Oulun kalliolämpövarasto. Osa 2. Lämpövaraston muutostyöt sekä niiden kustannukset

Jouko Ritola

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimus koskee Kemira Oy:n Oulun tehtailla sijaitsevan, tilavuudeltaan 190 000 m3:n teollisuusbensiiniluolaston muuttamista lämpövarastoksi. Teollisuusbensiinin varastointi on käynyt tarpeettomaksi, kun ammoniakin valmistuksessa on alettu käyttää muita raaka-aineita, nykyisin turvetta. Kalliovarasto on ollut käyttämättömänä vedellä täytettynä yli 10 vuoden ajan. Lämpövarastoa on tarkoitus käyttää prosessihukkalämmön kausivarastointiin silloin, kun lämmön tuotanto ylittää kysynnän Oulun kaukolämpöjärjestelmässä. Kalliotilaa olisi mahdollista käyttää myös Oulun kaupungin energialaitoksen (OKE) voimalaitosten vastapainetuotannon säätöön. Tutkimuksen pohjana on käytetty varaston suunnitteluun ja rakentamiseen liittyviä tutkimus- ja suunnitteluasiakirjoja sekä toteutetuista varastoista saatuja kokemuksia. Maa- ja kallioperätutkimuksiin sekä rakentamisen aikaisiin kallioperä- ja pohjavesihavaintoihin liittyvät selvitykset ja dokumentit on esitetty lähtötiedoiksi varaston muutostöiden varsinaiselle suunnittelulle. Varaston nykyinen kunto on pyritty selvittämään mahdollisimman tarkoin käytettävissä olevan aineiston perusteella. Tutkimuksessa tarkastellaan lämpövarastokäytön edellyttämiä muutostöitä ja arvioidaan muutostöistä syntyvät kustannukset. Varastoinnin lämpöhäviöt sekä lämpökuormituksesta aiheutuvat jännitystilan muutokset ja siirtymät luolaston ympärillä on tutkittu tietokonesimuloinnilla ja tuloksista on julkaistu erillinen raportti. Varastoinnin lämpöhäviöt ovat toisena käyttövuotena kausivarastoinnissa 23 % ja yhdistetyssä kausi- ja lyhytaikaisvarastoinnissa noin 14 % ladatusta energiamäärästä laskettuna. Varaston kallioteknisistä muutostöistä ovat mittavimmat luolaston katon ja seinien lujitustyöt. Lisälujituksilla varmistetaan turvallinen työskentely varaston sisällä muutostöiden aikana sekä pyritään estämään varaston käytön aikana lämpökuormituksesta mahdollisesti aiheutuvaa kalliolohkojen irtoamista sekä kalliopinnan hilseilyä. Toisena vaihtoehtona on tarkasteltu bensiinivaraston muuttamista lämpövarastoksi siten, että varaston sisällä ei työskennellä lainkaan, vaan varastoon rakennetaan maanpinnalta käsin tarvittavat putkiyhteydet lämmön latausta ja purkausta varten. Varasto kytketään tuotantolaitoksiin ja kaukolämpöverkkoon samanlaisilla lv-teknisillä ratkaisuilla kuin vaihtoehdossa 1. Tämä vaihtoehto on kustannuksiltaan edullisempi ja huomattavasti työturvallisempi vaihtoehto toteuttaa. Heikkona puolena on, että kalliotilan kunto ja lujitustarve jää toteamatta sekä mahdolliset vauriot kalliorakenteissa korjaamatta. Lämpövaraston investointikustannukset ovat ensimmäisessä vaihtoehdossa, joka sisältää lujitustyöt, 13 milj. mk ja toisessa vaihtoehdossa 9,5 milj. mk vuoden 1988 hintatasossa. Simulointilaskelmilla lämpövaraston keskimääräiseksi tuotoksi on saatu 2 milj. mk/v. Lämpövaraston takaisinmaksuaika 5 %:n reaalikorolla on vaihtoehdossa 1 noin 8 v ja vaihtoehdossa 2 noin 5 v.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages62
ISBN (Print)951-38-3712-2
Publication statusPublished - 1990
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number690
ISSN0358-5077

Fingerprint

rocks
heat

Keywords

  • heat storage
  • rock caverns
  • construction
  • revisions
  • rebuilding
  • heat loss
  • design
  • economic analysis
  • reinforcement (structures)

Cite this

Ritola, J. (1990). Oulun kalliolämpövarasto. Osa 2. Lämpövaraston muutostyöt sekä niiden kustannukset. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 690
Ritola, Jouko. / Oulun kalliolämpövarasto. Osa 2. Lämpövaraston muutostyöt sekä niiden kustannukset. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1990. 62 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 690).
@book{b0fce8c218374e6c93e3fe5e5299b5b4,
title = "Oulun kalliol{\"a}mp{\"o}varasto. Osa 2. L{\"a}mp{\"o}varaston muutosty{\"o}t sek{\"a} niiden kustannukset",
abstract = "Tutkimus koskee Kemira Oy:n Oulun tehtailla sijaitsevan, tilavuudeltaan 190 000 m3:n teollisuusbensiiniluolaston muuttamista l{\"a}mp{\"o}varastoksi. Teollisuusbensiinin varastointi on k{\"a}ynyt tarpeettomaksi, kun ammoniakin valmistuksessa on alettu k{\"a}ytt{\"a}{\"a} muita raaka-aineita, nykyisin turvetta. Kalliovarasto on ollut k{\"a}ytt{\"a}m{\"a}tt{\"o}m{\"a}n{\"a} vedell{\"a} t{\"a}ytettyn{\"a} yli 10 vuoden ajan. L{\"a}mp{\"o}varastoa on tarkoitus k{\"a}ytt{\"a}{\"a} prosessihukkal{\"a}mm{\"o}n kausivarastointiin silloin, kun l{\"a}mm{\"o}n tuotanto ylitt{\"a}{\"a} kysynn{\"a}n Oulun kaukol{\"a}mp{\"o}j{\"a}rjestelm{\"a}ss{\"a}. Kalliotilaa olisi mahdollista k{\"a}ytt{\"a}{\"a} my{\"o}s Oulun kaupungin energialaitoksen (OKE) voimalaitosten vastapainetuotannon s{\"a}{\"a}t{\"o}{\"o}n. Tutkimuksen pohjana on k{\"a}ytetty varaston suunnitteluun ja rakentamiseen liittyvi{\"a} tutkimus- ja suunnitteluasiakirjoja sek{\"a} toteutetuista varastoista saatuja kokemuksia. Maa- ja kallioper{\"a}tutkimuksiin sek{\"a} rakentamisen aikaisiin kallioper{\"a}- ja pohjavesihavaintoihin liittyv{\"a}t selvitykset ja dokumentit on esitetty l{\"a}ht{\"o}tiedoiksi varaston muutost{\"o}iden varsinaiselle suunnittelulle. Varaston nykyinen kunto on pyritty selvitt{\"a}m{\"a}{\"a}n mahdollisimman tarkoin k{\"a}ytett{\"a}viss{\"a} olevan aineiston perusteella. Tutkimuksessa tarkastellaan l{\"a}mp{\"o}varastok{\"a}yt{\"o}n edellytt{\"a}mi{\"a} muutost{\"o}it{\"a} ja arvioidaan muutost{\"o}ist{\"a} syntyv{\"a}t kustannukset. Varastoinnin l{\"a}mp{\"o}h{\"a}vi{\"o}t sek{\"a} l{\"a}mp{\"o}kuormituksesta aiheutuvat j{\"a}nnitystilan muutokset ja siirtym{\"a}t luolaston ymp{\"a}rill{\"a} on tutkittu tietokonesimuloinnilla ja tuloksista on julkaistu erillinen raportti. Varastoinnin l{\"a}mp{\"o}h{\"a}vi{\"o}t ovat toisena k{\"a}ytt{\"o}vuotena kausivarastoinnissa 23 {\%} ja yhdistetyss{\"a} kausi- ja lyhytaikaisvarastoinnissa noin 14 {\%} ladatusta energiam{\"a}{\"a}r{\"a}st{\"a} laskettuna. Varaston kallioteknisist{\"a} muutost{\"o}ist{\"a} ovat mittavimmat luolaston katon ja seinien lujitusty{\"o}t. Lis{\"a}lujituksilla varmistetaan turvallinen ty{\"o}skentely varaston sis{\"a}ll{\"a} muutost{\"o}iden aikana sek{\"a} pyrit{\"a}{\"a}n est{\"a}m{\"a}{\"a}n varaston k{\"a}yt{\"o}n aikana l{\"a}mp{\"o}kuormituksesta mahdollisesti aiheutuvaa kalliolohkojen irtoamista sek{\"a} kalliopinnan hilseily{\"a}. Toisena vaihtoehtona on tarkasteltu bensiinivaraston muuttamista l{\"a}mp{\"o}varastoksi siten, ett{\"a} varaston sis{\"a}ll{\"a} ei ty{\"o}skennell{\"a} lainkaan, vaan varastoon rakennetaan maanpinnalta k{\"a}sin tarvittavat putkiyhteydet l{\"a}mm{\"o}n latausta ja purkausta varten. Varasto kytket{\"a}{\"a}n tuotantolaitoksiin ja kaukol{\"a}mp{\"o}verkkoon samanlaisilla lv-teknisill{\"a} ratkaisuilla kuin vaihtoehdossa 1. T{\"a}m{\"a} vaihtoehto on kustannuksiltaan edullisempi ja huomattavasti ty{\"o}turvallisempi vaihtoehto toteuttaa. Heikkona puolena on, ett{\"a} kalliotilan kunto ja lujitustarve j{\"a}{\"a} toteamatta sek{\"a} mahdolliset vauriot kalliorakenteissa korjaamatta. L{\"a}mp{\"o}varaston investointikustannukset ovat ensimm{\"a}isess{\"a} vaihtoehdossa, joka sis{\"a}lt{\"a}{\"a} lujitusty{\"o}t, 13 milj. mk ja toisessa vaihtoehdossa 9,5 milj. mk vuoden 1988 hintatasossa. Simulointilaskelmilla l{\"a}mp{\"o}varaston keskim{\"a}{\"a}r{\"a}iseksi tuotoksi on saatu 2 milj. mk/v. L{\"a}mp{\"o}varaston takaisinmaksuaika 5 {\%}:n reaalikorolla on vaihtoehdossa 1 noin 8 v ja vaihtoehdossa 2 noin 5 v.",
keywords = "heat storage, rock caverns, construction, revisions, rebuilding, heat loss, design, economic analysis, reinforcement (structures)",
author = "Jouko Ritola",
year = "1990",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3712-2",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "690",
address = "Finland",

}

Ritola, J 1990, Oulun kalliolämpövarasto. Osa 2. Lämpövaraston muutostyöt sekä niiden kustannukset. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 690, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Oulun kalliolämpövarasto. Osa 2. Lämpövaraston muutostyöt sekä niiden kustannukset. / Ritola, Jouko.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1990. 62 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 690).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Oulun kalliolämpövarasto. Osa 2. Lämpövaraston muutostyöt sekä niiden kustannukset

AU - Ritola, Jouko

PY - 1990

Y1 - 1990

N2 - Tutkimus koskee Kemira Oy:n Oulun tehtailla sijaitsevan, tilavuudeltaan 190 000 m3:n teollisuusbensiiniluolaston muuttamista lämpövarastoksi. Teollisuusbensiinin varastointi on käynyt tarpeettomaksi, kun ammoniakin valmistuksessa on alettu käyttää muita raaka-aineita, nykyisin turvetta. Kalliovarasto on ollut käyttämättömänä vedellä täytettynä yli 10 vuoden ajan. Lämpövarastoa on tarkoitus käyttää prosessihukkalämmön kausivarastointiin silloin, kun lämmön tuotanto ylittää kysynnän Oulun kaukolämpöjärjestelmässä. Kalliotilaa olisi mahdollista käyttää myös Oulun kaupungin energialaitoksen (OKE) voimalaitosten vastapainetuotannon säätöön. Tutkimuksen pohjana on käytetty varaston suunnitteluun ja rakentamiseen liittyviä tutkimus- ja suunnitteluasiakirjoja sekä toteutetuista varastoista saatuja kokemuksia. Maa- ja kallioperätutkimuksiin sekä rakentamisen aikaisiin kallioperä- ja pohjavesihavaintoihin liittyvät selvitykset ja dokumentit on esitetty lähtötiedoiksi varaston muutostöiden varsinaiselle suunnittelulle. Varaston nykyinen kunto on pyritty selvittämään mahdollisimman tarkoin käytettävissä olevan aineiston perusteella. Tutkimuksessa tarkastellaan lämpövarastokäytön edellyttämiä muutostöitä ja arvioidaan muutostöistä syntyvät kustannukset. Varastoinnin lämpöhäviöt sekä lämpökuormituksesta aiheutuvat jännitystilan muutokset ja siirtymät luolaston ympärillä on tutkittu tietokonesimuloinnilla ja tuloksista on julkaistu erillinen raportti. Varastoinnin lämpöhäviöt ovat toisena käyttövuotena kausivarastoinnissa 23 % ja yhdistetyssä kausi- ja lyhytaikaisvarastoinnissa noin 14 % ladatusta energiamäärästä laskettuna. Varaston kallioteknisistä muutostöistä ovat mittavimmat luolaston katon ja seinien lujitustyöt. Lisälujituksilla varmistetaan turvallinen työskentely varaston sisällä muutostöiden aikana sekä pyritään estämään varaston käytön aikana lämpökuormituksesta mahdollisesti aiheutuvaa kalliolohkojen irtoamista sekä kalliopinnan hilseilyä. Toisena vaihtoehtona on tarkasteltu bensiinivaraston muuttamista lämpövarastoksi siten, että varaston sisällä ei työskennellä lainkaan, vaan varastoon rakennetaan maanpinnalta käsin tarvittavat putkiyhteydet lämmön latausta ja purkausta varten. Varasto kytketään tuotantolaitoksiin ja kaukolämpöverkkoon samanlaisilla lv-teknisillä ratkaisuilla kuin vaihtoehdossa 1. Tämä vaihtoehto on kustannuksiltaan edullisempi ja huomattavasti työturvallisempi vaihtoehto toteuttaa. Heikkona puolena on, että kalliotilan kunto ja lujitustarve jää toteamatta sekä mahdolliset vauriot kalliorakenteissa korjaamatta. Lämpövaraston investointikustannukset ovat ensimmäisessä vaihtoehdossa, joka sisältää lujitustyöt, 13 milj. mk ja toisessa vaihtoehdossa 9,5 milj. mk vuoden 1988 hintatasossa. Simulointilaskelmilla lämpövaraston keskimääräiseksi tuotoksi on saatu 2 milj. mk/v. Lämpövaraston takaisinmaksuaika 5 %:n reaalikorolla on vaihtoehdossa 1 noin 8 v ja vaihtoehdossa 2 noin 5 v.

AB - Tutkimus koskee Kemira Oy:n Oulun tehtailla sijaitsevan, tilavuudeltaan 190 000 m3:n teollisuusbensiiniluolaston muuttamista lämpövarastoksi. Teollisuusbensiinin varastointi on käynyt tarpeettomaksi, kun ammoniakin valmistuksessa on alettu käyttää muita raaka-aineita, nykyisin turvetta. Kalliovarasto on ollut käyttämättömänä vedellä täytettynä yli 10 vuoden ajan. Lämpövarastoa on tarkoitus käyttää prosessihukkalämmön kausivarastointiin silloin, kun lämmön tuotanto ylittää kysynnän Oulun kaukolämpöjärjestelmässä. Kalliotilaa olisi mahdollista käyttää myös Oulun kaupungin energialaitoksen (OKE) voimalaitosten vastapainetuotannon säätöön. Tutkimuksen pohjana on käytetty varaston suunnitteluun ja rakentamiseen liittyviä tutkimus- ja suunnitteluasiakirjoja sekä toteutetuista varastoista saatuja kokemuksia. Maa- ja kallioperätutkimuksiin sekä rakentamisen aikaisiin kallioperä- ja pohjavesihavaintoihin liittyvät selvitykset ja dokumentit on esitetty lähtötiedoiksi varaston muutostöiden varsinaiselle suunnittelulle. Varaston nykyinen kunto on pyritty selvittämään mahdollisimman tarkoin käytettävissä olevan aineiston perusteella. Tutkimuksessa tarkastellaan lämpövarastokäytön edellyttämiä muutostöitä ja arvioidaan muutostöistä syntyvät kustannukset. Varastoinnin lämpöhäviöt sekä lämpökuormituksesta aiheutuvat jännitystilan muutokset ja siirtymät luolaston ympärillä on tutkittu tietokonesimuloinnilla ja tuloksista on julkaistu erillinen raportti. Varastoinnin lämpöhäviöt ovat toisena käyttövuotena kausivarastoinnissa 23 % ja yhdistetyssä kausi- ja lyhytaikaisvarastoinnissa noin 14 % ladatusta energiamäärästä laskettuna. Varaston kallioteknisistä muutostöistä ovat mittavimmat luolaston katon ja seinien lujitustyöt. Lisälujituksilla varmistetaan turvallinen työskentely varaston sisällä muutostöiden aikana sekä pyritään estämään varaston käytön aikana lämpökuormituksesta mahdollisesti aiheutuvaa kalliolohkojen irtoamista sekä kalliopinnan hilseilyä. Toisena vaihtoehtona on tarkasteltu bensiinivaraston muuttamista lämpövarastoksi siten, että varaston sisällä ei työskennellä lainkaan, vaan varastoon rakennetaan maanpinnalta käsin tarvittavat putkiyhteydet lämmön latausta ja purkausta varten. Varasto kytketään tuotantolaitoksiin ja kaukolämpöverkkoon samanlaisilla lv-teknisillä ratkaisuilla kuin vaihtoehdossa 1. Tämä vaihtoehto on kustannuksiltaan edullisempi ja huomattavasti työturvallisempi vaihtoehto toteuttaa. Heikkona puolena on, että kalliotilan kunto ja lujitustarve jää toteamatta sekä mahdolliset vauriot kalliorakenteissa korjaamatta. Lämpövaraston investointikustannukset ovat ensimmäisessä vaihtoehdossa, joka sisältää lujitustyöt, 13 milj. mk ja toisessa vaihtoehdossa 9,5 milj. mk vuoden 1988 hintatasossa. Simulointilaskelmilla lämpövaraston keskimääräiseksi tuotoksi on saatu 2 milj. mk/v. Lämpövaraston takaisinmaksuaika 5 %:n reaalikorolla on vaihtoehdossa 1 noin 8 v ja vaihtoehdossa 2 noin 5 v.

KW - heat storage

KW - rock caverns

KW - construction

KW - revisions

KW - rebuilding

KW - heat loss

KW - design

KW - economic analysis

KW - reinforcement (structures)

M3 - Report

SN - 951-38-3712-2

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Oulun kalliolämpövarasto. Osa 2. Lämpövaraston muutostyöt sekä niiden kustannukset

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Ritola J. Oulun kalliolämpövarasto. Osa 2. Lämpövaraston muutostyöt sekä niiden kustannukset. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1990. 62 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 690).