本发明涉及压缩空气储能，尤其涉及一种地下压气储能循环测试系统及其试验方法。
背景技术：
1、目前，压缩空气储能技术以空气为媒介实现能量的储存和释放。其中，地下内衬硐室储气库较大程度上摆脱了压气储能电站对特殊地质条件的依赖，且具有寿命长、规模大、成本低、环境友好和维护方便等优点。与传统承担静荷载的无内压地下工程不同，储气硐室在服役期将长期承受高压空气的循环膨胀荷载，并伴随温度反复升降(10℃～80℃或更大温度区间)，即承受温压循环荷载作用。温压循环作用是导致地下压气储能硐室内衬破裂、空气泄漏、围岩失稳等问题发生的主要原因。探明温压循环荷载作用下地下内衬硐室储气库的力学响应和破坏规律，可以为储气库极限气压评估、结构安全设计提供参考，对于大规模建设压气储能电站具有重要意义。
2、现有专利公开号为cn116519489a的发明专利公开了一种模拟压气储能储气库围岩变形破坏的模型试验装置及方法，通过在地质物理模型箱内填埋相似材料模拟围岩结构，以及通过气体供应模块反复向气体接收模块充放气，实现压气储能充放气循环模拟，且直观地监测了围岩变形(通过相机视频采集)，获取充放气循环下围岩变形规律；而物理模型箱仅作为围岩模拟材料填充容器，没有三轴地应力加载功能，无法实现不同地应力(不同埋深)条件下压气储能硐室的运行模拟，进而无法获取的精准度较高的实验数据，以致于无法实现有效应用。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种地下压气储能循环测试系统及其试验方法，旨在解决现有的模拟试验装置获取的数据精准度不高的技术问题。
2、为实现上述目的，本发明提供一种地下压气储能循环测试系统，所述系统包括三轴地应力加载组件、模型箱、换热器组件、加压组件和硐室；
3、所述模型箱设置在三轴地应力加载组件中；
4、所述换热器组件包括换热器外机与换热器内机，换热器内机设置在模型箱内，换热器外机与硐室连通；
5、所述硐室设置在所述模型箱内还与加压组件连通，所述加压组件用于向硐室进行压缩空气储能；
6、所述模型箱内、硐室外还填充有围岩材料层，所述模型箱内的容纳腔体积可调；
7、所述三轴地应力加载组件用于通过模型箱向硐室施加预设方向应力，以模拟硐室受力；
8、所述硐室包括圆筒形衬砌和布设在圆筒形衬砌两端的第一法兰盘、第二法兰盘，所述圆筒形衬砌内布设有气囊，所述换热器内机置于所述气囊内；
9、所述换热器内机、气囊分别通过所述第二法兰盘中的相应贯通通道与对应的换热器外机、加压组件连通；
10、所述圆筒形衬砌的两端分别安装在对应的第一法兰盘、第二法兰盘的卡槽中，且圆筒形衬砌的厚度小于第一法兰盘、第二法兰盘的卡槽间隙。
11、可选地，所述加压组件包括空气压缩机、控压件，所述空气压缩机用于对空气进行加压，所述控压件用于对加压后的空气进行压力调节，以控制进入硐室内的空气压强。
12、可选地，所述换热器内机与换热器外机通过换热管道连通，所述换热管道穿过第二法兰盘。
13、可选地，所述换热器组件、加压组件还分别与控制台连接。
14、可选地，所述第一法兰盘、第二法兰盘分别与模型箱中的相应表面固定连接。
15、可选地，第二法兰盘中的一贯通通道套设有充放气接口，所述充放气接口用于与加压组件相应管道连接。
16、可选地，圆筒形衬砌是采用衬砌浇筑模具浇筑而成。
17、可选地，所述圆筒形衬砌的外表面布设多个温度传感器和呈环向、径向的压力传感贴片；所述围岩材料层沿不同深度土层埋设多个围岩压力传感器与温度传感器。
18、此外，为了实现上述目的，本发明还提供一种地下压气储能循环测试系统的实验方法，所述地下压气储能循环测试系统的实验方法应用于上述任一项所述的地下压气储能循环测试系统，所述方法包括以下步骤，
19、步骤1，采集衬砌内壁的压力、温度传感器，并传输到控制台，以使控制台根据预设值与采集值的差异，控制空气压缩机调整充气速率以及控制换热器将气囊内部气温调整至预设值，并基于相应参数启动空气压缩机与换热器，直至检测气囊内部的实时气压达到第一预设压强p1后，停止给气囊充气；
20、步骤2，待充气完毕后，紧闭充气、放气阀门，空气滞存于衬砌内，即启动储气控制；
21、步骤3，待储气控制达到第一预设时间t1时，获取圆筒形衬砌内的气压传感器的数据，并开启排气阀，直至圆筒形衬砌内的气压达到第二预设压强p2，关闭排气阀；
22、步骤4，待排气阀关闭达到第二预设时间t2后，执行步骤1，并记录循环次数。
23、可选地，在步骤2中，若衬砌内气压的下降率≥wmpa/s,则触发控制台渗漏警告并显示，并继续执行储气控制，其中w为控制台预设渗漏警戒值。
24、有益效果：
25、(1)本发明中的地下压气储能循环测试系统在安装钢筋混凝土衬砌的法兰盘卡槽间设置合理间隙，预留衬砌膨胀变形空间，使得内压荷载过多的由法兰盘、模型箱承担，避免衬砌与模型箱紧固锁死，即采用了非紧固锁死的衬砌安装固定方式，预留了合理的衬砌膨胀变形空间，减小了空气内压荷载分担误差，提升试验准确度。以及高可视化的的模型箱设计，便于直接观察围岩变形情况。以及增加换热器功能，实现按需开启，进而可以对实际压气储能电站的空气压缩热回收模拟，同时还原硐室内真实温度，进一步增加了温压循环测试的结果可靠度。
26、(2)在地下压气储能循环测试系统的实验方法中，通过流量和压强控制的充放气模式，实现更多形式的充放气，能模拟更多工况下储气硐室力学和温度响应；以及增设渗漏警告功能，操作者能及时发现储漏气故障，实现测试的智能化与安全化。
1.一种地下压气储能循环测试系统，其特征在于，所述系统包括三轴地应力加载组件(1)、模型箱(2)、换热器组件、加压组件和硐室；
2.如权利要求1所述的地下压气储能循环测试系统，其特征在于，所述加压组件包括空气压缩机(4)、控压件(5)，所述空气压缩机(4)用于对空气进行加压，所述控压件(5)用于对加压后的空气进行压力调节，以控制进入硐室内的空气压强。
3.如权利要求1所述的地下压气储能循环测试系统，其特征在于，所述换热器内机(8)与换热器外机(3)通过换热管道(25)连通，所述换热管道(25)穿过第二法兰盘(26)。
4.如权利要求1所述的地下压气储能循环测试系统，其特征在于，所述换热器组件、加压组件还分别与控制台(7)连接。
5.如权利要求1所述的地下压气储能循环测试系统，其特征在于，所述第一法兰盘(23)、第二法兰盘(26)分别与模型箱(2)中的相应表面固定连接。
6.如权利要求1所述的地下压气储能循环测试系统，其特征在于，第二法兰盘(26)中的一贯通通道套设有充放气接口(24)，所述充放气接口(24)用于与加压组件相应管道连接。
7.如权利要求1至6中任一项所述的地下压气储能循环测试系统，其特征在于，圆筒形衬砌(21)是采用衬砌浇筑模具浇筑而成。
8.如权利要求7所述的地下压气储能循环测试系统，其特征在于，所述圆筒形衬砌(21)的外表面布设多个温度传感器和呈环向、径向的压力传感贴片；所述围岩材料层沿不同深度土层埋设多个围岩压力传感器与温度传感器。
9.一种地下压气储能循环测试系统的实验方法，所述地下压气储能循环测试系统的实验方法应用于上述地下压气储能循环测试系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤，
10.如权利要求9所述的地下压气储能循环测试系统的实验方法，其特征在于，在步骤2中，若衬砌内气压的下降率≥wmpa/s,则触发控制台渗漏警告并显示，并继续执行储气控制，其中w为控制台预设渗漏警戒值。
