
| 2.4 耦合分析模型 |
| 2.5 系统可行性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 TOUGH-FLAC集成模拟器及其方法 |
| 3.1 TOUGH2软件介绍 |
| 3.2 FLAC3D软件介绍 |
| 3.3 TOUGH2-FLAC3D集成方法 |
| 4 系统参量敏感性分析 |
| 4.1 基本理论及分析指标 |
| 4.2 注气/抽气速率对系统的影响 |
| 4.3 井筛长度对系统的影响 |
| 4.4 含水层渗透率参量特征 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 储能系统T-H-M耦合作用分析 |
| 5.1 岩层应力场分析 |
| 5.2 含水层流场分析 |
| 5.3 系统热力学分析 |
| 5.4 分阶段注气方案 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 地质构造对储能系统的影响 |
| 6.1 储能区地质构造 |
| 6.2 构造条件的影响 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 主要结论与展望 |
| 7.1 主要工作和结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）含水层压缩空气储能系统循环设计及效率优化研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 储能需求增大 |
| 1.1.2 压缩空气储能系统 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 大规模电力储能技术研究现状 |
| 1.2.2 压缩空气储能技术研究现状 |
| 1.2.3 技术研究现状 |
| 1.3 研究目的及意义 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.4.1 数值模型可行性分析 |
| 1.4.2 系统循环设计 |
| 1.4.3 系统效率优化方案分析 |
| 1.5 技术路线 |
| 第2章 CAESA系统的数值模型可行性分析 |
| 2.1 Pittsfield场地试验介绍 |
| 2.2 概念模型的建立 |
| 2.3 TOUGH3 软件介绍 |
| 2.3.1 TOUGH3 模拟原理 |
| 2.3.2 EOS3 气-水两相模块 |
| 2.4 数值模型的建立 |
| 2.4.1 网格剖分 |
| 2.4.2 模型参数设定 |
| 2.5 初始气囊的形成 |
| 2.6 CAESA系统数值模型验证 |
| 2.7 效率评估方法 |
| 2.7.1 效率的定义 |
| 2.7.2 系统可持续循环次数(Sustainable Cycle Times,SCT) |
| 2.7.3 能量回收效率 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 CAESA系统循环设计 |
| 3.1 初始气囊 |
| 3.1.1 模型参数设置 |
| 3.1.2 初始气囊形成 |
| 3.2 循环设计 |
| 3.2.1 日循环 |
| 3.2.2 周循环 |
| 3.2.3 月循环 |
| 3.2.4 季节循环 |
| 3.3 能量变化及循环效率 |
| 3.3.1 能量流速 |
| 3.3.2 不同循环的效率对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 CAESA系统效率优化方案 |
| 4.1 基础模型设计 |
| 4.2 注气温度对CAESA系统能量回收效率的影响 |
| 4.2.1 耦合地下含水层储热系统提高储热效率 |
| 4.2.2 不同注气温度设计 |
| 4.2.3 循环的压力变化 |
| 4.2.4 气囊周围温度变化 |
| 4.2.5 循环的能量速率和能量回收效率 |
| 4.3 注气/抽气井孔数量对CAESA系统能量回收效率的影响 |
| 4.3.1 不同注气/抽气井孔数量设计 |
| 4.3.2 循环的压力变化 |
| 4.3.3 循环的温度变化 |
| 4.3.4 循环的能量速率和能量回收效率 |
| 4.4 注气/抽气井孔分布对CAESA系统效率的影响 |
| 4.4.1 不同注气/抽气井孔分布设计 |
| 4.4.2 循环的压力变化 |
| 4.4.3 循环的温度变化 |
| 4.4.4 循环的能量速率和能量回收效率 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（5）基于Fluent的含水层储能系统温度场模拟及优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 发展现状总述 |
| 1.2.2 中国含水层储能技术及发展 |
| 1.2.3 国外含水层储能技术的发展现状 |
| 1.2.4 国内外对地温场的研究 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 含水层储能理论基础 |
| 2.1 地下含水层储能的地质原理 |
| 2.2 含水层储能简介 |
| 2.3 储能系统对环境的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 温度场数值模拟的研究 |
| 3.1 地下水流动理论分析 |
| 3.2 基于CFD对含水层储能对井系统的数值模拟 |
| 3.2.1 CFD简介 |
| 3.2.2 模型的建立 |
| 3.2.3 模拟结果及分析 |
| 3.2.4 模型验证 |
| 3.3 响应面曲线分析 |
| 3.3.1 响应面曲线分析法简介 |
| 3.3.2 响应曲线结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 含水层储能优化配置及效益评估 |
| 4.1 研究技术路线及评估指标 |
| 4.2 模型与方案的建立 |
| 4.2.1 系统组成结构 |
| 4.2.2 相关评价指标参数 |
| 4.2.3 结果与分析 |
| 4.3 综合效益评估 |
| 4.3.1 TOPSIS原理 |
| 4.3.2 结果分析 |
| 4.4 应用价值评估 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 5.2.1 对我国启示 |
| 5.2.2 后续改进研究 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 在校期间获奖情况 |
（6）沈阳市典型区域地下水源热泵系统对地下水温度及水质影响模拟与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 地下含水层储能概述 |
| 1.3 地下水源热泵系统工作原理及分类 |
| 1.3.1 地下水源热泵系统工作原理 |
| 1.3.2 地下水源热泵系统分类 |
| 1.4 地下水源热泵系统运行特点分析 |
| 1.4.1 地下水源热泵系统优点 |
| 1.4.2 地下水源热泵系统缺点 |
| 1.5 国内外研究现状 |
| 1.5.1 国外研究现状 |
| 1.5.2 国内研究现状 |
| 1.5.3 地下水源热泵系统设计中应注意的问题 |
| 1.6 研究目的及意义 |
| 1.7 研究内容及技术路线 |
| 第二章 沈阳市区域水文地质资料 |
| 2.1 地理概况 |
| 2.2 地形及地貌 |
| 2.3 自然情况 |
| 2.3.1 气象资料 |
| 2.3.2 水资源资料 |
| 2.3.3 土壤特性分布 |
| 2.3.4 地层特征 |
| 2.3.5 区域基底 |
| 2.3.6 沈阳市区域地下水埋深状况 |
| 2.3.7 沈阳市区域地下含水层厚度 |
| 2.3.8 沈阳市区域地下含水层渗透系数和给水度 |
| 2.3.9 模拟区域源汇项处理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 沈阳市典型区域地下水温度场模型建立 |
| 3.0 FEFLOW软件介绍 |
| 3.1 地下水温度场模型建立方法 |
| 3.1.1 模型底图 |
| 3.1.2 网格划分 |
| 3.1.3 扩展3D模型 |
| 3.1.4 高程数据赋值 |
| 3.1.5 确定界面属性 |
| 3.1.6 问题设定 |
| 3.1.7 边界条件设定及检测 |
| 3.2 沈阳市区域地下水传热数学模型 |
| 3.2.1 地下水流场数学模型 |
| 3.2.2 地下水温度场数学模型 |
| 3.3 FEFLOW软件中数学模型求解方法 |
| 3.3.1 伽辽金法基本原理 |
| 3.3.2 Akima法基本原理 |
| 3.3.3 Kriging法基本原理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 地下水源热泵系统对地下水温度场模拟及分析 |
| 4.1 模型识别程度与验证分析 |
| 4.1.1 异井抽灌模型建立与识别 |
| 4.1.2 复合井模型建立与识别 |
| 4.2 井距及换热温差对热贯通现象的影响 |
| 4.2.1 模拟区域简介 |
| 4.2.2 模拟区水文地质条件 |
| 4.2.3 井距对热贯通现象的影响模拟 |
| 4.2.4 换热温差对热贯通现象的影响模拟 |
| 4.3 抽灌方式地下水温度场影响 |
| 4.3.1 模拟区域简介 |
| 4.3.2 模拟区域水文地质条件 |
| 4.3.3 模拟区域边界条件 |
| 4.3.4 模拟结果分析 |
| 4.4 典型小区热泵系统地下水温度场模拟分析 |
| 4.4.1 模拟区域简介 |
| 4.4.2 小区内水文地质条件 |
| 4.4.3 模拟区域边界条件 |
| 4.4.4 模拟结果分析 |
| 4.5 典型商业中心热泵系统地下水温度场模拟分析 |
| 4.5.1 模拟区域简介 |
| 4.5.2 模拟区水文地质条件 |
| 4.5.3 模拟区域边界条件 |
| 4.5.4 模拟结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 地下水源热泵系统对地下水水质影响分析 |
| 5.0 选取检测指标 |
| 5.1 各指标检验机理 |
| 5.2 实验仪器及试剂 |
| 5.3 各指标检测值 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 附录一 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）单井循环地下换热系统地下水流动及其传热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 物理名称及符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状与分析 |
| 1.2.1 循环单井研究现状 |
| 1.2.2 抽灌同井研究现状 |
| 1.2.3 填砾同井研究现状 |
| 1.2.4 三种热源井应用现状 |
| 1.2.5 含水层中地下水运动 |
| 1.2.6 含水层储能研究现状 |
| 1.2.7 用于渗流问题的CFD仿真 |
| 1.2.8 国内外研究现状总结 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第2章 单井循环地下换热系统实验台 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验台的物理模型 |
| 2.3 实验台的搭建 |
| 2.3.1 实验台设计原理 |
| 2.3.2 实验台的组成 |
| 2.4 实验台的测试系统 |
| 2.4.1 温度测试系统 |
| 2.4.2 压力测试系统 |
| 2.4.3 流量测试系统 |
| 2.5 实验方案 |
| 2.5.1 实验步骤 |
| 2.5.2 实验工况 |
| 2.6 实验误差分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 单井循环地下换热系统热力特性实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 抽回间距对热力特性的影响 |
| 3.2.1 热源井测试结果分析 |
| 3.2.2 砂箱内部点分析 |
| 3.3 初始地温对热力特性的影响 |
| 3.3.1 热源井测试结果分析 |
| 3.3.2 砂箱内部点分析 |
| 3.4 取热负荷对热力特性的影响 |
| 3.4.1 热源井测试结果分析 |
| 3.4.2 砂箱内部点分析 |
| 3.5 排放对热力特性的影响 |
| 3.5.1 热源井测试结果分析 |
| 3.5.2 砂箱内部点分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 不同运行模式下抽灌同井特性实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 连续取热的实验特性 |
| 4.3 连续放热的实验特性 |
| 4.4 系统在北京地区的实验特性 |
| 4.4.1 夏冬运行模式 |
| 4.4.2 冬夏运行模式 |
| 4.4.3 夏冬运行模式与冬夏运行模式对比分析 |
| 4.5 系统在沈阳地区的实验特性 |
| 4.5.1 夏冬运行模式 |
| 4.5.2 冬夏运行模式 |
| 4.5.3 夏冬运行模式与冬夏运行模式对比分析 |
| 4.6 系统在上海地区的实验特性 |
| 4.6.1 夏冬运行模式 |
| 4.6.2 冬夏运行模式 |
| 4.6.3 夏冬运行模式与冬夏运行模式对比分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 单井循环地下换热系统仿真模型及其验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 含水层热流动模型的构建 |
| 5.2.1 质量控制方程 |
| 5.2.2 流动控制方程 |
| 5.2.3 传热控制方程 |
| 5.3 多孔介质运动方程的理论推导 |
| 5.3.1 纳维-斯托克斯方程 |
| 5.3.2 伯努利方程 |
| 5.4 多区域耦合模型的建立 |
| 5.4.1 几何建模 |
| 5.4.2 网格划分 |
| 5.4.3 边界条件及仿真设置 |
| 5.5 模型验证 |
| 5.5.1 循环单井 |
| 5.5.2 抽灌同井 |
| 5.5.3 填砾同井 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 单井循环地下换热系统仿真研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 孔隙度的影响 |
| 6.3 抽水流量的影响 |
| 6.4 初始地温的影响 |
| 6.5 三种热源井的流场分析 |
| 6.5.1 循环单井流场分析 |
| 6.5.2 抽灌同井流场分析 |
| 6.5.3 填砾同井流场分析 |
| 6.6 三种热源井的温度场分析 |
| 6.6.1 循环单井温度场分析 |
| 6.6.2 抽灌同井温度场分析 |
| 6.6.3 填砾同井温度场分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 建议与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 单井循环地下换热系统Profile文件 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）沈阳城区地下水储能层开发分析（论文提纲范文）
| 1 研究区概况 |
| 2 沈阳城区地下水系统数学模型的建立 |
| 2.1 地下水系统概念模型的建立 |
| 2.2 沈阳城区地下水系统动力模型与温度模型 |
| 2.2.1 地下水系统动力场数学模型 |
| 2.2.2 地下水系统温度场数学模型 |
| 3 地下水系统的参数分区 |
| 4 模型识别和验证 |
| 4.1 模型识别 |
| 4.2 模型验证 |
| 5 地下水储能层温度预测分析 |
| 6 结语 |
（10）地下咸水层储能与含水介质空间结构变化研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地下含水层储能研究及应用 |
| 1.2.2 地下咸水分布动态研究 |
| 1.2.3 含水介质渗透性能变化 |
| 1.3 课题研究内容与方法 |
| 第二章 含水层基本特征与咸水层储能模型研究 |
| 2.1 含水层基本概念 |
| 2.1.1 含水层结构 |
| 2.1.2 含水层类型 |
| 2.2 含水介质矿物构成 |
| 2.2.1 含水介质土壤粒级分类 |
| 2.2.2 粘土矿物 |
| 2.3 含水层储能渗流理论与传热特性 |
| 2.3.1 含水层渗流理论 |
| 2.3.2 含水层热传递控制方程 |
| 2.3.3 地下水运移与传热方程局限性 |
| 2.4 咸水层储能模型建立 |
| 2.4.1 工程实例与概念模型 |
| 2.4.2 咸水层储能模型的水-热-盐耦合数学模型 |
| 2.4.3 模型识别与验证 |
| 2.5 储能模型对咸水层利用的预测与分析 |
| 2.5.1 地下咸水层储能方案 |
| 2.5.2 地下咸水层温度场与水动力场特征分析 |
| 2.5.3 地下水密度与粘滞性系数对渗透系数的影响分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 地下咸水层储能野外试验研究 |
| 3.1 咸水层储能野外试验研究目的 |
| 3.2 野外试验方案与技术路线 |
| 3.3 咸水层储能野外试验系统 |
| 3.3.1 野外试验地理位置 |
| 3.3.2 地下咸水层岩性特征 |
| 3.3.3 地下咸水层水文特征 |
| 3.3.4 野外试验系统设计与建设 |
| 3.4 抽水试验及含水层渗透系数确定 |
| 3.5 地下咸水层储热与储冷试验研究 |
| 3.5.1 试验方案 |
| 3.5.2 试验结果与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 咸水层储能过程含水介质空间结构变化研究 |
| 4.1 研究目的与方法 |
| 4.2 室内试验系统与材料 |
| 4.2.1 物理模拟试验设计原理 |
| 4.2.2 模拟试验装置 |
| 4.2.3 试验材料 |
| 4.3 回灌溶液温度变化试验 |
| 4.3.1 试验方法与内容 |
| 4.3.2 含水介质渗透性分析 |
| 4.3.3 渗流液粘粒浓度分析 |
| 4.4 回灌溶液盐度变化试验 |
| 4.4.1 试验方法与内容 |
| 4.4.2 试验结果与分析 |
| 4.5 含水介质粘粒释放—聚沉过程机理研究 |
| 4.5.1 扩散双电层 Gouy-Chapman 模型与 Debye 参数 |
| 4.5.2 粘粒物质稳定性理论 |
| 4.6 渗透性能空间非均质性变化 |
| 4.6.1 试验方法与内容 |
| 4.6.2 试验结果与分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 咸水层储能利用试验研究 |
| 5.1 咸水层储能利用试验研究目的 |
| 5.2 试验装置与材料 |
| 5.2.1 试验装置设计与搭建 |
| 5.2.2 试验材料 |
| 5.3 咸水层储能特性试验 |
| 5.3.1 试验内容与方法 |
| 5.3.2 试验结果与分析 |
| 5.4 咸水层储能方案试验研究 |
| 5.4.1 试验内容与方法 |
| 5.4.2 试验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 附录 |
| 致谢 |
四、地下含水层储能技术的应用条件及其关键科学问题（论文参考文献）
- [1]地下储能技术研究现状及发展[J]. 张媛媛,叶灿滔,龚宇烈,马玖辰,黄永辉,赵军,庞忠和. 华电技术, 2021(11)
- [2]煤矿储能式充填空间热能存取机理及方法研究[D]. 李百宜. 中国矿业大学, 2020(03)
- [3]基于TOUGH-FLAC集成的含水层压气储能THM多场耦合研究[D]. 叶磊. 中国矿业大学, 2020
- [4]含水层压缩空气储能系统循环设计及效率优化研究[D]. 杨利超. 中国地质大学(北京), 2020(08)
- [5]基于Fluent的含水层储能系统温度场模拟及优化设计[D]. 燕旭辉. 华北电力大学(北京), 2019(01)
- [6]沈阳市典型区域地下水源热泵系统对地下水温度及水质影响模拟与分析[D]. 公辉. 沈阳建筑大学, 2016(04)
- [7]动力电池回收利用研究进展[A]. 郑卫东,王培红. 推进雾霾源头治理与洁净能源技术创新——第十一届长三角能源论坛论文集, 2014
- [8]单井循环地下换热系统地下水流动及其传热特性研究[D]. 宋伟. 哈尔滨工业大学, 2014(12)
- [9]沈阳城区地下水储能层开发分析[J]. 周浩. 中国农村水利水电, 2013(12)
- [10]地下咸水层储能与含水介质空间结构变化研究[D]. 马玖辰. 天津大学, 2012(06)