Oulun kalliolämpövarasto. Osa 3. Varaston lämpötekninen ja kalliomekaaninen tarkastelu

Olli Halonen

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Kemira Oy:n Oulun tehtailla syntyy hukkalämpöä vuodessa noin 10 MW:n teholla. Hukkalämmön varastointiin on suunniteltu vanhaa 190 000 m3:n teollisuusbensiinivarastoa. Kalliovarasto on ollut käyttämättömänä ja täyttynyt pohjavedellä. Varastoa on suunniteltu käytettäväksi prosessilämmön varastointiin, kun lämmöntuotto ylittää Oulun kaupungin tarpeen. Varastoitavan veden lämpötila on 110 °C ja lataus- ja purkauskertoja on vuodessa noin kahdeksan. Tässä tutkimuksessa on tarkasteltu lämmön etenemistä kallioon 58 kk:n ajan ja pyritty arvioimaan lämpöhäviöt kallioon tänä aikana ja kallion lämpenemisestä syntyvät jännitykset ja liikkeet. Varaston keskimääräinen lämpöhäviö oli tarkastelujakson alussa noin 23 w/m2 ja lopussa 10 W/m2. Kallion lämpenemisestä aiheutui maanpinnan kohoamista, joka oli noin 30 mm laskenta-ajan (58 kk) lopussa. Lineaarisella mallilla laskettuna olivat jännitykset varaston katossa luokkaa 25 MPa kimmomoduulin arvolla 25 GPa. Rakomallilla lasketut tulokset eivät aiheuttaneet vetojännityksiä varaston ja maapinnan väliselle alueelle. Puristusjännitykset olivat samaa suuruusluokkaa kuin lineaarisessa mallissa. Yleisesti ottaen voidaan kalliovaraston pysyvyyttä lämpövarastokäyttöön pitää riittävänä edellyttäen, että varastoon ei asenneta laitteita eikä varastoitavan veden lämpötila poikkea laskennassa käytetystä.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages84
ISBN (Print)951-38-4105-7
Publication statusPublished - 1992
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

NameTutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus
PublisherVTT
Volume754
ISSN (Print)0358-5077

Fingerprint

rocks
heat

Keywords

  • heat storage
  • rock caverns
  • energy production
  • temperature
  • estimating
  • conduction
  • heat transmission
  • heat loss
  • heat recovery
  • models
  • utilization
  • thermal stresses
  • calculations

Cite this

Halonen, O. (1992). Oulun kalliolämpövarasto. Osa 3. Varaston lämpötekninen ja kalliomekaaninen tarkastelu. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 754
Halonen, Olli. / Oulun kalliolämpövarasto. Osa 3. Varaston lämpötekninen ja kalliomekaaninen tarkastelu. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1992. 84 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 754).
@book{14a37002e1a142a481d2b6556e0c4fd6,
title = "Oulun kalliol{\"a}mp{\"o}varasto. Osa 3. Varaston l{\"a}mp{\"o}tekninen ja kalliomekaaninen tarkastelu",
abstract = "Kemira Oy:n Oulun tehtailla syntyy hukkal{\"a}mp{\"o}{\"a} vuodessa noin 10 MW:n teholla. Hukkal{\"a}mm{\"o}n varastointiin on suunniteltu vanhaa 190 000 m3:n teollisuusbensiinivarastoa. Kalliovarasto on ollut k{\"a}ytt{\"a}m{\"a}tt{\"o}m{\"a}n{\"a} ja t{\"a}yttynyt pohjavedell{\"a}. Varastoa on suunniteltu k{\"a}ytett{\"a}v{\"a}ksi prosessil{\"a}mm{\"o}n varastointiin, kun l{\"a}mm{\"o}ntuotto ylitt{\"a}{\"a} Oulun kaupungin tarpeen. Varastoitavan veden l{\"a}mp{\"o}tila on 110 °C ja lataus- ja purkauskertoja on vuodessa noin kahdeksan. T{\"a}ss{\"a} tutkimuksessa on tarkasteltu l{\"a}mm{\"o}n etenemist{\"a} kallioon 58 kk:n ajan ja pyritty arvioimaan l{\"a}mp{\"o}h{\"a}vi{\"o}t kallioon t{\"a}n{\"a} aikana ja kallion l{\"a}mpenemisest{\"a} syntyv{\"a}t j{\"a}nnitykset ja liikkeet. Varaston keskim{\"a}{\"a}r{\"a}inen l{\"a}mp{\"o}h{\"a}vi{\"o} oli tarkastelujakson alussa noin 23 w/m2 ja lopussa 10 W/m2. Kallion l{\"a}mpenemisest{\"a} aiheutui maanpinnan kohoamista, joka oli noin 30 mm laskenta-ajan (58 kk) lopussa. Lineaarisella mallilla laskettuna olivat j{\"a}nnitykset varaston katossa luokkaa 25 MPa kimmomoduulin arvolla 25 GPa. Rakomallilla lasketut tulokset eiv{\"a}t aiheuttaneet vetoj{\"a}nnityksi{\"a} varaston ja maapinnan v{\"a}liselle alueelle. Puristusj{\"a}nnitykset olivat samaa suuruusluokkaa kuin lineaarisessa mallissa. Yleisesti ottaen voidaan kalliovaraston pysyvyytt{\"a} l{\"a}mp{\"o}varastok{\"a}ytt{\"o}{\"o}n pit{\"a}{\"a} riitt{\"a}v{\"a}n{\"a} edellytt{\"a}en, ett{\"a} varastoon ei asenneta laitteita eik{\"a} varastoitavan veden l{\"a}mp{\"o}tila poikkea laskennassa k{\"a}ytetyst{\"a}.",
keywords = "heat storage, rock caverns, energy production, temperature, estimating, conduction, heat transmission, heat loss, heat recovery, models, utilization, thermal stresses, calculations",
author = "Olli Halonen",
year = "1992",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-4105-7",
series = "Tutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
address = "Finland",

}

Halonen, O 1992, Oulun kalliolämpövarasto. Osa 3. Varaston lämpötekninen ja kalliomekaaninen tarkastelu. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 754, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Oulun kalliolämpövarasto. Osa 3. Varaston lämpötekninen ja kalliomekaaninen tarkastelu. / Halonen, Olli.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1992. 84 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 754).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Oulun kalliolämpövarasto. Osa 3. Varaston lämpötekninen ja kalliomekaaninen tarkastelu

AU - Halonen, Olli

PY - 1992

Y1 - 1992

N2 - Kemira Oy:n Oulun tehtailla syntyy hukkalämpöä vuodessa noin 10 MW:n teholla. Hukkalämmön varastointiin on suunniteltu vanhaa 190 000 m3:n teollisuusbensiinivarastoa. Kalliovarasto on ollut käyttämättömänä ja täyttynyt pohjavedellä. Varastoa on suunniteltu käytettäväksi prosessilämmön varastointiin, kun lämmöntuotto ylittää Oulun kaupungin tarpeen. Varastoitavan veden lämpötila on 110 °C ja lataus- ja purkauskertoja on vuodessa noin kahdeksan. Tässä tutkimuksessa on tarkasteltu lämmön etenemistä kallioon 58 kk:n ajan ja pyritty arvioimaan lämpöhäviöt kallioon tänä aikana ja kallion lämpenemisestä syntyvät jännitykset ja liikkeet. Varaston keskimääräinen lämpöhäviö oli tarkastelujakson alussa noin 23 w/m2 ja lopussa 10 W/m2. Kallion lämpenemisestä aiheutui maanpinnan kohoamista, joka oli noin 30 mm laskenta-ajan (58 kk) lopussa. Lineaarisella mallilla laskettuna olivat jännitykset varaston katossa luokkaa 25 MPa kimmomoduulin arvolla 25 GPa. Rakomallilla lasketut tulokset eivät aiheuttaneet vetojännityksiä varaston ja maapinnan väliselle alueelle. Puristusjännitykset olivat samaa suuruusluokkaa kuin lineaarisessa mallissa. Yleisesti ottaen voidaan kalliovaraston pysyvyyttä lämpövarastokäyttöön pitää riittävänä edellyttäen, että varastoon ei asenneta laitteita eikä varastoitavan veden lämpötila poikkea laskennassa käytetystä.

AB - Kemira Oy:n Oulun tehtailla syntyy hukkalämpöä vuodessa noin 10 MW:n teholla. Hukkalämmön varastointiin on suunniteltu vanhaa 190 000 m3:n teollisuusbensiinivarastoa. Kalliovarasto on ollut käyttämättömänä ja täyttynyt pohjavedellä. Varastoa on suunniteltu käytettäväksi prosessilämmön varastointiin, kun lämmöntuotto ylittää Oulun kaupungin tarpeen. Varastoitavan veden lämpötila on 110 °C ja lataus- ja purkauskertoja on vuodessa noin kahdeksan. Tässä tutkimuksessa on tarkasteltu lämmön etenemistä kallioon 58 kk:n ajan ja pyritty arvioimaan lämpöhäviöt kallioon tänä aikana ja kallion lämpenemisestä syntyvät jännitykset ja liikkeet. Varaston keskimääräinen lämpöhäviö oli tarkastelujakson alussa noin 23 w/m2 ja lopussa 10 W/m2. Kallion lämpenemisestä aiheutui maanpinnan kohoamista, joka oli noin 30 mm laskenta-ajan (58 kk) lopussa. Lineaarisella mallilla laskettuna olivat jännitykset varaston katossa luokkaa 25 MPa kimmomoduulin arvolla 25 GPa. Rakomallilla lasketut tulokset eivät aiheuttaneet vetojännityksiä varaston ja maapinnan väliselle alueelle. Puristusjännitykset olivat samaa suuruusluokkaa kuin lineaarisessa mallissa. Yleisesti ottaen voidaan kalliovaraston pysyvyyttä lämpövarastokäyttöön pitää riittävänä edellyttäen, että varastoon ei asenneta laitteita eikä varastoitavan veden lämpötila poikkea laskennassa käytetystä.

KW - heat storage

KW - rock caverns

KW - energy production

KW - temperature

KW - estimating

KW - conduction

KW - heat transmission

KW - heat loss

KW - heat recovery

KW - models

KW - utilization

KW - thermal stresses

KW - calculations

M3 - Report

SN - 951-38-4105-7

T3 - Tutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus

BT - Oulun kalliolämpövarasto. Osa 3. Varaston lämpötekninen ja kalliomekaaninen tarkastelu

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Halonen O. Oulun kalliolämpövarasto. Osa 3. Varaston lämpötekninen ja kalliomekaaninen tarkastelu. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1992. 84 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 754).