一种将抽水蓄能电站规模提高到500万千瓦以上的方法技术

本发明专利技术涉及抽水蓄能电站技术领域，提供了一种将抽水蓄能电站规模提高到500万千瓦以上的方法。现有抽水蓄能电站单体规模多数在100万千瓦左右，个别可到200

【技术实现步骤摘要】
一种将抽水蓄能电站规模提高到500万千瓦以上的方法


[0001]本专利技术涉及抽水蓄能电站
，尤其是一种将抽水蓄能电站规模提高到500万千瓦以上的方法。

技术介绍

[0002]现有大多数抽水蓄能电站单体规模在100万千瓦左右，少数可到200
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300万千瓦，最大的单体装机规模为360万千瓦。电站水头范围从200米到800米不等，主要采用反击式可逆混流水泵水轮机组。引水管道洞井形式，为施工方便多将平洞、斜井和竖井交替分级布置，衬砌多以透水限裂设计理念设计，钢筋混凝土为透水衬砌，引水压力钢管按照《水电站压力管道设计规范》（NB/T 35056
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2015）3.3.5条规定：“一般地下厂房前或地下埋管出洞前的钢管长度不宜小于钢管最大静水压力的0.25倍”，一般布置较短的钢衬。由于钢筋混凝土衬砌建造成本低于钢衬，为缩小钢衬长度和机组计算得出的吸出高度负值较大的原因，厂房往往布置在地下，通过开挖隧洞形成地下厂房洞室群。

技术实现思路

[0003]以风光为主的新型电力系统，由于间歇性的原因需要更大规模的储能设施与其配套，现有储能技术除抽水蓄能外，虽技术进步较快，但规模尚无法同抽水蓄能相比，而抽水蓄能电站面临选址受地理条件限制的问题。从可再生能源替代传统化石能源，以及更有效的利用抽水蓄能站址资源，降低抽水蓄能成本，提高抽水蓄能电站的单体规模都是极其必要的，但由于现有采用反击式可逆混流水泵水轮机组的抽水蓄能电站，受水头高度限制，规模扩大面临水库淹没面积过大，输水管道管径过大，地下厂房投资过大等问题，单体规模进一步扩大较为困难。
[0004]本专利技术一种将抽水蓄能电站规模提高到500万千瓦以上的方法，将采用以下技术措施，实现提高抽水蓄能电站单体规模的目的：1、采用水斗式水轮机组。由于水斗式水轮机工作水头可在800米以上，以水头为1500米为例，同等功率下比水头为500米的混流式抽水蓄能电站水库可减少1/3，输水管道管径减少1/3以上。同时，水斗式水轮机具有稳定运行范围大(15
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100%)，低负荷范围区运行效率高且稳定，下游尾水系统简单等优势，为扩大抽水蓄能电站规模创造了条件。
[0005]2、改变现有抽水蓄能电站厂房在地下布置的方式，将抽水蓄能电站的厂房采用地面开挖的方法建设形成。现有技术为了缩短压力管道长度，以及水泵水轮机吸出高度负值较大，将厂房布置在地下的中部和尾部，但对于采用水斗式水轮机的抽水蓄能电站，如果采用现有比较成熟的20
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30万千瓦的水斗式水轮机，电站将需要20
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30台机组，地下厂房受到跨度和相邻洞室水平净距的限制，布置困难，造价较高。本专利技术采用山体外部地面开挖的形式建设抽水蓄能电站厂房，以布置较多的水斗式水轮机组，提升抽水蓄能电站规模，同时，省去地下厂房开挖地下洞室群的成本，缩短电站整体建设周期。
[0006]3、引水管道50%以上长度采用钢衬。现有抽水蓄能电站为节省压力管道钢材用量，
一般在满足规范要求的前提下，尽量少用钢衬，但对于800米以上水头，混凝土衬砌尚无法适用。本专利技术通过50%以上引水管道采用钢衬，也可以100%采用，以提高引水管道流速70
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80%，缩小引水管道管径，同时，钢衬为不透水衬砌结构，可有效解决高压引水管道内水外渗问题，对北方干燥地区，尤为适用，并降低抽水蓄能电站全寿命周期维护成本，引水管道采用钢衬增加的投资由电站增加的规模予以有效分摊。
[0007]4、引水钢管单独或复合采用管箍和缠绕的方法，以承载内水压力，减少钢管壁厚。管箍是在钢管外套上高强钢煅制的钢箍，钢箍对钢管产生预压应力，本身承受预拉应力，钢箍和钢管联合承担内水压力。缠绕是指用金属或非金属的缠绕线缠绕钢管外侧，以增强钢管承担内水压力的能力，通过以上技术的使用，达到减小钢管壁厚、节约钢材、降低成本的目的。
[0008]5、将抽水蓄能电站引水隧洞线路主要通过硬岩掘进机（TBM）开挖形成，如有少数不适宜TBM作业的线段，使用传统钻爆法解决。现有抽水蓄能电站因地下洞室群复杂，洞径设置不同，地下厂房多在中部或尾部布置，平洞、斜井、竖井交替，转弯半径小等原因，硬岩掘进机可作业洞线长度短，无法在大部分洞线上由TBM开挖完成，本专利技术因将地下厂房移到外部，引水隧洞长度长，电站距高比大，转弯半径大，可实现主要洞线由硬岩掘进机开挖完成，从而缩短引水隧道开挖工期。
[0009]通过综合采用本专利技术的以上技术措施，可达到以下技术效果：1、将抽水蓄能电站单体规模提高的500万千瓦以上，并提升抽水蓄能电站的整体规模水平，使采用本专利技术技术措施的抽水蓄能电站很容易实现现有技术个别项目才能达到的200万千瓦以上的装机规模，对地理条件优越的站址单体规模可做到1000万千瓦以上； 2、经初步测算，本专利技术的抽水蓄能电站单位功率造价可比现有的混流式水泵水轮机抽水蓄能电站的单位千瓦造价降低20
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50%；3、通过本专利技术实现的规模优势，进一步拉大抽水蓄能电站同其它竞争性的储能技术的领先水平。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种将抽水蓄能电站规模提高到500万千瓦以上的方法，其特征在于：通过1、抽水蓄能电站采用水斗式水轮机组；2、电站的厂房采用地面开挖的方式建设形成；3、引水管道50%以上长度采用钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：高光，
申请(专利权)人：高光，
类型：发明
国别省市：