一种利用地道储能的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用地道储能的方法，包括地道，所述方法是在地道表面铺设金属板，并将金属板焊接成一个蒸汽容器，蒸汽容器通过蒸汽管道与地面相连；当需要储存蒸汽能源时，通过蒸汽管道将蒸汽输入到蒸汽容器里，当需要利用蒸汽能源时，将蒸汽容器里的蒸汽通过蒸汽管道输出。本发明专利技术利用蒸汽容器对发电的蒸汽进行储存，当用电高峰时再将储存的蒸汽输出，推动蒸汽发电机发电，从而可有效地利用深夜电，具有结构简单、投资少、安全性高、无污染等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种利用地道储能的方法
本专利技术涉及一种储能方法，特别是涉及一种利用地道储能的方法，属于储能

技术介绍
风力、海浪、潮汐及火力发电厂在深夜电力供应时通常会产生富余，例如，我国电力的百分之八十是火力发电，深夜时用电量会减少，而火力发电的锅炉晚上不能停止工作仍然要继续发电，因此会产生多余的电力。如果多余的电力没有使用，一方面会造成电网安全事故，另一方面会造成宝贵的能源浪费，同时也无法满足百姓生活需要，比如夏天需要大量电力开空调，但深夜由于气温下降空调用电量会减少，难免存在白天电力不够而深夜电力富余的情况。目前国家投资建设大量的落差抽水发电水库用于深夜储存多余的电力，如北京密云抽水发电水库、广州白云抽水发电水库，利用两个水库之间的落差，深夜时将水从低位水库抽到高位水库进行储存，用电高峰时再将水从高位水库流向低位水库进行水力发电。但修建抽水发电水库一方面需要大量的投资和移民搬迁，另一方面还需要一定的自然落差条件，比如上海由于没有山无法形成水位落差，就无法修建抽水发电水库。因此，如何有效地贮存深夜多余的电能，不仅关系到国家电网的安全，还关系到百姓生活用电和国家能源需求，具有十分重要的经济效益和社会效益。现有的关于蒸汽储能的报道，主要采用高压容器对蒸汽进行储能。如中国专利局于2010.08.04公开的专利申请号为CN201010144453.3、专利技术名称为《蒸汽储能罐》的专利，该专利公开了一种蒸汽储能的方法，采用球形罐体储存蒸汽，虽然这种方法也能储存一定的蒸汽能源，但是这种球形罐体不仅制造成本高、储存蒸汽量少，并且安全性差，如发生爆炸将是重大安全事故。又如中国专利局于2018.05.01公开的专利申请号为CN201721268771.4、技术名称为《一种蒸汽热能储能装置》的专利，该专利同样采用了压力罐对蒸汽进行储存，这种方法同样存在着制造成本高、储存能量少、安全性差等缺陷。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题和需求，本专利技术的目的是提供一种利用地道储能的方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种利用地道储能的方法，包括地道，所述方法是在地道表面铺设金属板，并将金属板焊接成一个蒸汽容器，蒸汽容器通过蒸汽管道与地面相连；当需要储存蒸汽能源时，通过蒸汽管道将蒸汽输入到蒸汽容器里，当需要利用蒸汽能源时，将蒸汽容器里的蒸汽通过蒸汽管道输出。目前我国的主要电力来源于煤发电，但用煤发电到了深夜时，电力会富余。现在主要是利用水库落差进行抽水贮电，将深夜电储存起来在用电高峰时再释放出来。但利用水库进行抽水贮电，必须具备一定的自然条件才行。本专利技术利用高压容器对发电厂的蒸汽进行储存，当需要发电时再将储存的蒸汽输出，推动蒸汽发电机发电。另外，制造高压蒸汽容器成本巨大，并且安全性差，一旦发生爆炸会造成巨大的安全事故，而本专利技术在地道里修建高压容器，由于地道可以承受巨大的压力，因此本专利技术的蒸汽容器只起到一个隔离蒸汽和传递压力的作用，本身并不需要承受巨大的压力，安全性好，压力稳定性好。例如：如果要承受150个大气压的蒸汽，需要厚度60毫米的钢板，而本专利技术只需要厚度10毫米就可以了，成本低廉，同等厚度的蒸汽容器可承受的蒸汽压力更大，储存蒸汽量大，同时，虽然10毫米厚度的钢板只能承受10个大气压的蒸汽，但由于钢板紧贴在地道的内表面，将其余的140个大气压传递到地道的内表面，所以仍然可以承受150个大气压，并且地道位于地下，上面有土层，所以非常安全。作为优选方案，所述金属板具有折叠形状如波纹状，保证在受到气压的作用时具有伸缩功能。由于当蒸汽输入或输出时，蒸汽容器所承受的压力是不同的，蒸汽压力的不同会使蒸汽的温度也不同，金属板在温度变化时会产生热胀冷缩现象。长期地热胀冷缩会使金属板的焊接处产生裂隙，从而影响其使用寿命和安全性。现在本专利技术使金属板具有折叠形状如波纹形状，这样在热胀冷缩时，通过自身的折叠形状可以消除热胀冷缩所造成的影响。作为优选方案，对所述地道表面进行硬化处理，保证与金属板能紧密相贴。地道表面通常是不平整的，通过硬化处理一方面可以提高地道的抗压能力，另一方面可以保证金属板与地道的紧密贴合。通过紧密贴合可以有效地将蒸汽容器里的蒸汽压力传递到地道表面，通过地道表面传递到土壤里。作为优选方案，在地道的表面或/和金属板的内或外表面安装保温层。蒸汽本身的温度非常高，如果不进行保温就会造成蒸汽的温度下降，从而造成能源的浪费，通过安装保温层，可提高蒸汽能源的利用率。作为优选方案，将地道分隔成二个或二个以上部分，其中一个为主体地道，在主体地道里安装了电加热装置；其余为次体地道，与蒸汽发电机相连；将次体地道通过蒸汽发电机所发的电与主体地道里的电加热装置相连，通过电加热装置给主体地道内的蒸汽加热，提高主体地道里面的蒸汽压力。对于蒸汽发电机而言，蒸汽压力的稳定性是非常关键的。如果蒸汽的压力不稳定，其所发出的电力也不稳定，会造成电网的不安全，发出的电的品质也不高，价值大打折扣。为什么很多风力发电机停止不转动，就是因为风力发的电不稳定，品质差，会造成电网的不安全。所以当风力发电的量占到电网的一定比例后就不能再发电，否则会造成整个供电的电网安全事故。当地道里的蒸汽向外输出推动蒸汽发电机发电时，经过一段时间，蒸汽的压力会逐步下降，如从150个大气压降低到145个大气压，这时所发的电功率会下降，电的品质也会下降。本专利技术通过将次体地道通过蒸汽发电机所发的电与主体地道里的电加热装置相连，通过电加热装置将给主体地道内的蒸汽加热，提高主地道里面的蒸汽压力，保证主地道里面的蒸汽压力仍然保持在150个大气压，从而输出高品质的蒸汽，发出的电也是高品质。作为优选方案，将二个或二个以上的地道中的一个为主地道，在主地道里安装了电加热装置；其余地道为副地道；副地道与蒸汽发电机相连；将副地道所发的电与主地道里的电加热装置相连，通过电加热装置给主地道内的蒸汽加热，提高主地道里面的蒸汽压力。由于地质条件的限制，有时无法开掘一个大型地道，从而限制了蒸汽的贮量。本专利技术可以开掘多个小型地道，将多个地道通过本专利技术的方式，相互补充利用，同样也可以达到大型地道的效果。如果是一个大型地道，虽然也可以达到大量储存蒸汽的效果，但如果一旦需要维修，则整个地道无法储存蒸汽。而采用本方法如果其中一个地道需要维修，其余的地道还可以正常工作，不会影响整个储存蒸汽系统。作为进一步优选方案，在主体地道或主地道里安装了温度或压力传感器及温度或压力控制系统，当蒸汽压力达到要求后，电加热装置停止加热；或次体地道或副地道停止供电。作为进一步优选方案，次体地道或副地道通过发电带动蒸汽增压或直接利用蒸汽增压，将增压后的蒸汽直接输入到主体地道或主地道里。增加蒸汽的压力就能保证发出的电力的品质，同时直接对蒸汽进行增压，同样能达到保证蒸汽的压力的稳定。增压的方式有多种，如直接用次体地道或副地道里的蒸汽推动蒸汽压缩机，将低压蒸汽压缩成高压蒸汽；也可以通过所发的电带动蒸汽压缩机，将低压蒸汽压缩成高压蒸汽输入到主体地道或主地道里。作为优选方案，所述蒸汽是通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用地道储能的方法，包括地道，其特征是：在地道表面铺设金属板，并将金属板焊接成一个蒸汽容器，蒸汽容器通过蒸汽管道与地面相连；当需要储存蒸汽能源时，通过蒸汽管道将蒸汽输入到蒸汽容器里，当需要利用蒸汽能源时，将蒸汽容器里的蒸汽通过蒸汽管道输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用地道储能的方法，包括地道，其特征是：在地道表面铺设金属板，并将金属板焊接成一个蒸汽容器，蒸汽容器通过蒸汽管道与地面相连；当需要储存蒸汽能源时，通过蒸汽管道将蒸汽输入到蒸汽容器里，当需要利用蒸汽能源时，将蒸汽容器里的蒸汽通过蒸汽管道输出。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述金属板具有折叠形状，保证在受到气压的作用时具有伸缩功能。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：对所述地道表面进行硬化处理，保证与金属板能紧密相贴。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在地道的表面或/和金属板的内或/和外表面安装保温层。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将地道分隔成二个或二个以上部分，其中一个为主体地道，在主体地道里安装了电加热装置；其余为次体地道，与蒸汽发电机相连；将次体地道通过蒸汽发电机所发的电与主体地道里的电加热装置相连，通过电加热装置给主体地道内的蒸汽加热，提高主体地...

【专利技术属性】
技术研发人员：王武生，
申请(专利权)人：上海广谋能源技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31