SE460595B

SE460595B - Fresh water storage arrangement in underground tunnel

Info

Publication number: SE460595B
Application number: SE8700618A
Authority: SE
Inventors: Bengt Spaangberg
Original assignee: Bengt Spaangberg
Priority date: 1987-02-16
Filing date: 1987-02-16
Publication date: 1989-10-30
Also published as: SE8700618L; SE8700618D0

Abstract

The tunnel (20) or similar underground rock chamber has holes (23-25) drilled to connect with it for fresh water feed from adjacent crushing zones in the rock. Pumping house (27) is provided to lower the fresh water temp. to the required level to achieve a density of 1 or thereabouts.

Description

\ 460 s9s föras sa, som anges principiellt i patentkravetaš' känna; tecknande del. Å _ '* H* ; T* Uppfinningen kommer att förklaras närmare i det följan- de med hänvisning till bifogade ritningar. vi då if Pig. 1 visar en lagringsanläggning enligt den teknikens tidigare ståndpunkt, som representeras av det ovannämda patentet nr 8600293-8; 2 V Pig. 2 visar en liknande lagringsanläggning, som emel- lertid är fullständigad i enlighet med föreliggande uppfin- ning. _ Pig. 1 på ritningen visar ett mycket schematiskt tvär- snitt genom ett markparti, generellt betecknat 10, vilket i detta fall angränsar till en havsvik 11 med ytan 11A. \ 460 s9s be brought sa, as stated in principle in patentkravetaš 'know; drawing part. OH* ; T * The invention will be explained in more detail in the following those with reference to the accompanying drawings. we then if Pig. 1 shows a storage facility according to the prior art previous position, represented by the above U.S. Patent No. 8,600,293-8; 2 V Pig. 2 shows a similar storage facility, which is completed in accordance with the present invention ning. _ Pig. 1 of the drawing shows a very schematic cross-section section through a plot of land, generally designated 10, which in this case is adjacent to a bay 11 with the surface 11A.

På markpartiet 10 förekommer en mindre insjö 12 med ytan 12A. Grundvattnet i markpartiet 10 har inställt sig på en nivå GN, vars absoluta höjd över havsytans HY nivå på ordinärt sätt varierar något. W I exemplet på ritningen förekommer ett par mått Q och Ä, av vilka h utgör grundvattenhöjden över havsytan BY och 5 utgör höjden på en tänkt saltvattenspelare, som gör att följande ekvation satisfieras, nämligen: 0,99 (h + x) = l,0059x nät-via är o,99 färskvattnets täthet i ett givet fan, t.ex. vid en ordinär grundvattentemperatur av ca. 8-9° C, medan i sama fall saltvattnets täthet uppgår till l,0059.On the land portion 10 there is a smaller lake 12 with surface 12A. The groundwater in the ground section 10 has settled at a level GN, whose absolute height above sea level HY level at ordinary way varies slightly. W In the example of the drawing, there are a couple of dimensions Q and Ä, of which h constitutes the groundwater level above sea level BY and 5 is the height of an imaginary saltwater player, which makes that the following equation is satisfied, namely: 0.99 (h + x) = 1.0059x net-via is 0.99 the density of fresh water in a given fan, for example at an ordinary groundwater temperature of approx. 8-9 ° C, while in the same case the density of the salt water amounts to 1.0059.

Den streckade linjen G betecknar en skiljezon mellan färskvattnet och saltvatten, där den nyss angivna ekvatio- nen satisfieras.The dashed line G denotes a dividing zone between fresh water and salt water, where the equation just mentioned nen satisfied.

I ett så massivt och tätt bergsparti som möjligt inom omrâdet 10 är en lagringstunnel 20 upptagen. Bergmassan är utschaktad genom en transporttunnel 21, som efter tunnelns 20 färdigställande är skild från denna medelst en tät, men eventuellt vid behov öppningsbar mellanvägg 22.In as massive and dense a mountain range as possible within area 10, a storage tunnel 20 is occupied. The rock mass is excavated through a transport tunnel 21, as after the tunnel Completion is separated from this by a dense, but if necessary, openable partition 22.

Från tunneln 20 sträcker sig utåt och nedåt ett flertal borrningar 23, 24, 25 till krosszonen K i berget. Borr- ningarna 23, 24, 25 mynnar i tunneln 20 under förmedling av backventiler, som tillåter vattenflöde endast in i tunneln 20, men ej i motsatt riktning. En eventuell djuphålsbrunn, fﬂniwvg ._ (_ ._ _ i f 4:; ,. .I:_¿f»_¿_¿_«¿. som sträcker sig ned i krosszonen K kan på grundáavgback-: ventilerna icke dra nytta av det i tunneln lagrade.färsk-2 vattnet. dyl g ä* Från tunneln 20 kan färskvatten endast uttas genom ett eller flera uttagshål 26. _ M Det framgår, att tunneln 20 i exemplet på det föredrag- na sättet ligger väsentligen på havsytans nivå HY.From the tunnel 20 a plurality extends outwards and downwards boreholes 23, 24, 25 to the crushing zone K in the rock. Drill- the tunnels 23, 24, 25 open into the tunnel 20 during the transmission of check valves, which allow water flow only into the tunnel 20, but not in the opposite direction. A possible deep hole well, f ﬂ niwvg ._ (_ ._ _ i f 4 :;,. .I: _¿f »_¿_¿_« ¿. extending down into the crushing zone K can on basic avavback-: the valves do not benefit from what is stored in the tunnel.fresh-2 the water. dyl g ä * From the tunnel 20, fresh water can only be extracted through one or more outlet holes 26. _ M It can be seen that the tunnel 20 in the example of the preferred The method is essentially at sea level HY.

Det torde inses, att borrningarna 23, 24, 25 icke får tillåtas passera det med G betecknade grånsskiktet.It should be understood that the bores 23, 24, 25 do not allowed to pass the boundary layer denoted by G.

Den ovan beskrivna anläggningen svarar mot den tekni- kens tidigare ståndpunkt, som representeras av patentet nr SE-A-455.869 och angivna vården gäller en ordinår grundvattentemperatur samt en motsvarande av temperatur på det lagrade färskvattnet av storleksordningen ca. 8-9° C.The plant described above corresponds to the technical kens previous position, which is represented by patent no SE-A-455,869 and stated care applies to an ordinary year groundwater temperature and a corresponding temperature of the stored fresh water of the order of approx. 8-9 ° C.

Vid drift av en anläggning av det just beskrivna slaget skall enligt föreliggande uppfinning åtminstone en väsent- lig andel av det lagrade färskvattnets temperatur hållas på ett sådant värde, att fârskvattnets densitet uppgår till värdet 1 eller nära ansluter sig till detta värde.When operating a plant of the type just described according to the present invention, at least one essential a proportion of the temperature of the stored fresh water is maintained such a value that the density of the fresh water amounts to value 1 or close joins this value.

Till uppnående och vidmakthållande av den nyssnämnda färskvattentemperaturen är anläggningen enligt föreliggande uppfinning kompletterad med en värmeväxlaranläggning, gene- rellt betecknad med 27 i fig. 2.To achieve and maintain the aforementioned the fresh water temperature is the plant according to the present invention supplemented by a heat exchanger system, generating really denoted by 27 in Fig. 2.

Värmeväxlaranläggningen 27 är inrättad att på lämpligt sätt minska temperaturen på det lagrade färskvattnet till ett sådant värde, att vattnets densitet får värdet 1 eller nära ansluter sig till detta värde. I normalfallet uppnås detta värde då färskvattentemperaturen har nedbringats till värdet ca. 4° c. ' Företrädesvis tillser man enligt uppfinningen, att den ifrågavarande sänkta färskvattentemperaturen om ca. 4° C föreligger hos vattnet i lagringstunneln 20 och även i de till densamma gående borrningarna 23, 24, 25 etc. samt i möjligaste mån aven i bergmassan kring tunneln och borr- ningarna, t.ex. till ett avstånd om l å 2 meter eller till och med mera från tunneln och borrningarna ifråga.The heat exchanger system 27 is arranged to suitably to reduce the temperature of the stored fresh water such a value that the density of the water has the value 1 or closely adheres to this value. Normally achieved this value when the fresh water temperature has been reduced to the value approx. 4 ° C. ' Preferably, it is ensured according to the invention that it in question lowered fresh water temperature by approx. 4 ° C present in the water in the storage tunnel 20 and also in the to the same going boreholes 23, 24, 25 etc. and in as far as possible also in the rock mass around the tunnel and the ings, e.g. to a distance of l å 2 meters or to and more from the tunnel and the boreholes in question.

Frågan om huru omfattande temperatursänkningen skall vara är beroende av de för varje tillfälle ifrågakommande beho- ven, driftstemperaturer, driftstider etc. 460 595 Lixaieaes bezaenae av aa for varje :111fa11e”:arei1g§É ande behoven och kraven har man i sin hand att styra tempe- raturregleringen så, att det ifrågavarande överskottsvårnet nyttiggörs eller avleds till fria luften. i“*? 1 Nyttiggörandet kan härvid ske direkt eller indirekt under förmedling av en eller flera s.k. värmepumpar, och givetvis kan man även tänka sig, att upplagra värmet för utnyttjande vid ett senare tillfälle än då värmet uttas från fårskvatt- net resp.- färskvattenreservoaren för det ovan angivna ändamålet.The question of how extensive the temperature reduction should be depend on the needs in question for each occasion. friend, operating temperatures, operating times etc. 460 595 Lixaieaes bezaenae av aa for hver: 111fa11e ”: arei1g§É needs and requirements, it is up to you to control the temperature. regulation so that the surplus spring in question utilized or diverted to the open air. in"*? 1 Utilization can be done directly or indirectly during mediation of one or more so-called heat pumps, and of course it is also conceivable to store the heat for utilization at a later time than when the heat is taken from the sheep water net resp. fresh water reservoir for the above the purpose.

Uppfinningen kan belysas något närmare genom följande beräkningar: Utgår man från den ovan angivna formeln för normalfal- let enligt den teknikens ståndpunkt, som beskrivs i paten- tet nr 8600293-8, dvs 0,99 (h + x) = l,0059x och i ekvationens första led inmultiplicerar 0,99 erhålls o,99n + o,99x = 1,oos9x; Efter subtraktion av 0,99x i båda leden erhålls 0,99h = 0,0l59x som ger h = 0,l606x; Om nu i exemplet h sätts till l blir x = ca. 62,3; inne- bärande att avståndet från havsytan HY ned till linjen G uppgår till i runda tal 62 m.The invention can be further elucidated by the following calculations: Based on the above formula for normal cases, according to the state of the art described in the patent No. 8600293-8, i.e. 0.99 (h + x) = 1.0059x and in the first step of the equation multiplying 0.99 is obtained o, 99n + o, 99x = 1, oos9x; After subtraction of 0.99x in both joints is obtained 0.99h = 0.0l59x giving h = 0.1606x; If now in example h is set to l, x = approx. 62.3; in- bearing that the distance from the sea surface HY down to the line G amounts to 62 m in round numbers.

Om färskvattendensiteten, jämfört med det nyss beskriv- na, istället sätts till värdet l erhålls följande grundekva- tion, nämligen ' l (h + x) = 1,00S9x, som efter inmultiplicering-och subtraktion ger h = 0,0059x; V Sätts h i detta exempel likaledes till l erhålls x I l69,S; innebärande att avståndet från havsytan BY ned till linjen G1, fig. 2, uppgår till i runda tal 170 m. Man har således uppnått en synnerligen betydande ökning av storleken på den ”säkra” färskvattenreservoaren, nämligen :i exemplet en ökning av dess djup från storleksordningen ca. 60 m till storleksordningen ca. 160 m.If the fresh water density, compared to the one just described, instead, is set to the value l, the following basic quality is obtained. tion, namely ' l (h + x) = 1.00S9x, which after multiplication and subtraction gives h = 0.0059x; V If h in this example is likewise added to l we get x I l69, S; meaning that the distance from the sea surface BY down to the line G1, fig. 2, amounts to 170 m in round numbers achieved a particularly significant increase in its size "Secure" the freshwater reservoir, namely: in example one increasing its depth from the order of approx. 60 m more of the order of approx. 160 m.

Givetvis kan ett stort antal modifikationer och detalj- ßndringar företas inom ramen för uppfinningstanken._Of course, a large number of modifications and details Changes are made within the scope of the inventive concept._

Claims

- i 5 "§» ït 460 595 Patentkrav ml: Wii »A ~ I

1. When operating a fresh water storage facility, the fresh water is stored in a tunnel (20) or similar underground space, such as a rock chamber, and is used from the tunnel, only sideways and downwardly directed boreholes (23,24 25) to nearby crushed zones in the rock, which boreholes are used as water inlets and are provided with non-return valves, so that water flow to the tunnel is allowed but not in the opposite direction, characterized in that the stored fresh water temera In turn, it is regulated so that the density of the fresh water amounts to the value 1. "sAÅ °>

2. A method according to claim 1, characterized in that by cooling the fresh water the temperature is down-regulated thereon and the portions of the rock which are closest to the storage tunnel (20) and the bores (23,24,2S) are supplied. a temperature of + 4 ° C.