JPH05319482A - 竪孔内における複数の地中タンクの配置構造 - Google Patents

竪孔内における複数の地中タンクの配置構造

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JPH05319482A
JPH05319482A JP4152625A JP15262592A JPH05319482A JP H05319482 A JPH05319482 A JP H05319482A JP 4152625 A JP4152625 A JP 4152625A JP 15262592 A JP15262592 A JP 15262592A JP H05319482 A JPH05319482 A JP H05319482A
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tank
pressure
depth
high pressure
pressure tank
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JP4152625A
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Hisashi Hasegawa
久 長谷川
Hidehiko Yoshiwaka
秀彦 義若
Hayao Yanagimoto
速雄 柳本
Yasuo Sasaki
康夫 佐々木
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 タンク板厚の減少によってタンクの材料費と
製作費の節減が可能であると共に、タンク用地の有効利
用が可能である、竪孔内における複数の地中タンクの配
置構造を提供する。 【構成】 地下水のある地盤に設けた竪孔の下部に高圧
気体貯蔵用の地中タンクを上端深度D1 が地中の所定深
さになるように設置し、該竪孔の上部に温水または冷水
蓄熱用の地中タンクを設置し、該高圧容器貯蔵用地中タ
ンクの底部深度D2 を当該深度の地下水圧が高圧気体の
圧力とほぼ等しくなるように設定し、上端深度D1 を底
部深度D2 の1/2〜4/5の範囲とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、地下水のある地盤中に
掘削した竪孔内に埋設される複数の地中タンク、すなわ
ち高圧気体貯蔵用の地中タンクと温水または冷水蓄熱用
の地中タンクの配置構造に関する。なお、記述を簡便に
するために、高圧気体貯蔵用地中タンクを高圧タンクと
略称し、温水または冷水蓄熱用地中タンクを蓄熱タンク
と略称することがある。
【0002】
【従来の技術】近年、電力需要が急増し、特に夏期には
冷房負荷による昼間と夜間の電力需要のアンバランスが
著しくなっており、この対策の一つとして、夜間に余剰
電力を利用して圧縮空気を製造、貯蔵して置き、昼間こ
の圧縮空気を利用してガスタービン発電を行なう電力貯
蔵システムが研究されている。
【0003】このシステムに用いられる圧縮空気の貯蔵
に当たり、海外では地下の岩盤層に空洞を設け、この空
洞を圧縮空気の貯蔵容器として直接利用するものが実用
化されている。しかしながら、国内、特に首都圏で堅固
で密閉性に優れた地下岩盤がないため、地中に密閉タン
クを設置する必要がある。
【0004】一方、未利用エネルギーの有効利用と都市
居住環境の整備の観点から、発電廃熱やゴミ処理廃熱等
を温水または冷水の形でタンクに蓄熱し、地域冷暖房に
利用することが提案されている。この蓄熱タンクは、新
しく都市開発がなされる所、特に大都市圏の再開発地域
では、都市機能を妨げないように設ける必要があるが、
それには蓄熱タンクを地中に設置するのが最適である。
【0005】従来から安全面と周囲環境への威圧感の減
少、土地の有効利用等の観点から、地中にタンクを設け
ている例としては、地下LNGタンクがある。また、本
発明のように地盤中の竪孔内に縦長の地中タンクを埋設
した例を示す文献としては、特開昭54−114816
号公報や特開昭63−147070号公報がある。
【0006】これら従来の地中タンクは比較的浅い地下
に埋設されており、タンク上端が地表面レベルとほぼ同
じ位置にあるので、タンク内に高圧気体を貯蔵した場
合、タンクに作用する地下水等の外圧とタンク内圧との
差が大きくなるため、タンクの設計において、その分だ
け板厚の増加を招き不経済となる。
【0007】また、従来の地中タンクは単に一段構成に
埋設されているだけであり、タンクの下方地盤は未利用
のまま放置されている。そのため、複数本の地中タンク
を同一地域に埋設するには複数倍の用地を用意する必要
があるが、地価が高い都市部においては、タンク用地の
確保が困難であり、確保できたとしても、土地の有効利
用度が低いものとなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、タンク板厚の減少によってタンクの材料費と製作
費の節減が可能であると共に、タンク用地の有効利用が
可能である、竪孔内における複数の地中タンクの配置構
造を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】以下、添付図面中の参照
符号を用いて説明すると、本発明の配置構造では、地下
水の存在する地盤中に設けた竪孔の下部に高圧気体貯蔵
用の地中タンクを上端深度D1 が地中の所定深さになる
ように設置し、該竪孔の上部に温水または冷水蓄熱用の
地中タンクを設置し、該高圧容器貯蔵用地中タンクの底
部深度D2 を当該深度の地下水圧が高圧気体の圧力とほ
ぼ等しくなるように設定する。
【0010】
【作用】図5に示した従来の高圧気体貯蔵用の地中タン
ク2では、タンク上端は地表面レベルとほぼ同位置にあ
り、地下水位の高さは地表面と同等レベルにあるものと
する。この高圧タンク2に作用する圧力は、タンク内に
貯蔵する高圧気体による内圧Paとタンク外周からの外
圧Pwとの差になる。ここで、外圧Pwは地下水の静水
圧のみであり、高圧タンク2の内圧Paと逆方向の圧力
である。
【0011】したがって、高圧タンク2の上端の作用圧
1 は地下水圧Pw=0のため、高圧気体の内圧Paと
なる。また、高圧タンク2の底部の作用圧P2 はPa−
Pwとなる。このため、高圧タンク2の板厚の設計に用
いる最大作用圧は、高圧タンク2内に貯蔵する高圧気体
の圧力Paとなる。
【0012】図1に示した本発明の配置構造では、上端
深度をD1 とし、底部深度をD2 とした高圧タンク2の
上方に1本の蓄熱タンク3を設置しており、高圧タンク
2は常時高圧が保たれ、高圧気体の給排は置換水12に
より行われ、地下水位は地表面と同等レベルにあるもの
とする。
【0013】高圧タンク2には、タンク内の高圧気体に
よる内圧Paと地下水圧による外圧Pwが作用する。高
圧タンク2に作用する内外圧差は、高圧タンク2内が高
圧気体で満たされた時にタンク上端で最大となる。一
方、高圧タンク2の底部の作用圧P2 は、Pa=Pwの
ため、P2 =Pa−Pw=0となる。
【0014】この時の高圧タンク2の上端の作用圧P1
は、P1 =Pa−(D1 /D2 xPw)=Pa−(D1
/D2 xPa)となる。ここで、当然のことながら、D
1 <D2 であるから、P1 <Paとなる。すなわち、高
圧タンク2の板厚の設計に用いる作用圧は、前記従来例
におけるPaよりも減少することになる。
【0015】図3に示した配置構造では、上端深度D1
を底部深度D2 の1/2にした高圧タンク2の上方に蓄
熱タンク3を設置しており、前記配置構造と同様に高圧
タンク2は常時高圧が保たれ、高圧気体の給排は置換水
12により行われ、地下水位は地表面と同等レベルにあ
るものとする。
【0016】高圧タンク2に作用する内外圧差は、タン
ク内が高圧気体で満たされた時にタンク上端において最
大となり、その値はP1 =Pa−(1/2xPw)=l
/2xPaとなる。この結果、高圧タンク2の板厚の設
計に用いる作用圧は、前記従来例の1/2となる。高圧
タンク底部の内外圧差P2 はPa =Pw のため、P2
a −Pw =0となる。
【0017】図4に示した配置構造では、上端深度D1
を底部深度D2 の3/4にした高圧タンク2の上方に温
水蓄熱タンク4と冷水蓄熱タンク5を設置しており、前
記配置構造と同様に高圧タンク2は常時高圧が保たれ、
高圧気体の給排は置換水12により行われ、地下水位は
地表面と同等レベルにある。
【0018】高圧タンク2に作用する内外圧差は、タン
ク内が高圧気体で満たされた時にタンク上端において最
大となり、その値はP1 =Pa−(3/4xPw)=l
/4xPaとなる。この結果、高圧タンク2の板厚の設
計に用いる作用圧は、前記従来例の1/4となる。ま
た、高圧タンク底部の内外圧差P2 はPa =Pw のた
め、P2 =Pa −Pw =0である。
【0019】このように、高圧タンク2の上端深度D1
と底部深度D2 の比に応じてタンクに作用する内外圧差
の大きさを選択することが可能であり、これによってタ
ンク板厚を減少させることができる。
【0020】D1 =1/2xD2 以下では、竪孔1の掘
削深度に対する高圧タンク2の長さ(容積)を大きくす
ることができる反面、タンクに作用する設計用の内外圧
差が大きくなるためタンク板厚の増大を招く。また、D
1 =4/5xD2 以上では、タンクに作用する設計用の
内外圧差を小さくできるのでタンク板厚を薄くできる反
面、竪孔1の掘削深度に対する高圧タンク2の長さ(容
積)が小さくなってしまう。このため、高圧タンク2の
上端深度D1 は1/2xD2 〜4/5xD2 の範囲にす
るのが望ましい。
【0021】高圧タンクの上端深度D1 を1/2xD2
〜4/5xD2 の範囲にすると、その上方の竪孔1の部
分を埋め戻す場合に不経済となるが、本発明では、この
空間に温水または冷水の蓄熱タンク3を設置することに
よって、埋め戻し空間を縮小させている。この蓄熱タン
ク3では、タンク内圧を蓄熱水の静水圧のみとすれば、
これが地下水の静水圧で示されるタンク外圧と均衡する
ため、蓄熱タンク3の内外圧差は0となる。図4のよう
に蓄熱タンクを複数にした場合、いずれの蓄熱タンク
4,5においても内外圧差は0となる。
【0022】
【実施例】図1に示した実施例は、電力貯蔵システムの
圧縮空気貯蔵用の高圧タンク2と地域冷暖房システムの
温水または冷水の蓄熱タンク3を、地下水の存在する地
盤中に泥水掘削工法等で設けた竪孔1内に上下2段に設
置したものである。竪孔1の下部に鋼製または鉄筋コン
クリート製の高圧タンク2を挿入し、竪孔1の上部に蓄
熱タンク3を挿入し、各タンク2,3の外壁と孔壁の隙
間にモルタル等のグラウト材11を充填している。
【0023】高圧タンク2の上端部には圧縮空気の注排
口が設けられ、高圧タンク2は圧縮空気注入払出し用配
管9を通じて地上のコンプレッサ13およびガスタービ
ン14に接続されている。該配管9には切り替え用バル
ブ15を挿入してある。高圧タンク2の底部には置換水
12の注排水口が設けられ、高圧タンク2は置換水注排
水用配管8を通じて地上の置換水タンク16に接続され
ている。
【0024】蓄熱タンク3の上端部には高温度水を注排
水する高温度水受払配管7を設けてあり、蓄熱タンク3
の下底部には低温度水を注排水する低温度水受払配管6
を設けてある。蓄熱水はポンプ18によって熱交換器1
7を通して循環する。
【0025】この電力貯蔵システムでは、夜間の余剰電
力を利用してコンプレッサ13を運転して圧縮空気を製
造し、高圧タンク2に圧縮空気を貯蔵する。この際、高
圧タンク2内の置換水12は、注入される圧縮空気量に
応じて、タンク底部の置換水注排用配管8を通じて地上
の置換水タンク16に送られる。
【0026】圧縮空気が高圧タンク2に充填されたら、
コンプレッサ13の運転を停止する。昼間の電力需要の
ピーク時においては、バルブ15をガスタービン14側
に切り替え、高圧タンク2に貯蔵されている圧縮空気を
ガスタービン14に送って、発電を行なう。この際、高
圧タンク2内の圧縮空気量の減少に伴って圧力が低下す
るため、これを補うように置換水タンク16から自動的
に高圧タンク2に置換水12が送られる。
【0027】一方、地域冷暖房システムでは、発電機蓄
熱やゴミ処理廃熱等を利用した温水を高温度水受払配管
7から蓄熱タンク3に貯蔵して置く。地域冷暖房の熱需
要に合わせて温水を高温度水受払配管7を通して熱交換
器17に送り、冷暖房運転に供給する。熱交換器17を
通って温度が下がった水を、低温度水受払配管6から蓄
熱タンク3内に入れる。
【0028】図4に示した実施例では、地域冷暖房の需
要の多様化に合わせ、かつ高圧タンク3のタンク板厚を
できるだけ薄くするために、D1 =3/4xD2 と設定
してあり、高圧タンク2の上方に温水用の蓄熱タンク4
(使用温度:40℃から50℃)と冷水用の蓄熱タンク
5(使用温度:7℃から15℃)の2本を設置してい
る。
【0029】なお、本発明の高圧タンク2は構築中にお
いても、完成後の内外圧差と著しく異なる過大な圧力が
作用しないように、高圧気体を貯蔵して施工する手段を
講じたり、グラウト材11は数回に分けて充填する等の
対策を講じるのが望ましい。本発明の高圧タンクは、圧
縮空気以外の各種の高圧気体の貯蔵に適用することがで
き、また蓄熱タンクは前記実施例の以外の用途、例えば
貯水槽等としても使用することができる。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明では、地下水のある
地盤中の竪孔の上部に上端深度D1 が地中の所定深さと
なるように高圧タンクを設置する一方、竪孔の上部に蓄
熱タンクを設置するものであり、この上下複数段に配置
された地中タンクによって竪孔内の空間はほぼ全長にわ
たって有効に活用されるため、タンク用地の高度利用と
省スペースが可能である。
【0031】また、蓄熱タンクでは、蓄熱水圧によるタ
ンク内圧と地下水圧によるタンク外圧とがタンクの全長
にわたって均衡するので、タンク板厚をタンク内圧とは
無関係に薄く設計することができ、また、高圧タンクで
は、底部深度D2 を当該深度における地下水圧が高圧気
体の圧力にほぼ等しくなるように設定してあり、地下水
圧によるタンク外圧と高圧気体によるタンク内圧との差
がタンク全長にわたって極力小さく抑えられているの
で、タンク板厚を薄く設計することができる。これらの
タンク板厚の減少は、タンクの材料費と製作費の節減を
可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の複数の地中タンクを電力貯蔵システム
と地域冷暖房システムに使用した実施例図であり、各タ
ンクに作用する内圧と外圧と内外圧差の各分布状態を示
してある。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】高圧タンクの上方に蓄熱タンクを設置した本発
明の別の実施例図であり、各タンクに作用する内圧と外
圧と内外圧差の各分布状態を示してある(D1 =1/2
xD2 )。
【図4】高圧タンクの上方に温水蓄熱タンクと冷水蓄熱
タンクを設置した本発明の更に別の実施例図であり、各
タンクに作用する内圧と外圧と内外圧差の各分布状態を
示してある(D1 =3/4xD2 )。
【図5】従来の地中タンクの設置状態を示す側面図であ
り、タンクに作用する内圧と外圧と内外圧差の各分布状
態を示してある。
【符号の説明】
1 竪孔 2 高圧タンク 3 蓄熱タンク 4 温水蓄熱タンク 5 冷水蓄熱タンク 6 低温度水受払管 7 高温度水受払管 8 置換水注排用配管 9 圧縮空気注入払出し用配管 10 配管支持構造 11 グラウト材 13 コンプレッサ 14 発電用ガスタービン 15 バルブ 16 置換水タンク 17 熱交換器 18 ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 康夫 東京都千代田区大手町二丁目6番3号 新 日本製鐵株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地下水の存在する地盤中に設けた竪孔の
    下部に高圧気体貯蔵用の地中タンクを上端深度D1 が地
    中の所定深さになるように設置し、該竪孔の上部に温水
    または冷水蓄熱用の地中タンクを設置し、該高圧容器貯
    蔵用地中タンクの底部深度D2 を当該深度の地下水圧が
    高圧気体の圧力とほぼ等しくなるように設定したことを
    特徴とする、竪孔内における複数の地中タンクの配置構
    造。
  2. 【請求項2】 高圧気体貯蔵用地中タンクの上端深度D
    1 を底部深度D2 の1/2〜4/5に設定したことを特
    徴とする、請求項1項記載の複数の地中タンクの配置構
    造。
JP4152625A 1992-05-20 1992-05-20 竪孔内における複数の地中タンクの配置構造 Withdrawn JPH05319482A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014520243A (ja) * 2011-06-09 2014-08-21 ネスト アーエス 熱エネルギー貯蔵装置、並びにそのプラント、方法、及び使用
JP2015510086A (ja) * 2012-03-15 2015-04-02 アルストム レノバブレス エスパーニャ, エセ.エレ. 沖合の風力タービン
JP2019210595A (ja) * 2018-05-31 2019-12-12 ジャパンパイル株式会社 地下貯蔵庫、それを備える圧縮気体発電システム、ヒートポンプシステム、蓄電システム、燃料発電システム及び地下貯蔵システム。
CN114013066A (zh) * 2021-11-19 2022-02-08 美洲豹(浙江)航空装备有限公司 一种立式热压罐
CN114185378A (zh) * 2021-12-02 2022-03-15 西安热工研究院有限公司 一种双井液压式co2压缩储能系统及其运行方法
JP7284551B1 (ja) * 2023-03-14 2023-05-31 日本協同エネルギー株式会社 六フッ化硫黄ガスの貯留構造及び貯留方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014520243A (ja) * 2011-06-09 2014-08-21 ネスト アーエス 熱エネルギー貯蔵装置、並びにそのプラント、方法、及び使用
US10107563B2 (en) 2011-06-09 2018-10-23 Nest As Thermal energy storage and plant, method and use thereof
JP2015510086A (ja) * 2012-03-15 2015-04-02 アルストム レノバブレス エスパーニャ, エセ.エレ. 沖合の風力タービン
JP2019210595A (ja) * 2018-05-31 2019-12-12 ジャパンパイル株式会社 地下貯蔵庫、それを備える圧縮気体発電システム、ヒートポンプシステム、蓄電システム、燃料発電システム及び地下貯蔵システム。
CN114013066A (zh) * 2021-11-19 2022-02-08 美洲豹(浙江)航空装备有限公司 一种立式热压罐
CN114185378A (zh) * 2021-12-02 2022-03-15 西安热工研究院有限公司 一种双井液压式co2压缩储能系统及其运行方法
CN114185378B (zh) * 2021-12-02 2023-02-07 西安热工研究院有限公司 一种双井液压式co2压缩储能系统及其运行方法
JP7284551B1 (ja) * 2023-03-14 2023-05-31 日本協同エネルギー株式会社 六フッ化硫黄ガスの貯留構造及び貯留方法

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