CN116085174A - 一种抽水蓄能电站 - Google Patents

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邱焕峰
郑雪玉
孔宇田
李大成
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Abstract

本发明提供一种抽水蓄能电站，包括上水库、下水库和过渡水库，上水库、下水库和过渡水库通过引水管依次连接，过渡水库包括可逆水轮机和贮水池，引水管还连接于可逆水轮机与贮水池之间。采用本发明的技术方案，通过在上水库与下水库之间设置过渡水库，过渡水库对上下水库之间的水头差产生了分级作用，从而使作用于单个过渡水库内水轮机的水流压力大大减小，减少了水流中形成水锤的概率，避免水轮机承受高水头冲击，保证了水轮机的安全稳定运行，另外，在单个过渡水库内，流经水轮机后的尾水送入贮水池，在贮水池内暂时缓存，减缓了水锤冲击力，降低了水流紊流效应，使送入下一级水轮机的水流压力保持适当，进一步保证了水轮机的安全稳定运行。

Description

一种抽水蓄能电站
技术领域
本发明属于水利水电技术领域，尤其涉及一种抽水蓄能电站。
背景技术
蓄能储电***已成为当今世界各国公认的最合理、最经济和最可靠的调峰电源。建设蓄能储电电站是满足电网调峰需求增长和消耗电网剩余电能的可靠措施，是改善电网结构、运行条件和降低运行成本的需要，是增强电网紧急事故备用能力的需要，是配合核电站和风电等运行的需要，建设抽水蓄能电站具有较大的生态和环境效益，建设抽水蓄能电站工程投资较少、工期较短。
例如，公开号为：“CN214836838U”的专利文献，公开了一种蓄能储电***。它包含上水库，上水库的出口端上设有压力隧洞，压力隧洞上设有调压井，压力隧洞的下游段连接有水道，水道的底端上设有可逆水泵水轮机，可逆水泵水轮机的出水端连接有尾水隧洞，尾水隧洞上设有下水库，可逆水泵水轮机的出水端上设有旁通过流通道，旁通过流通道上设有调压阀，调压阀的出口端与尾水隧洞连通。该专利技术在上水库的出口段上设置调压井和在可逆水泵水轮机的出口旁路通道上设置调压阀，通过调压井与调压阀的联调防护，有效降低了可逆水泵水轮机末端的水流压力和其转速上升率。
然而，抽水蓄能机组包括抽水和发电两个工况，现有抽水蓄能电站一般适用于上水库与下水库之间水头差为400-700m的范围，如若上水库与下水库之间水头差超过700m，当抽水蓄能机组运行在发电工况时，水头差过大，水流下泄压力过大，则会在水流中形成水锤，水锤对水轮机造成巨大的冲击，使水轮机高转速运行，水轮机转轮离心力增大，使水轮机产生显著的“截止效应”，影响了水轮机组的安全稳定运行。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种抽水蓄能电站。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供一种抽水蓄能电站，包括上水库、下水库和过渡水库，所述上水库、下水库和过渡水库通过引水管依次连接，所述过渡水库包括可逆水轮机和贮水池，所述引水管还连接于可逆水轮机与贮水池之间。
设所述贮水池容量为V，所述过渡水库数量为n个，n为自然数，所述引水管还连接于任意相邻两个过渡水库之间，所述引水管满载流量为Q，所述抽水蓄能电站预设的泄流时间为h，则V、n、Q和h之间满足以下关系式：V≥nQh。
任意两个所述贮水池容量均相等。
设所述上水库与下水库之间的水头差为H，所述过渡水库数量为n个，n为自然数，任一相邻两个过渡水库之间的水头差为H/n。
所述上水库与下水库之间的水头差为1500m，所述过渡水库数量为2个。
所述抽水蓄能电站还包括库房，所述过渡水库安装于库房内。
所述贮水池与引水管之间还连接有闸阀。
所述贮水池还与通气管的一端连接，通气管的另一端伸入大气环境中。
本发明的有益效果在于：采用本发明的技术方案，通过在上水库与下水库之间设置过渡水库，过渡水库对上下水库之间的水头差产生了分级作用，从而使作用于单个过渡水库内水轮机的水流压力大大减小，减少了水流中形成水锤的概率，避免水轮机承受高水头冲击，保证了水轮机的安全稳定运行，另外，在单个过渡水库内，流经水轮机后的尾水送入贮水池，在贮水池内暂时缓存，减缓了水锤冲击力，降低了水流紊流效应，使送入下一级水轮机的水流压力保持适当，进一步保证了水轮机的安全稳定运行。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明过渡水库的结构示意图。
图中：1-上水库，2-下水库，3-过渡水库，4-引水管，31-可逆水轮机，32-贮水池，5-库房，6-闸阀，7-通气管。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1、图2所示，本发明提供一种抽水蓄能电站，包括上水库1、下水库2和过渡水库3，上水库1、下水库2和过渡水库3通过引水管4依次连接，过渡水库3包括可逆水轮机31和贮水池32，引水管4还连接于可逆水轮机31与贮水池32之间。
采用本发明的技术方案，通过在上水库与下水库之间设置过渡水库，过渡水库对上下水库之间的水头差产生了分级作用，从而使作用于单个过渡水库内水轮机的水流压力大大减小，减少了水流中形成水锤的概率，避免水轮机承受高水头冲击，保证了水轮机的安全稳定运行，另外，在单个过渡水库内，流经水轮机后的尾水送入贮水池，在贮水池内暂时缓存，减缓了水锤冲击力，降低了水流紊流效应，使送入下一级水轮机的水流压力保持适当，进一步保证了水轮机的安全稳定运行。
进一步地，设贮水池32容量为V，过渡水库3数量为n个，n为自然数，引水管4还连接于任意相邻两个过渡水库3之间，引水管4满载流量为Q，抽水蓄能电站预设的泄流时间为h，则V、n、Q和h之间满足以下关系式：V≥nQh。优选任意两个贮水池32容量均相等。
另外，设上水库1与下水库2之间的水头差为H，过渡水库3数量为n个，n为自然数，任一相邻两个过渡水库3之间的水头差为H/n。上水库1与下水库2之间的水头差为1500m，过渡水库3数量为2个，则此时，相邻两个过渡水库之间的水头差仅为1500/2＝750m，从而大大减缓了水流对水轮机的冲击力，保证了可逆水轮机的安全稳定运行。
此外，抽水蓄能电站还包括库房5，过渡水库3安装于库房5内。贮水池32与引水管4之间还连接有闸阀6。贮水池32还与通气管7的一端连接，通气管7的另一端伸入大气环境中。采用本发明的技术方案，在单个过渡水库内，流经水轮机后的尾水送入贮水池，在贮水池内暂时缓存，减缓了水锤冲击力，降低了水流紊流效应，使送入下一级水轮机的水流压力保持适当，进一步保证了水轮机的安全稳定运行。

Claims (8)

1.一种抽水蓄能电站，其特征在于：包括上水库(1)、下水库(2)和过渡水库(3)，所述上水库(1)、下水库(2)和过渡水库(3)通过引水管(4)依次连接，所述过渡水库(3)包括可逆水轮机(31)和贮水池(32)，所述引水管(4)还连接于可逆水轮机(31)与贮水池(32)之间。
2.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能电站，其特征在于：设所述贮水池(32)容量为V，所述过渡水库(3)数量为n个，n为自然数，所述引水管(4)还连接于任意相邻两个过渡水库(3)之间，所述引水管(4)满载流量为Q，所述抽水蓄能电站预设的泄流时间为h，则V、n、Q和h之间满足以下关系式：V≥nQh。
3.根据权利要求2所述的一种抽水蓄能电站，其特征在于：任意两个所述贮水池(32)容量均相等。
4.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能电站，其特征在于：设所述上水库(1)与下水库(2)之间的水头差为H，所述过渡水库(3)数量为n个，n为自然数，任一相邻两个过渡水库(3)之间的水头差为H/n。
5.根据权利要求4所述的一种抽水蓄能电站，其特征在于：所述上水库(1)与下水库(2)之间的水头差为1500m，所述过渡水库(3)数量为2个。
6.根据权利要求1或2或4或5任一项所述的一种抽水蓄能电站，其特征在于：所述抽水蓄能电站还包括库房(5)，所述过渡水库(3)安装于库房(5)内。
7.根据权利要求1或2所述的一种抽水蓄能电站，其特征在于：所述贮水池(32)与引水管(4)之间还连接有闸阀(6)。
8.根据权利要求6所述的一种抽水蓄能电站，其特征在于：所述贮水池(32)还与通气管(7)的一端连接，通气管(7)的另一端伸入大气环境中。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117144863A (zh) * 2023-09-28 2023-12-01 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司 一种梯级抽水蓄能电站

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