本发明专利技术属于储能技术领域，具体公开了一种岩盐溶腔储能释能装置及操作方法，本发明专利技术是利用岩盐水溶开采后形成的岩盐溶腔，并包括有储能通道，连通于岩盐溶腔，并在储能通道的端口设置有储能机械单元；以及释能通道，连通至岩盐溶腔，并在释能通道端口设置有释能高压气体的气量气压调控装置，连通能量转换单元；在所述释能通道的释能入口端安装安全装置；由于岩盐的渗透率极低，可直接利用岩盐溶腔，加之岩盐溶腔生成于数百米甚至数千米地层，完全可以存储压力达10个兆帕左右的压缩空气。本发明专利技术相比于以石油或天然气为燃料的储热的压缩空气储能发电系统，不会因为石油或天然气的燃烧而产生的空气污染，是真正的“碳零排放”。。。
【技术实现步骤摘要】
一种岩盐溶腔储能释能装置及操作方法
[0001]本专利技术涉及储能
，具体讲是一种岩盐溶腔储能释能装置及操作方法。
技术介绍
[0002]盐岩溶腔储能是一种利用采盐企业在地下有开采价值的盐岩层中采取水溶工艺提取盐卤后形成的溶腔空间以储存气体的技术。其深度、容量、间距和压力等参数根据不同的地形和地质条件而定。盐岩溶腔深埋于地下数百米至上千米，其力学性能稳定，承压能力强，能够适应储存压力的交替变化。同时，岩盐在高压下具有一定的塑性，具备自我修复损伤的能力，渗透率较低，能够保证存储溶腔的气密性。此外，盐岩溶腔的开采及适用技术成熟，具有储气容量大、寿命长、造价及运行维护费用低等优点，目前广泛应用于储存压缩天然气、石油以及压缩空气等相关产品。
[0003]对于压缩天然气和压缩空气，目前对于这两者的技术要求未予以区分，以至于将两种气体的储存条件混淆。实际上压缩天然气的储存，仅将岩盐溶腔作为容器，它将天然气加压注入溶腔，在从溶腔中提取储存天然气时，仅靠溶腔内的压力就能将其中的天然气升至地面，卸压转入其它容器。而岩盐溶腔储存高压气体，是从空压机将空气加压注入岩盐溶腔开始，直到释能做功，驱动透平机发电，必须要求该高压气体，在完全密闭的管道中运行，发电要利用的也就是气体的压力作为动能，任何压力衰减都会造成效率的损失。要能保持气体在全过程的高压状态，岩盐溶腔作为储存库，从理论上讲，就应该象金属容器那样内壁光滑干净，而事实上，岩盐溶腔是不可能达到这样的条件。
[0004]首先，岩盐溶腔在水溶开采盐卤时，从井底提升到井口储卤池，不时带有胡豆、青豆大小颗粒的盐晶体。仅从采集盐卤讲是好事，因为饱和盐卤一般也仅有28波美度左右，而盐晶体的氯化钠纯度在90%以上。可是在岩盐溶腔的盐卤提取干净，作为高压空气储存库后，岩盐溶腔内仍存有相当数量的盐晶颗粒，当释能中心套管开放井口扎阀后，高压空气可能将这些颗粒夹带而上，当夹带有盐晶颗粒的高压空气输入透平发电机组时，这些颗粒对透平机叶片的冲击，就会像高压气枪射出的枪弹，损坏设备，造成安全事故。同时，岩盐溶腔由于长时间的水溶开采，溶腔体积增大，可能由于岩盐顶板结构的不稳定性，容易造成溶腔内顶板或盐壁的垮塌，会增加溶腔内的小颗粒杂物，又由于岩盐井在施工和采卤维修时，一些诸如板手、起子、镙栓镙帽有可能掉进溶腔内，这些都是释能输出高压空气的安全隐患。
技术实现思路
[0005]因此，为了解决上述不足，本专利技术在此提供一种岩盐溶腔储能释能装置及操作方法，通过设置安全装置能够预防释能时溶腔内的杂质被高压空气夹带而引起的安全隐患，并通过间歇性反循环的操作方法，能够将附着在安全装置上的杂物进行清理。
[0006]本专利技术是这样实现的，构造一种岩盐溶腔储能释能装置，包括岩盐溶腔，在内部形成储能库；储能通道，连通于岩盐溶腔，并在储能通道的能量入口端设置有储能机械单元；以
及释能通道，连通至岩盐溶腔，并在释能通道的释能出口端依次设置释能高压气体的气量气压调控装置，与能量转换单元；在所述释能通道的释能入口端固定安装有位于岩盐溶腔内防止颗粒物进入释能通道的安全装置。
[0007]优选的，所述安全装置开设有数个进风细孔，数个进风细孔的孔径总面积大于释能通道的横截面积。此设置的目的是，通过安全装置防止颗粒物进入释能通道，因为颗粒物进入释能通道后，经过加速能够增加动能，从而导致颗粒物与上端的机械设备发生较大碰撞而破坏机械设备，所以通过该安全装置能够避免该事故的发生，而在安全装置上设置数个进风细孔，该进风细孔能够实现通风和过滤掉颗粒物；同时数个进风细孔的孔径总面积大于释能通道的横截面积，目的是能够保证通风能力，保证压缩气体经过安全装置时压力不会有衰减。
[0008]优选的，数个所述进风细孔的孔径总面积大于或等于释能通道横截面积的三倍，同时所述进风细孔的孔径为1
‑
2毫米。此设置的目的是能够保证通风能力，保证压缩气体经过安全装置时压力不会有衰减，因为三倍是最小的临界值。
[0009]进一步的，所述岩盐溶腔上端设置有储能技术套管，在该储能技术套管的上端通过井口装置总成安装有位于储能技术套管内的释能中心套管，在所述释能中心套管外壁与储能技术套管内壁之间的环形空间形成储能通道，在所述释能中心套管内形成释能通道。
[0010]所述安全装置安装于释能中心套管的底部。
[0011]进一步的，所述释能中心套管的底部延伸至岩盐溶腔。
[0012]进一步的，所述释能高压气体的气量气压调控装置设置在释能套管出口与能量转换单元之间。
[0013]进一步的，所述能量转换单元为透平发电机组，所述储能机械单元为空压机组。
[0014]一种岩盐溶腔储能释能装置的操作方法，包括如下步骤：步骤一：形成岩盐溶腔，对开采后的盐井进行清理，并在盐井内形成岩盐溶腔；要能够利用岩盐溶腔作为储存高压空气的储存库，必须防止溶腔中排除完盐卤后，余下的岩盐结晶体及盐井钻勘和在提卤生产阶段丢落下井的工具、镙栓镙帽等杂物，夹带在释能高压气体中，冲击井口装置、甚至透平发电机组，造成重大安全事故；在形成岩盐溶腔的排盐卤的过程中，对排出的盐卤体积进行计量，当盐卤在常压并填充满岩盐溶腔时，所排出的盐卤体积等于岩盐溶腔的最大容积（即可容纳压缩空气的最大体积），并计量该数据，用于后续加入压缩空气时调整相应参数的参考。
[0015]步骤二：完成步骤一后形成储能通道和释能通道，并在释能通道的释能入口端固定安装位于岩盐溶腔内防止颗粒物进入释能通道的安全装置；步骤三：完成步骤二后在储能通道的能量入口端安装储能机械单元，在释能通道的释能出口端安装气量气压调控装置和能量转换单元；步骤四：低电价时段储能。完成步骤三后，在电价低的时段储能，通过电能带动储能机械单元工作，该储能机械单元将压缩气体通过储能通道存储于岩盐溶腔中备用；步骤五：用电高峰时段，即高电价时段释能，将压缩气体通过释能通道释能，压缩气体通过气量气压调控装置的释放带动能量转换单元工作，能量转换单元将压缩气体释放
的能量转换为电能，作为电网的调峰电源。
[0016]优选的，上述操作方法，还包括步骤六：清理安全装置被杂物堵住进风气孔，清理时采用压缩气体间歇式反循环，在释能通道端口检测到释能能力明显低于预定值时，向释能通道通入气体，使得释能通道和储能通道气体流通方向相反，通过反向的气体卸下堵于进风细孔的颗粒，使释能通道畅通。间隙性控制循环时间，每次不得超过高压气体从井口到井底的注入流程时间。反循环规定时间一到，又调整为正循环运行一定时间。再以反循环运行，反复数次即可。这样就能在反循环疏通释能中心套管的同时，杂物尚未到达储能套管上部就被正循环的压缩气体压入溶腔内。
[0017]优选的，当步骤一中所述岩盐溶腔为单溶腔时，步骤二中形成储能通道和释能通道的方式为，在所述岩盐溶腔的上端设置储能技术套管，在该储能技术套管的上端通过井口悬挂总成安装有位于储能技术套管内的释能中心套管，在所述释能中心套管外壁与储能技术套管内壁之间形成环形储能通道，在所述释能中心本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种岩盐溶腔储能释能装置，其特征在于：包括岩盐溶腔（1），在内部形成储能库；储能通道（8），连通于岩盐溶腔（1），并在储能通道（8）的能量入口端设置有储能机械单元（5）；以及释能通道（9），连通至岩盐溶腔（1），并在释能通道（9）的释能出口端依次设置释能高压气体的气量气压调控装置（6）与能量转换单元（7）；在所述释能通道（9）的释能入口端固定安装有位于岩盐溶腔（1）内防止颗粒物进入释能通道的安全装置（4）。2.根据权利要求1所述一种岩盐溶腔储能释能装置，其特征在于：所述安全装置（4）开设有数个进风细孔，数个进风细孔的孔径总面积大于释能通道的横截面积。3.根据权利要求2所述一种岩盐溶腔储能释能装置，其特征在于：所述数个进风细孔的孔径总面积大于或等于释能通道横截面积的三倍。4.根据权利要求1所述一种岩盐溶腔储能释能装置，其特征在于：所述岩盐溶腔（1）上端设置有储能技术套管（2），在该储能技术套管（2）的上端通过井口装置（10）总成安装有位于储能技术套管（2）内的释能中心套管（3），在所述释能中心套管外壁与储能技术套管内壁的环形空间形成储能通道（8），在所述释能中心套管内形成释能通道（9）；所述安全装置（4）安装于释能中心套管（3）的底部；所述高压气体的气量气压调控装置（6）安装于释能套管出口与能量转换单元（7）之间。5.根据权利要求4所述一种岩盐溶腔储能释能装置，其特征在于：所述释能中心套管（3）的底部延伸至岩盐溶腔（1）。6.根据权利要求1
‑
5任一权利要求所述一种岩盐溶腔储能释能装置，其特征在于：所述能量转换单元（7）为透平发电机组，所述储能机械单元（5）为空压机组。7.一种如权利要求1
‑
6任一权利要求所述的岩盐溶腔储能释能装置的操作方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：形成岩盐溶腔，对开采后的盐井进行清理，并在盐井内形成岩盐溶腔；步骤二：完成步骤一后形成储能通道和释能通道，并在释...
【专利技术属性】
技术研发人员：张铭泰，
申请(专利权)人：张铭泰，
类型：发明
国别省市：
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