[发明专利]一种水（液体）轮机抽排水（液体）驱动能量转化的多尺度重力储能设施与方法

说明书

本发明公开了一种水(液体)轮机抽排水(液体)驱动能量转化的多尺度重力储能设施与方法，涉及多尺度蓄能技术领域。该设施包括抽水储能装置：重载蓄水池系统2(即重载蓄能池，下同)、一台或多台水轮机发电装置(如1、4)、蓄水池与载重设施的侧面压力缓冲结构、蓄水池底部的重载缓冲装置、重载蓄水池内壁与载重设施的侧面压力缓冲液压系统装置5、普通蓄水池3(其亦可省略，其蓄水功能设置在重载蓄水池2的上部)等。本发明通过水轮机(为可逆式，或为抽水蓄能与排水发电单独分开的水轮机)经防水锤装置、电动阀门等从重载蓄水池的全密封水套内抽水，以水压力驱动重载上行蓄能；然后，再利用重载以水压驱动水轮机带动发电机发电，周而复始。

技术领域

本发明涉及多尺度储能领域，具体为一种水轮机抽排水驱动能量转化的多尺度重力储能设施与方法。

背景技术

储能装置/设施是把能量储存起来的装置/设施，储能装置/设施通常有抽水蓄能、飞轮储能、压缩空气储能、氢气与其他合成燃料储能、电化学储能、电容器储能、热能储存、超导储能、电力系统自身储能等，其中抽水蓄能是大规模储能技术中最具优越性高效、大容量的储能技术，也是最成熟、可靠、安全、长寿命、低损耗的一种技术。比如氢气与其它合成燃料储能成本高、易燃、易爆；飞轮储能容量有限、损耗较高、能量密度不够高、自放电率高、存储时间有限；电化学储能成本高、部分存在发热问题、比本专利方案及抽水蓄能寿命短很多；压缩空气储能适合场合有限、效率低、气体压缩发热多；电容器储能损耗高、易自放电、成本高、寿命不比像抽水蓄能一样长寿的本专利方案；超导蓄能能量密度低、具有一定自放电；热储能自损耗大、场合场所局限较大；化学储能效率较低、成本较高；等等。

本专利抽排水水轮机驱动的多尺度重力储能方式除具有上述与抽水蓄能基本一样的优点外，还是综合效率高、储能量可巨大(又还是多尺度)、机动灵活可靠、运行工况多、寿命长、转换能量快、寿命期内度电平均综合成本较低、安全、可靠、极具竞争力的储能及能量转化方式，且抽水蓄能方式其具有选址很困难，往往在偏僻郊野，且存在建设成本、拆迁安置、交通运输、架线、防渗漏、建设周期长、损耗较大等缺点，以及郊野拓荒导致建设困难，抽水蓄能也需要考虑地质条件，故本专利继承了抽水蓄能几乎所有的优点，还可以在地质条件允许的非荒野、郊野建设，这样降低了建设、施工的难度，还选址灵活，也就是说基本克服了抽水蓄能绝大部分缺点、不足之处。

而其它各种储能方式各有各的优点，但基本没有达到抽水蓄能的综合性能、综合效益、综合竞争力，而本多尺度重力储能设施除基本兼顾了抽水蓄能优点及基本克服了其缺点外，本抽排水重力多尺度储能设置还可以兼顾超大规模、大规模、中等规模、小规模储能等多尺度储能方式，还基本可以做到泄露损耗极低，甚至无泄漏。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种水轮机抽排水驱动能量转化的多尺度重力储能设施与方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种水轮机抽排水驱动能量转化的多尺度重力储能设施，包括岩石、砂石或矿石(包括且不限于密度较大的较难经济利用的贫铁矿石、贫铜矿石、贫铅锌矿石、锰矿石等石头等)或土壤、泥土(当使用土壤和泥土时重载蓄水池2上面需要加封盖密封结构)、及高密度的复合、杂合物质的重力蓄能设施，所述设施包括重载或超重载物质、本重物质或超重物质坚固容器、容器外壳、防重载倾斜磕碰的容器侧面外层通过水或其它液体作用的多个封闭分隔结构(封闭液体起缓冲作用，包括耐磨密耐老化耐损坏封条、抵板、弹簧、检修便利结构等)、承重底板、承重底板凸台等。重载降落后在底部的水压(液压)缓冲装置组成有：底部凸台侧向框形防磕碰增大且降高式封水(封液)环、底部凸台内封水(封液)分隔框、分隔框内密封条、分隔框内密封条抵板、抵板弹簧、底部弹簧下缓冲垫板等。

整个水轮机抽排水驱动能量转化的多尺度重力储能设施由承受重载的蓄水池2、可逆式水轮机1、蓄水池3、可逆式水轮机4及承受重载的蓄水池2 均分液体压力的侧面的液压系统5组成。