一种海底储能系统的制作方法

本技术涉及电力储能，具体涉及一种海底储能系统。

背景技术：

1、电力储能是指通过介质或设备把多余的电力存储起来，在需要时再释放出来的过程。根据能量转换形式，电力储能技术总体上可分为物理储能、化学储能和电磁储能。物理储能方式主要有抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能和冰蓄冷；化学储能主要有铅酸电池、锂离子电池、液流电池和钠硫电池等；电磁储电主要有超级电容和超导储能等。其中，抽水蓄能因其具有技术成熟、效率高、容量大、蓄能周期长等优点，成为目前广泛使用的电力储能系统。

2、抽水蓄能是在电力系统用电负荷低谷时段，通过水泵将水从低位水库送到高位水库，将电能转化为水的势能存储起来，在用电高峰时，水从高位水库排放到低位水库驱动水轮机做功发电。但是，传统的抽水蓄能系统需要特殊的地理条件建造上下两个蓄水池，初期投资巨大，建设周期长(一般约5-15年)。此外，传统的抽水蓄能系统利用淡水作为运行工质，系统对淡水资源的依赖较大，这对于一些淡水资源匮乏的岛国、城市等适用性较小。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是提供一种海底储能系统，利用海底的承压水库作为下水库，大海作为上水库，在用电低谷时，利用储能电站多余的电将承压水库内的海水抽出，将电能转化为水的势能存储起来，做储能备用，在用电高峰时，海水通过引水管道流入承压水库，此时海水经过发电机组产生电能，进而将抽水蓄能的原理应用至海洋环境，降低对淡水资源的依赖。

2、针对上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是一种海底储能系统，包括承压水库、引水管道、排气管道、漂浮牵引装置以及抽水装置；所述承压水库用于固定在海底，并且承压水库上设置有引水口与通气口，所述引水管道与排气管道均通过漂浮牵引装置漂浮在海洋中，其中所述引水管道的下端与引水口之间设置有发电机组，所述引水管道的上端靠近海平面布置，所述排气管道的下端连接在通气口上、上端伸出海平面；所述抽水装置用于抽取承压水库内的海水。

3、进一步地，所述承压水库的上端面为平面，所述发电机组设置在承压水库的上端面上。

4、进一步地，所述发电机组包括发电机房，所述发电机房的内腔密封，所述发电机房上设置有第一开口与第二开口，所述第一开口用于连接引水管道，所述第二开口用于连接海底水库的引水口，所述发电机房内设置有水轮发电机，所述水轮发电机的两开口端分别密封连接第一开口与第二开口。

5、进一步地，所述发电机房上还设置有进出舱门，所述进出舱门与所述发电机房之间密封配合，所述进出舱门包括间隔布置的第一舱门与第二舱门，所述第一舱门与所述第二舱门之间设置有进出舱水泵站以及通气孔，所述通气孔用于与外界大气导通。

6、进一步地，所述承压水库的上端对应发电机房的位置开设有检修口，所述发电机房对应检修口的位置设置有进出口，并在进出口的上方密封安装有进出盖板。

7、进一步地，所述承压水库包括多个相互拼接的水库单元，所述水库单元为立式柱状结构；相邻所述水库单元的下部通过连通通道密封连通、上部通过通气通道密封连通。

8、进一步地，所述水库单元为六棱柱结构，所述承压水库为蜂窝状结构。

9、进一步地，所述引水管道由多段管道单元拼接而成，相邻所述管道单元之间铰接连接；所述排气管道由多段排气单元拼接而成，相邻所述排气单元之间铰接连接。

10、进一步地，相邻所述管道单元之间通过万向节铰接连接，相邻所述排气单元之间通过万向节铰接连接。

11、进一步地，所述引水管道的管道壁厚从上至下逐渐增厚，所述排气管道的管道壁厚从上至下逐渐增厚。

12、进一步地，所述引水管道的上端设置有引水结构，所述引水结构包括管道接头，所述管道接头的上方设置有盖板，所述管道接头与盖板之间设置有过水连接结构，所述过水连接结构的外周设置有过水孔，所述盖板的端面用于与海平面平行。

13、进一步地，所述过水连接结构为碗状结构，所述碗状结构的大径开口端与小径开口端分别连接盖板与管道接头。

14、进一步地，所述碗状结构为由格栅拼接成的网状结构。

15、相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

16、(1)利用海底的承压水库作为下水库，大海作为上水库，在用电低谷时，利用储能电站多余的电将承压水库内的海水抽出，将电能转化为水的势能存储起来，做储能备用，在用电高峰时，海水通过引水管道流入承压水库，此时海水经过发电机组产生电能，进而将抽水蓄能的原理应用至海洋环境，降低对淡水资源的依赖。

17、引水管道的上端靠近海平面布置，可在引水时引用靠近好平面的海水，避免海底复杂环境干扰，降低引水管道堵塞的可能性，并且在实际工作中，检修工作主要集中在引水管道的引水口处，工作人员在靠近海平面的深度便可进行作业，不需直接下降到海底作业，同时当引水管道的其他位置需要检修时，工作人员可以下降至特定高度作业，同样不需要直接下降到海底，提高了作业安全性，排气管道的上端伸出海平面，可保证承压水库进出水顺畅。

18、(2)水轮发电机设置在发电机房内部，并且发电机房内腔密封，可以保证发电机房内部始终干燥，在工作时，海水通过第一开口、第二开口与水轮发电机内部连通，水轮发电机的外部始终处于干燥的环境中，不会暴露在海水环境中，降低海水对水轮发电机的腐蚀，保证使用寿命。

19、(3)设置进出舱门，工作人员可以进出发电机房，便于工作人员安装和检修发电机房以及发电机房内部器件，进出舱门包括第一舱门与第二舱门，第一舱门与第二舱门件设置抽水装置，可保证工作人员在海底作业时，海水不会进入发电机房内部，保持发电机房内部干燥，利用通气口，可保证抽水装置在抽水时，第一舱门与第二舱门之间的间隔内外压差一致，保证抽水通畅。

20、(4)承压水库设置检修口，发电机房内部设置，工作人员可利用发电机房进入承压水库检修。

21、(5)承压水库由多个拼接的水库单元组成，单个水库单元的生产建造难度较低，重量较小，实际安装时难度较小，并且单个水库单元自成一体，可提高水库组件整体的承压能力，保证水库组件使用时的稳定性，减小损害的可能性，同时单个水库单元损坏时维修难度也较小；水库单元为立式柱状结构，可提高水库组件在海水中的稳定性。

22、(6)利用引水结构可降低海洋垃圾等漂浮在海洋中的杂物进入引水管道的可能性，降低在实际工作时引水管道堵塞的可能性，保证引水。

23、(7)将过水连接结构设计为碗状结构，可提高引水效率。

技术特征：

1.一种海底储能系统，其特征在于，包括承压水库、引水管道、排气管道、漂浮牵引装置以及抽水装置；所述承压水库用于固定在海底，并且承压水库上设置有引水口与通气口，所述引水管道与排气管道均通过漂浮牵引装置漂浮在海洋中，其中所述引水管道的下端与引水口之间设置有发电机组，所述引水管道的上端靠近海平面布置，所述排气管道的下端连接在通气口上、上端伸出海平面；所述抽水装置用于抽取承压水库内的海水。

2.根据权利要求1所述的海底储能系统，其特征在于，所述承压水库的上端面为平面，所述发电机组设置在承压水库的上端面上。

3.根据权利要求2所述海底储能系统，其特征在于，所述发电机组包括发电机房，所述发电机房的内腔密封，所述发电机房上设置有第一开口与第二开口，所述第一开口用于连接引水管道，所述第二开口用于连接海底水库的引水口，所述发电机房内设置有水轮发电机，所述水轮发电机的两开口端分别密封连接第一开口与第二开口。

4.根据权利要求3所述的海底储能系统，其特征在于，所述发电机房上还设置有进出舱门，所述进出舱门与所述发电机房之间密封配合，所述进出舱门包括间隔布置的第一舱门与第二舱门，所述第一舱门与所述第二舱门之间设置有进出舱水泵站以及通气孔，所述通气孔用于与外界大气导通。

5.根据权利要求3所述的海底储能系统，其特征在于，所述承压水库的上端对应发电机房的位置开设有检修口，所述发电机房对应检修口的位置设置有进出口，并在进出口的上方密封安装有进出盖板。

6.根据权利要求2所述的海底储能系统，其特征在于，所述承压水库包括多个相互拼接的水库单元，所述水库单元为立式柱状结构；相邻所述水库单元的下部通过连通通道密封连通、上部通过通气通道密封连通。

7.根据权利要求6所述的海底储能系统，其特征在于，所述水库单元为六棱柱结构，所述承压水库为蜂窝状结构。

8.根据权利要求1所述的海底储能系统，其特征在于，所述引水管道由多段管道单元拼接而成，相邻所述管道单元之间铰接连接；所述排气管道由多段排气单元拼接而成，相邻所述排气单元之间铰接连接。

9.根据权利要求8所述的海底储能系统，其特征在于，相邻所述管道单元之间通过万向节铰接连接，相邻所述排气单元之间通过万向节铰接连接。

10.根据权利要求1所述的海底储能系统，其特征在于，所述引水管道的管道壁厚从上至下逐渐增厚，所述排气管道的管道壁厚从上至下逐渐增厚。

11.根据权利要求1所述的海底储能系统，其特征在于，所述引水管道的上端设置有引水结构，所述引水结构包括管道接头，所述管道接头的上方设置有盖板，所述管道接头与盖板之间设置有过水连接结构，所述过水连接结构的外周设置有过水孔，所述盖板的端面用于与海平面平行。

12.根据权利要求11所述的海底储能系统，其特征在于，所述过水连接结构为碗状结构，所述碗状结构的大径开口端与小径开口端分别连接盖板与管道接头。

13.根据权利要求12所述的海底储能系统，其特征在于，所述碗状结构为由格栅拼接成的网状结构。

技术总结本技术涉及电力储能技术领域，具体涉及一种海底储能系统。该系统包括承压水库、引水管道、排气管道、漂浮牵引装置以及抽水装置；所述承压水库用于固定在海底，并且承压水库上设置有引水口与通气口，所述引水管道与排气管道均通过漂浮牵引装置漂浮在海洋中，其中所述引水管道的下端与引水口之间设置有发电机组，所述引水管道的上端靠近海平面布置，所述排气管道的下端连接在通气口上、上端伸出海平面；所述抽水装置用于抽取承压水库内的海水。这样将抽水储能原理应用至海洋环境中，降低对淡水资源的依赖。技术研发人员：翁茂峰,李蒲健,刘红学,娄渊朋,苏方磊受保护的技术使用者：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司技术研发日：20231201技术公布日：2024/6/5