【技术实现步骤摘要】
一种气沙蓄能电站
本专利技术涉及一种蓄能电站。
技术介绍
众所周知光伏、风力发电的不确定性和不稳定性，造成电网的波动，由此带来的是大面积的弃风和弃光，对于大规模电站损失巨大，西北地区尤为严重。抽水蓄能、压缩空气储能、化学储能是很好的解决方法。抽水蓄能拥有功率大、放电时间长的特点，效率在60％～70％之间，当前全球最大的处于运行中的抽水蓄能电站是位于美国佛吉尼亚州的巴斯康蒂抽水蓄能电站，容量达到3吉瓦，发电最大时长为10小时18分钟。抽水蓄能电站是电力系统重要的调节工具，具有启动灵活、调节速度快的优势，是技术成熟、运行可靠且较为经济的调峰电源与储能电源，主要承担调峰、填谷、调频、调相和紧急事故的备用任务，一是改善特高压电网的运行特性，更好地促进清洁能源消纳能力。二是提高电力系统安全可靠性，在特高压电网中充分发挥“稳定器”、“调节器”、“平衡器”的作用。由此国家加大、加快抽水蓄能电站的设计建设力度。目前抽水蓄能电站集中在南方水源充沛地区建造，然而急需要储能电站支撑的却是贫水、高海拔、环境温度低的地区，而压缩空气、化学储能受温度的影响很大，这类地区的建设成本、地质条件、环境因素、下游生态等都制约着压缩空气、化学、抽水蓄能电站发展。风沙是大自然现象，气流将沙粒吹起形成了风沙，使沙子具有了一定的能量，而且温度对沙子没有影响。一般认为颗粒固体其实是一种处在液固边界的临界相，在非常小的外部微扰下就会流化，在很多时候表现得其实更像液体。在颗粒流中还存在另一种颗粒相互作用,即颗粒之间的半持续性接触,颗粒之间有相对滑动及相互挤压...
【技术保护点】
1.一种气沙蓄能电站，其特征在于：所述的气沙蓄能电站由上蓄沙库(35)、下蓄沙库(33)、发电机(34)、传送机组和泄沙管道(32)组成；所述的上蓄沙库(35)位于气沙蓄能电站的上部，下蓄沙库(33)位于气沙蓄能电站的下部；泄沙管道(32)安装在上蓄沙库(35)的底部，与发电机(34)连接；发电机(34)安装在上蓄沙库(35)和下蓄沙库(33)之间；传送机组位于气沙蓄能电站的一侧；所述的上蓄沙库(35)由库体(36)、相变储热储气系统(21)、供气系统(10)和控沙阀门(7)组成；库体(36)的上部为半圆柱体，下部为半圆锥体，轴向剖面为漏斗形状；相变储热储气系统(21)中的储气罐(17)的下储气罐进出气口(29)与换热器(19)连接；换热器(19)与供气系统(10)的柱状供气管道(9)连接；相变储热储气系统(21)和供气系统(10)垂直安装在上蓄沙库(35)的库体(36)内，位于控沙阀门(7)的上端，控沙阀门(7)安装在上蓄沙库(35)的库体(36)的底部。/n
【技术特征摘要】
1.一种气沙蓄能电站，其特征在于：所述的气沙蓄能电站由上蓄沙库(35)、下蓄沙库(33)、发电机(34)、传送机组和泄沙管道(32)组成；所述的上蓄沙库(35)位于气沙蓄能电站的上部，下蓄沙库(33)位于气沙蓄能电站的下部；泄沙管道(32)安装在上蓄沙库(35)的底部，与发电机(34)连接；发电机(34)安装在上蓄沙库(35)和下蓄沙库(33)之间；传送机组位于气沙蓄能电站的一侧；所述的上蓄沙库(35)由库体(36)、相变储热储气系统(21)、供气系统(10)和控沙阀门(7)组成；库体(36)的上部为半圆柱体，下部为半圆锥体，轴向剖面为漏斗形状；相变储热储气系统(21)中的储气罐(17)的下储气罐进出气口(29)与换热器(19)连接；换热器(19)与供气系统(10)的柱状供气管道(9)连接；相变储热储气系统(21)和供气系统(10)垂直安装在上蓄沙库(35)的库体(36)内，位于控沙阀门(7)的上端，控沙阀门(7)安装在上蓄沙库(35)的库体(36)的底部。
2.按照权利要求1所述的气沙蓄能电站，其特征在于：所述的相变储热储气系统(21)由空压机(25)、储气罐(17)、相变储热体(22)、相变电加热器(20)及换热器(19)组成；相变储热体(22)、相变电加热器(20)、供气系统(10)的柱状供气管道(9)及换热器(19)置于储气罐(17)中；供气系统(10)的柱状供气管道(9)置于相变储热体(22)内的中心位置，在柱状供气管道(9)外围环绕安装有相变电加热器(20)；相变电加热器(20)的输入端与供电系统连接；相变储热体(22)的外围环绕安装有换热器(19)的管道，换热器(19)的管道置于储气罐(17)内的压缩空气中，压缩空气在换热器(19)的管道内流动时吸收相变储热体(22)的热量，提高储气罐(17)内部的压力；或由空压机(25)压缩的高温空气通过换热器(19)的管道向相变储热体(22)放热；空压机(25)安装在上蓄沙库(35)的顶部，空压机(25)的压缩空气出口(26)分别与安装在储气罐上(17)部的低温进气阀(27)和安装在换热器(19)上端的高温进气阀(28)连接；当空压机(25)压缩空气出口(26)的气体温度低于相变储热体(22)熔点或固液转换温度时，储气罐(17)上部的低温进气阀(27)打开，气体被压缩到储气罐(17)中储存；当空压机(25)压缩空气出口(26)的气体温度等于或高于相变储热体(22)熔点或固液转换温度时，换热器(19)上端的高温进气阀(28)打开，气体经换热器(19)对相变储热体(22)放热，放热后的气体被压缩到储气罐中(17)储存。
3.按照权利要求2所述的气沙蓄能电站，其特征在于：所述的储气罐(17)的下部开有下储气罐进出气口(29)，下储气罐进出气口(29)通过安装在换热器(19)下端的下换热器进出气阀(29’)与换热器(19)连接；换热器(19)上端的上换热器进出气口(28’)通过安装在供气系统中的柱状供气阀门(9’)与柱状供气管道(9)连接；所述的供气系统上下垂直安装在上蓄沙库(35)内，供气系统的进气口端通过柱状供气阀门(9’)与换热器(19)上端的上进出气口(28’)连接；控沙阀门(7)位于上蓄沙库库体(36)半圆锥体的底部，与泄沙管道(32)的上部连接，泄沙管道(32)的下部与发电机(34)的入口连接，发电机(34)的沙子排出口接入下蓄沙库(33)，下蓄沙库(33)位于发电机(34)的下部。
4.按照权利要求1所述的气沙蓄能电站，其特征在于：所述的供气系统(10)的进气口端通过柱状供气阀门(9’)与换热器(19)上端的上进出气口(28’)连接；所述的供气系统(10)由柱状供气管道(9)、第一环形供气管道(1)、第二环形供气管道(2)、第三环形供气管道(3)、第N-1环形供气管道(4)、第N环形供气管道(5)、k1梯级阀门(1’)、k2梯级阀门(2’)、k3梯级阀门(3’)、kN-1梯级阀门(4’)、kN梯级阀门(5’)、流化沙供气阀门(6’)、流化沙供气管道(6)和强排气阀门(8)组成，N为正整数；k1梯级阀门(1’)、k2梯级阀门(2’)、k3梯级阀门(3’)、kN-1梯级阀门(4’)、kN梯级阀门(5’)等距离排列在柱状供气管道(9)上，由下至上按照1～N的顺序排列；第一环形供气管道(1)、第二环形供气管道(2)、第三环形供气管道(3)、第N-1环形供气管道(4)、第N环形供气管道(5)由下至上按照1～N的顺序等距离排列，分别通过对应的连接管道穿过储气罐(17)、相变储热体(22)、相变电加热器(20)及换热器(19)分别与k1梯级阀门(1’)、k2梯级阀门(2’)、k3梯级阀门(3’)、kN-1梯级阀门(4’)、kN梯级阀门(5’)对应连接；流化沙供气管道(6)位于上蓄沙库(35)半圆锥体接近底部处、控沙阀门(7)的上部；流化沙供气管道(6)通过流化沙供气阀门(6’)与柱状供气管道(9)连接；流化沙供气管道(6)上排列有若干个朝向控沙阀门(7)方向的排气孔；柱状供气管道(9)的另一端为强排气阀门(8)，强排气阀门(8)布置于第一环形供气管道(1)的中心位置。
5.按照权利要求4所述的气沙蓄能电站，其特征在于：所述的第一环形供气管道(1)上垂直安装多个注气管(24)，注气管(24)上装有多个喷气头，在第二环形供气管道(2)、第三环形供气管道(3)、第N-1环形供气管道(4)、第N环形供气管道(5)上都环形排列均布有多个气动振捣棒(23)。
6.按照权利要求2或4所述的气沙蓄能电站，其特征在于：所述的气沙蓄能电站未发电时，相变储热储气系统(21)、供气系统(10)的所有供气阀门和控沙阀门(7)处于关闭状态，相变储热储气系统(21)中的气体停止运动，相变储热体(22)与气体不进行热交换，处于保温状态，储气罐(17)的压力恒定，上蓄沙库(35)沙子处于静止状态，上蓄沙库(35)沙子重量为：
W上蓄...
【专利技术属性】
技术研发人员：王哲，陈媛媛，国建鸿，杨子龙，曹睿，王一波，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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