【技术实现步骤摘要】
一种基于水蒸汽与空气增压的抽水蓄能发电系统及方法
本专利技术涉及一种抽水蓄能发电系统及方法,特别涉及一种利用空气及蒸汽混合气体增压的抽水蓄能发电技术,属于蓄能发电
技术介绍
可再生能源发电的不稳定性、间歇性和电网峰谷差的不断增大已成为影响电网安全、经济运行的重大难题,发展电力储能技术是解决上述问题的有效途径。迄今为止能够实现大规模(比如100MW以上)商业应用的电力储能技术只有抽水蓄能发电技术和压缩空气蓄能发电技术,不过这两种电力储能技术都不同程度的受地质条件限制,无法大规模广泛推广应用。而且上述两种电力储能系统的储能效率不高,造成了大量电能的浪费(根据相关文献报道,压缩空气储能发电系统的储能发电效率最高只能接近70%,常规抽水蓄能发电系统的储能发电效率为77%左右)。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足和缺陷,提出一种基于水蒸汽与空气增压的抽水蓄能发电系统及方法,即利用压缩空气及高压蒸汽的混合气体增加工质水的表面压力,并利用该混合气体压力作为推动工质水驱动水轮机组的动力,使其既不受地质条件限制,又可进一步提高储能发电效率,从而实现大规模广泛推广应用。本专利技术的技术方案如下:一种基于水蒸汽与空气增压的抽水蓄能发电系统,含有高压储水罐、水轮发电机组、抽水泵和水池/水箱,其特征在于:该系统还包括电动机、压气机、凝结水箱、增压泵和二次辅助增压热源设备;在所述的高压储水罐内安装有隔离活塞,该隔离活塞将高压储水罐隔离为气空间和水空间两部分;所述电动机与压气机通过传动轴连接,压气机的排气口通过管道和高压储水罐进气阀与高压储水罐的气空间连接; ...
【技术保护点】
一种基于水蒸汽与空气增压的抽水蓄能发电系统,含有高压储水罐(4)、水轮发电机组(7)、抽水泵(8)和水池/水箱(17),其特征在于:该系统还包括电动机(1)、压气机(2)、凝结水箱(11)、增压泵(12)和二次辅助增压热源设备(13);在所述的高压储水罐(4)内安装有隔离活塞(5),该隔离活塞将高压储水罐隔离为气空间(24)和水空间(25)两部分;所述电动机(1)与压气机(2)通过传动轴连接,压气机(2)的排气口通过管道和高压储水罐进气阀(3)与高压储水罐(4)的气空间(24)连接;高压储水罐(4)的水空间下部设有上水口(9)和凝结水出水口(10),高压储水罐(4)底部设有放水口(6),放水口(6)通过管道与水轮发电机组(7)连接,水轮发电机组(7)的排水管道直接与外部的水池/水箱(17)相连;所述的上水口(9)通过管道、阀门和抽水泵(8)与水池/水箱(17)连接;水空间(25)通过凝结水出水口(10)、阀门和管道与凝结水箱(11)相连;凝结水箱(11)依次通过深入凝结水箱底部的抽水管道、增压泵(12)、二次辅助增压热源设备的进口阀门(20)、二次辅助增压热源设备及二次辅助增压热源设备 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于水蒸汽与空气增压的抽水蓄能发电系统,含有高压储水罐(4)、水轮发电机组(7)、抽水泵(8)和水池/水箱(17),其特征在于:该系统还包括电动机(1)、压气机(2)、凝结水箱(11)、增压泵(12)和二次辅助增压热源设备(13);在所述的高压储水罐(4)内安装有隔离活塞(5),该隔离活塞将高压储水罐隔离为气空间(24)和水空间(25)两部分;所述电动机(1)与压气机(2)通过传动轴连接,压气机(2)的排气口通过管道和高压储水罐进气阀(3)与高压储水罐(4)的气空间(24)连接;高压储水罐(4)的水空间下部设有上水口(9)和凝结水出水口(10),凝结水出水口布置在隔离活塞(5)行程下限的上方;高压储水罐(4)底部设有放水口(6),放水口(6)通过管道与水轮发电机组(7)连接,水轮发电机组(7)的排水管道直接与外部的水池/水箱(17)相连;所述的上水口(9)通过管道、阀门和抽水泵(8)与水池/水箱(17)连接;水空间(25)通过凝结水出水口(10)、阀门和管道与凝结水箱(11)相连;凝结水箱(11)依次通过深入凝结水箱底部的抽水管道、增压泵(12)、二次辅助增压热源设备的进口阀门(20)、二次辅助增压热源设备及二次辅助增压热源设备的出口阀门(23)与高压储水罐(4)的气空间(24)连接。2.根据权利要求1所述的一种基于水蒸汽与空气增压的抽水蓄能发电系统,其特征在于:所述抽水蓄能发电系统还包括喷水雾化降压子系统,该子系统包括雾化喷水装置(14)、喷水泵(22)和雾化喷水进口阀门(19);雾化喷水装置(14)安装在气空间(24)的顶部,该雾化喷水装置通过管路及雾化喷水进口阀门(19)与喷水泵(22)连接。3.根据权利要求1所述的一种基于水蒸汽与空气增压的抽水蓄能发电系统,其特征在于:在所述的高压储水罐的气空间(24)内设有高压储水罐换热器(15),在凝结水箱(11)的下部设置有凝结水箱换热器(16),所述两个换热器均与供热管网连接。4.根据权利要求1所述的一种基于水蒸汽与空气增压的抽水蓄能发电系统,其特征在于:所述高压储水罐(4)与水池/水箱(17)处在同一水平位置。5.按照权利要求1、2、3或4所述的一种基于水蒸汽与空气增压的抽水蓄能发电系统,其特征在于:所述的二次辅助增压热源设备采用工业废热利用设备、太阳能利用设备和热泵中的一种或两者的组合。6.一种基于水蒸汽与空气增压的抽水蓄能发电方法,其特征在于该方法包括如下步骤:1)抽水蓄能过程:该抽水蓄能过程分为以下三个阶段:a)抽水蓄能阶段:利用电网低谷电能或风电厂的“后夜风”所产生的电能,驱动抽水泵(8)将水从水池/水箱(17)中抽出,送入到高压储水罐的隔离活塞(5)下方的水空间,直至隔离活塞运动到高压储水罐的中间位置,从而完成对高压储水罐...
【专利技术属性】
技术研发人员:李政,李运泽,冉鹏,王哲,刘培,
申请(专利权)人:清华大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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