[发明专利]一种岩盐溶腔储能释能装置及操作方法

说明书

本发明属于储能技术领域，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”。

技术领域

本发明涉及储能技术领域 ，具体讲是一种岩盐溶腔储能释能装置及操作方法。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明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。

本发明是这样实现的，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。