[发明专利]水溶造腔储能联合系统及方法

说明书

本发明提供水溶造腔储能联合系统及方法，增加水溶造腔中返出卤水的含盐量，也有助于物理储能技术的推广和应用。其包括水泵水轮机、水气容器、卤水池、地下盐穴；所述水泵水轮机的进水口连接卤水池上部清液，所述水泵水轮机出口连接水气容器，水泵水轮机与水气容器之间设置有阀门；水气容器水端出口连接地下盐穴，管路上设置有水端阀门；水气容器气端出口连接地下盐穴顶部；地下盐穴底部通过管路与卤水池连通；卤水池与水泵水轮机入口之间设置有连接管路。本系统改变了传统抽水蓄能系统中基于高低水位布置水泵、水轮机组的固定方式，可依据操作简便原则实现水泵、水轮机的灵活布置，同时能够进行水溶造腔和储能的双系统利用。

技术领域

本发明属于物理储能技术领域，具体涉及水溶造腔储能联合系统及方法。

背景技术

在我国，盐穴资源丰富，盐穴作为储气、储油空间来利用变得越来越广泛。大规模、低成本地建设盐穴储气库是紧要问题。在传统的盐穴造腔过程中，多用水溶造腔工艺，将淡盐水或清水注入盐层中，随着清水或淡盐水的进入，将盐层溶腔中原有的卤水挤出，随着该过程反复进行，盐层中的盐被水不断带出，完成地下盐穴的水溶造腔过程。而在上述方法中，为了保障经济性，既要求造腔速度快又要求造腔容积大。

为了满足较快的造腔速度，需将清水或淡盐水以较大流量和较大水头注入地下盐穴中，水泵耗能较高且由于清水注入后与地下盐穴中盐层接触时间较短返出的卤水含盐量较低。此外，为了满足经济性要求大多地下盐穴造腔结束后要有较大空间，便于储气或储油，这就限制了中小型地下盐穴的开发。

在物理储能技术中，压缩空气储能和抽水蓄能技术以其可靠性高、效率高以及成本低而备受关注，且该技术发展已久，相对成熟，基本可以实现储能盈利，但是现有物理储能中，都需要去寻找或者利用已有的废弃空间，其储能的位置和环境对能量的需求不一定合适，这不利于储能的真正有效利用，并且无法对现有系统进行利用和补充。

发明内容

为了解决现有技术中中小型地下盐穴水溶造腔中成本较高，储能系统储能空间有限的问题，本发明提供水溶造腔储能联合系统及方法，增加水溶造腔中返出卤水的含盐量，也有助于物理储能技术的推广和应用。

本发明是通过以下技术方案来实现：

水溶造腔储能联合系统，包括水泵水轮机、水气容器、卤水池、地下盐穴；

所述水泵水轮机的进水口连接卤水池上部清液，所述水泵水轮机出口连接水气容器，水泵水轮机与水气容器之间设置有阀门；

水气容器水端出口连接地下盐穴，管路上设置有水端阀门；水气容器气端出口连接地下盐穴顶部；地下盐穴底部通过管路与卤水池连通；卤水池与水泵水轮机入口之间设置有连接管路。

优选的，所述地下盐穴为单井结构或双井结构的盐井。

优选的，所述水泵水轮机为水泵水轮一体机或水泵和水轮机的组合。

优选的，所述水气容器气端出口连接地下盐穴顶部的气端管路和所述地下盐穴底部与卤水池连通的管路分别设置相应的阀门。

优选的，水泵水轮机的进水口还连接有来流清水。

水溶造腔储能联合方法，基于上述任意一种水溶造腔储能联合系统，包括，

进行储能或造腔，水泵水轮机组将卤水池上部清液的淡卤水压入水气容器，于此同时，水气容器中气体经气端管路进入地下盐穴，地下盐穴中卤水在气体挤压下排出进入卤水池中；

进行释能，水气容器中的淡卤水经阀门进入水泵水轮机组后进入卤水池，于此同时，地下盐穴中的气体在卤水池与地下盐穴液柱的压差作用下进入水气容器中；

进行造腔准备，地下盐穴中卤水排出后，水泵水轮机和所在管路阀门关闭，水端阀门打开，在高度落差作用下，水气容器中的淡卤水经水端管路进入地下盐穴，与此同时，地下盐穴中的气体经气端管路进入水气容器中。