專利名稱：壓縮氣體蓄能電站裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)存壓縮氣體能量的蓄能電站裝置。特別是涉及一種采用液質(zhì)柱狀自然恒壓式隧洞大功容量蓄存氣體能量的壓縮氣體蓄能調(diào)峰電站裝置。
背景技術(shù)：
隨著人類社會(huì)的快速進(jìn)步和文明發(fā)展，整個(gè)世界對(duì)能源中電力量的需求越來(lái)越大。而越來(lái)越大的電力需求量同時(shí)也伴隨著用電量的峰谷量差也越來(lái)越大。限于現(xiàn)有輸供電網(wǎng)自身調(diào)峰能力有限，而現(xiàn)有高湖蓄能電站數(shù)量又寥寥可數(shù)，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)調(diào)峰只能起到很小的一部分作用。所以，遠(yuǎn)遠(yuǎn)尚不能夠滿足當(dāng)前和今后電網(wǎng)調(diào)峰的全部需求。又因高湖蓄能電站的建設(shè)受選址及對(duì)地質(zhì).地貌.地形和環(huán)境等諸多苛刻條件要求的限制，由此可供選址的條件非常稀缺。加之，又因抽4發(fā)3的能量轉(zhuǎn)換效率低下和建設(shè)投資過(guò)大以及對(duì)環(huán)境的影響破壞等因素，其建成在用的蓄能電站現(xiàn)有的蓄能總量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了全部電網(wǎng)調(diào)峰需要。因苦于能量蓄存方法和設(shè)施的嚴(yán)重不足，致使造成了眾多風(fēng)電場(chǎng)、太陽(yáng)能電場(chǎng)等出現(xiàn)了大量棄電浪費(fèi)現(xiàn)象，以及火電、核電因受調(diào)峰影響也經(jīng)常要出現(xiàn)無(wú)功發(fā)電等浪費(fèi)現(xiàn)象。因此講，現(xiàn)有的大容量蓄能裝置，除水庫(kù)式發(fā)電和高湖水壓式蓄能電站外尚未發(fā)現(xiàn)它例。水庫(kù)蓄能是主要用于發(fā)電很難用于調(diào)峰，而高湖蓄能又存在上述條件要求苛刻及諸多不足和缺陷等原因。因此，現(xiàn)有蓄能方法和設(shè)施根本滿足不了現(xiàn)有和將來(lái)廣大電網(wǎng)的調(diào)峰需要，由此造成的資源浪費(fèi)情況十分驚人，也因此在非常嚴(yán)重地阻礙著和制約著新能源之路的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的發(fā)展。所以，世界的新能源轉(zhuǎn)換事業(yè)正在急不可耐也迫不及待地期待和召喚著新的能量蓄存方法。而本技術(shù)適應(yīng)了這個(gè)需要并解決了這個(gè)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決大小功容的能量蓄存和儲(chǔ)能釋能問(wèn)題，針對(duì)所有凡可直接或通過(guò)技術(shù)方法將各種類型的能量轉(zhuǎn)換為壓縮氣體能量的能量，都可通過(guò)本技術(shù)進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存釋放的能量 蓄能發(fā)電裝置。本技術(shù)主要是能為大中小型輸供電網(wǎng)及各類電廠(場(chǎng))提供能量蓄存的為解決電力電網(wǎng)調(diào)峰填谷需要的蓄能電站裝置。它可對(duì)多種類型的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換并接受儲(chǔ)存，當(dāng)需釋放能量時(shí)發(fā)出的電量和電壓都是非常平穩(wěn)的，是完全能夠符合并保障電網(wǎng)受電安全的，可使風(fēng)電太陽(yáng)能電等類電場(chǎng)減小對(duì)自然條件及電網(wǎng)調(diào)峰等客觀條件的影響和依賴，使之不再棄電，可使火電核電等類電廠余電超發(fā)電可存，不再受調(diào)峰限制而無(wú)功發(fā)電。另外，建站將不再受選址苛刻條件的限制，并可大幅提高現(xiàn)有蓄能過(guò)程中的能量輸送和轉(zhuǎn)換效率。在建設(shè)投資方面相對(duì)現(xiàn)有高湖蓄能電站它可大幅降低單位功率建設(shè)投資成本，而且不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何影響和破壞等優(yōu)點(diǎn)，并且將來(lái)還會(huì)對(duì)海浪能發(fā)電的可行性提供了基礎(chǔ)條件的液質(zhì)柱狀自然恒壓式隧洞儲(chǔ)存氣體能量的壓縮氣體蓄能電站
>J-U ρ α裝直。采用的技術(shù)措施是:壓縮氣體蓄能電站裝置，包括受能轉(zhuǎn)換部分，液質(zhì)柱狀壓強(qiáng)部分，隧洞式容積空間蓄存能量及恒壓壓強(qiáng)可分級(jí)蓄能部分，能量釋出發(fā)電部分。受能轉(zhuǎn)換部分，是將多種凡可轉(zhuǎn)換為壓縮氣體能量的能量接受后，經(jīng)能量轉(zhuǎn)換站轉(zhuǎn)換為壓縮氣體能量進(jìn)行儲(chǔ)存的部分，包括:一.對(duì)熱力電廠等能夠生產(chǎn)的高壓蒸汽可直接接受后直接注向能量蓄存洞對(duì)蒸汽實(shí)行能量?jī)?chǔ)存，也可接受蒸汽后將蒸汽轉(zhuǎn)換為空氣壓縮氣體后注向能量蓄存洞儲(chǔ)存。二.對(duì)發(fā)電能.網(wǎng)電能.風(fēng)電能.太陽(yáng)電能等電能，通過(guò)電動(dòng)等技術(shù)措施轉(zhuǎn)換為壓縮氣體能后注向蓄存洞實(shí)行能量?jī)?chǔ)存。三.對(duì)液壓能，是采用自然風(fēng)能通過(guò)風(fēng)輪機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵產(chǎn)生液壓能后，將液壓能轉(zhuǎn)換為空氣壓縮氣體能后注向蓄存洞實(shí)行能量?jī)?chǔ)存的方法。四.對(duì)自然風(fēng)能，是將自然風(fēng)能通過(guò)風(fēng)輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)將自然風(fēng)能轉(zhuǎn)換為壓縮氣體能后再經(jīng)壓強(qiáng)調(diào)壓站調(diào)壓后注向蓄存洞實(shí)行能量?jī)?chǔ)存。五.對(duì)自然界所有可轉(zhuǎn)換為壓縮氣體能的能量，只要可轉(zhuǎn)換為壓縮氣體能后都可采用本裝置實(shí)行接受后進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存液質(zhì)柱狀壓強(qiáng)部分，是利用地表向下的垂直深度使液體自然產(chǎn)生垂直柱式壓強(qiáng)的原理用以保持儲(chǔ)存隧洞內(nèi)壓縮氣體保持恒壓穩(wěn)定作用的部分，包括:地表液質(zhì)蓄儲(chǔ)池，閘門，垂直地下深度的液質(zhì)柱狀壓強(qiáng)導(dǎo)流豎井或斜井，U型導(dǎo)流洞及漏斗式導(dǎo)流池。隧洞式容積空間蓄存能量及恒壓壓強(qiáng)可分級(jí)蓄能部分，是利用地下隧洞的容積空間儲(chǔ)存液體和氣體的液進(jìn)氣出，氣進(jìn)液出的能量壓強(qiáng)恒壓儲(chǔ)能部分，包括:采用地下隧洞容積空間儲(chǔ)存能量的密封隧洞，它分為；一.壓強(qiáng)不可調(diào)的，單層單體單枝或單層多體多分枝密封蓄氣液隧洞。二.壓強(qiáng)分級(jí)可調(diào)節(jié)的，多層單體單枝或多層多體多分枝密封蓄氣液隧洞。能量釋出發(fā)電部分，是當(dāng)電網(wǎng)需要填谷電量時(shí)將蓄存的能量釋出進(jìn)行發(fā)電向電網(wǎng)供電部分，包括:高壓氣體輸出管線、功量壓強(qiáng)調(diào)配站、汽輪發(fā)電機(jī)組。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，可對(duì)多種類型的能量進(jìn)行接受后儲(chǔ)存，對(duì)接受蓄存的能量可全部完全釋出，且蓄儲(chǔ)能量大，調(diào)峰能力強(qiáng)，壓強(qiáng)平穩(wěn)，釋出能量時(shí)可調(diào)等，因此，發(fā)出的電壓非常平穩(wěn)，并有停發(fā)電的開關(guān)機(jī)調(diào)度靈活、操作方便及時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，尤其當(dāng)把現(xiàn)有的風(fēng)力電機(jī)發(fā)電技術(shù)改為風(fēng)液壓或風(fēng)空壓機(jī)技術(shù)時(shí)，可倍數(shù)式的大幅降低風(fēng)電場(chǎng)的單位建設(shè)投資和運(yùn)營(yíng)成本，也可為將來(lái)的海水能發(fā)電提供了可操作性的基礎(chǔ)技術(shù)條件等等?？傊景l(fā)明之優(yōu)點(diǎn)一言難數(shù)，最重要是它能為世界的能源革命和新能源的發(fā)展以及真正的世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變是能做出巨大貢獻(xiàn)的一項(xiàng)發(fā)明。


圖1是本發(fā)明的一種實(shí)施例的形象結(jié)構(gòu)流程示意圖，(圖的上部分是地面部分的主視形象示意部分，圖的下部分是地下功能部分的結(jié)構(gòu)剖面示意部分)。
具體實(shí)施例方式壓縮氣體蓄能調(diào)峰電站裝置，包括受能轉(zhuǎn)換部分，液質(zhì)柱狀壓強(qiáng)部分，隧洞式容積空間能量蓄存及恒壓壓強(qiáng)分級(jí)蓄能部分，能量釋出發(fā)電部分。受能轉(zhuǎn)換部分包括；一.從火電4、核電5、等類可生產(chǎn)高壓蒸汽的設(shè)施所接受的高壓蒸汽可直接輸?shù)焦α繅簭?qiáng)調(diào)配站11、經(jīng)進(jìn)行壓力調(diào)配后通過(guò)高壓輸氣管14、輸往氣體蓄存隧洞17-1、或分層氣體蓄存隧洞17-2、17-3、進(jìn)行蒸汽能量?jī)?chǔ)存。二.從火電4、核電5、等類能生產(chǎn)高壓蒸汽的裝置接受的高壓蒸汽輸往可將高壓蒸汽轉(zhuǎn)換為壓縮空氣氣體的汽、氣轉(zhuǎn)換站10、經(jīng)汽、氣轉(zhuǎn)換后輸往壓強(qiáng)調(diào)配站11、調(diào)配后通過(guò)高壓輸氣管14、輸往氣體蓄存隧洞17-1、17-2、17-3儲(chǔ)存。三.從風(fēng)電2、太陽(yáng)能電1、所接受的電能和火電4、核電5、的富余電能及電網(wǎng)7、需要調(diào)峰儲(chǔ)存的電能通過(guò)變電所13、電壓調(diào)壓都可輸?shù)娇蓪㈦娔苻D(zhuǎn)換為壓縮氣體能的電、氣功能轉(zhuǎn)換站8、將電能轉(zhuǎn)換為壓縮氣體能后輸往調(diào)配站11、經(jīng)過(guò)壓強(qiáng)調(diào)配后通過(guò)高壓輸氣管14、輸往氣體蓄存隧洞17-1、或17-2、17-3、進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存。四.用自然風(fēng)推動(dòng)風(fēng)輪機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵技術(shù)的風(fēng)液能機(jī)3、產(chǎn)生的液壓能輸?shù)娇蓪⒏邏阂后w能轉(zhuǎn)換為壓縮氣體能的液.氣功能轉(zhuǎn)換站9、經(jīng)液、氣轉(zhuǎn)換后輸往調(diào)配站11、調(diào)配后通過(guò)高壓輸氣管14、輸往氣體蓄存隧洞17-1、或17-2、17-3、進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存。五.用自然風(fēng)輪機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)技術(shù)景色的風(fēng)氣能機(jī)6、產(chǎn)生的壓縮氣體能直接可輸往壓力調(diào)配站11、壓強(qiáng)調(diào)配后通過(guò)高壓輸氣管14、輸往17-1、17-2、17-3進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存。液質(zhì)柱狀壓強(qiáng)部分、包括地表蓄液池16、池中的液質(zhì)液體22、自流徑閘門20、流徑導(dǎo)流洞21、進(jìn)入垂直深度的豎井或斜井15、中，在井深的垂直深度中液體自然產(chǎn)生壓力行成柱式恒壓壓強(qiáng)再?gòu)搅鱑型導(dǎo)流管19、經(jīng)漏斗導(dǎo)流池18、進(jìn)入氣體蓄存隧洞17-1、或17-2、17-3、對(duì)隧洞內(nèi)蓄存氣體實(shí)施恒壓壓強(qiáng)。隧洞式容積空間能量蓄存及恒壓壓強(qiáng)分級(jí)蓄能部分、包括:地下隧洞的容積空間蓄存液質(zhì)和氣體的儲(chǔ)存隧洞17-1、17-2、17-3、是對(duì)高壓輸氣管14、輸來(lái)的能量進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存的容器，可根據(jù)需儲(chǔ)存的具體能量量和各種壓強(qiáng)的不同要求，可設(shè)計(jì)壓強(qiáng)不可調(diào)的單層單體和單層多體的液進(jìn)氣出、氣進(jìn)液出的恒壓式隧洞結(jié)構(gòu)17-1、也可根據(jù)壓強(qiáng)不同的具體需要設(shè)計(jì)分為多層單體和多層多體的恒壓壓強(qiáng)分層可調(diào)式的液進(jìn)氣出氣進(jìn)液出的恒壓壓強(qiáng)分級(jí)蓄存隧洞17-2、17-3、等。能量釋出發(fā)電部分包括:當(dāng)需要釋放儲(chǔ)存的能量時(shí)，蓄存隧洞中的高壓氣體可通過(guò)高壓輸入輸出管14、輸往功量壓強(qiáng)調(diào)配站11、經(jīng)壓強(qiáng)調(diào)配后輸往汽輪發(fā)電機(jī)12、進(jìn)行發(fā)電，經(jīng)變電所13、電壓調(diào)壓后向電網(wǎng)7、進(jìn)行對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰供電。
權(quán)利要求
1.壓縮氣體蓄能電站裝置，包括受能轉(zhuǎn)換部分，液質(zhì)柱狀壓強(qiáng)部分，隧洞式容積空間蓄存能量及恒壓壓強(qiáng)分級(jí)蓄能部分，能量釋出發(fā)電共四個(gè)部分，受能轉(zhuǎn)換部分包括能夠接受來(lái)自火電(4)、核電(5)、風(fēng)電(2)、太陽(yáng)能電(I)、電網(wǎng)電(7)、風(fēng)液能(3)、風(fēng)空壓能(6)等多種能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換調(diào)配的功量壓強(qiáng)調(diào)配站(11)、電、氣轉(zhuǎn)換站(8)、汽、氣轉(zhuǎn)換站(10)、液、氣轉(zhuǎn)換站(9);能量釋出發(fā)電部分包括能量輸出管線(14)、功量壓強(qiáng)調(diào)配站(11)、發(fā)電機(jī)房(12)、變電所(13);其特征在于所述的液質(zhì)柱狀壓強(qiáng)部分和隧洞式容積空間能量蓄存及恒壓壓強(qiáng)分級(jí)蓄能兩部分，液質(zhì)柱狀壓強(qiáng)部分包括地表蓄液池(16)液質(zhì)物體(22)閘門(20)導(dǎo)流洞(21)豎井或斜井(15)U型導(dǎo)流洞(19)漏斗導(dǎo)流池(18)，其工藝流程是地表蓄液池(16)中的液質(zhì)體(22)自流徑閘門(20)流徑導(dǎo)流洞(21)進(jìn)入垂直深度的斜井或豎井(15)使其在井深垂直深度中液質(zhì)物體(22)產(chǎn)生自然的柱式壓強(qiáng)徑流U型導(dǎo)流管(19)經(jīng)漏斗導(dǎo)流池(18)進(jìn)入氣體蓄存隧洞(17-1)或(17-2) (17-3)對(duì)隧洞內(nèi)蓄存氣體實(shí)施氣、液自動(dòng)進(jìn)出交換的恒壓氣體蓄能工藝；隧洞式大容積能量蓄存及恒壓壓強(qiáng)分級(jí)蓄能部分包括可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)的各種容積空間的儲(chǔ)氣液隧洞(17-1)和可多層壓強(qiáng)分級(jí)的儲(chǔ)氣液隧洞(17-2) (17-3)、工藝流程是蓄能隧洞(17-1-2-3)內(nèi)當(dāng)壓縮氣體能量進(jìn)入洞中時(shí)隨之洞中的液質(zhì)被排向地表蓄液池(16)當(dāng)需釋能時(shí)地表液質(zhì)池中液質(zhì)(22)自然流向隧洞(17-1-2-3)垂壓洞中儲(chǔ)存的能量氣體通過(guò)輸氣管(14)排出供到發(fā)電機(jī)廠(12)發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮氣體蓄能電站裝置，其特征是利用液體物質(zhì)的柱狀高度自然產(chǎn)生底部壓強(qiáng)的原理使蓄能隧洞(17)的空間產(chǎn)生了恒壓壓強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)向蓄存洞內(nèi)注入能量氣體時(shí)液體會(huì)自然排出涌向地表向液池(16)、當(dāng)需釋出能量時(shí)液體會(huì)自然進(jìn)入隧洞氣體會(huì)自然排出通過(guò)輸氣管(14)釋放能量供發(fā)電廠(12)發(fā)電的壓強(qiáng)恒壓穩(wěn)定、液氣進(jìn)出自如、蓄存能量可釋放完全的目的工藝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功容壓縮氣體蓄能電站裝置，其特征是使液質(zhì)物體(22)對(duì)蓄能容器蓄能隧洞(17)產(chǎn)生自然壓強(qiáng)的方式包括垂直于地下的立井方式、斜井方式、鉆井管道方式、海洋沉箱方式和地面高山管道落差方式及超高建筑管道落差方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的大功容壓縮氣體蓄能電站裝置，其特征是所采用的液質(zhì)物體(22)的物質(zhì)是包括天然淡水、海水及人工和非人工合成的化學(xué)液質(zhì)物質(zhì)。
全文摘要
壓縮氣體蓄能電站裝置，包括受能轉(zhuǎn)換部分，液質(zhì)柱狀壓強(qiáng)部分，隧洞式容積空間蓄存能量及恒壓壓強(qiáng)分級(jí)蓄能部分和能量釋出發(fā)電共4部分。本發(fā)明是利用立井向地下延伸產(chǎn)生的深度落差，使立井內(nèi)液質(zhì)物體生成恒壓壓強(qiáng)后對(duì)井下隧洞空間實(shí)施壓強(qiáng)，當(dāng)有可轉(zhuǎn)換為壓縮氣體能的能量需存儲(chǔ)時(shí)，通過(guò)受能轉(zhuǎn)換部分轉(zhuǎn)換為壓縮氣體能注向隧洞進(jìn)行能量存儲(chǔ)，隨著能量氣體蓄存量的增加隧洞內(nèi)液質(zhì)自然被氣體壓向地面。當(dāng)需釋出能量時(shí)，地面液質(zhì)自然流向隧洞壓強(qiáng)氣體排向汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，供網(wǎng)調(diào)峰。本發(fā)明是除高湖蓄能的又一大功容量新的蓄能方法，它可完全解決大功容能量蓄存問(wèn)題，可解決風(fēng)電、太陽(yáng)能及電網(wǎng)等受調(diào)峰制約的瓶頸問(wèn)題。
文檔編號(hào)F03D9/02GK103206349SQ201310108000
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者房學(xué)義 申請(qǐng)人:房學(xué)義