CN114017241A - 抽蓄电站抽蓄机组与常规机组混合布置结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抽蓄电站抽蓄机组与常规机组混合布置结构，涉及水利水电工程领域，解决现有水电站抽蓄机组与常规机组独立设置引水系统所导致的工程量大、投资高的问题。本发明采用的技术方案是：抽蓄电站抽蓄机组与常规机组混合布置结构，包括抽蓄机组与常规机组，常规机组配备引水系统和尾水系统，引水系统包括引水管道，引水管道上连接输水支管，输水支管的另一端连接至抽蓄机组，抽蓄机组配备尾水系统，抽蓄机组的尾水系统末端位于下游水库且低于下游水库的死水位。抽蓄机组通过输水支管进行引水，可以共用常规机组的引水系统，从而减少工程量并节省投资。本发明适用于将常规水电站改造成常蓄结合电站，提高水电站的储能作用。

Description

抽蓄电站抽蓄机组与常规机组混合布置结构

技术领域

本发明属于水利水电工程领域，具体是一种将抽蓄机组与常规机组混合布置，共用输水系统的抽蓄电站结构。

背景技术

水轮发电机组是水电站的核心设备，机组的类型根据功能不同大体可以分为常规机组和抽蓄机组两大类。常规机组的主要功能为发电，发电时从上游水库取水，水流经过引水管道后，通过水轮机驱动发电机进行发电，水流经水轮机后能量被消耗掉，进入尾水系统。当引水系统比较长时，压力管道之前通常设有引水隧洞。抽蓄机组不仅可以正向发电，还可以反向抽水。抽蓄机组主要包括水泵水轮机和发电电动机，分别与常规机组的水轮机和发电机对应。抽蓄机组发电过程与常规机组类似，而反向抽水相当于正向发电的逆过程，机组将水从下游水库经过流道抽至上游水库，抽水和发电的流道相同，但水流方向相反。

随着新能源规模的不断扩大，需要新能源配套储能装置，抽蓄电站可作为光伏发电、风力发电等新能源配套的一种储能电源。当在山区的光伏发电场和风力发电场附近建有水电站，可利用已建常规水电站扩建抽蓄电站，实现水能、风能、光能的互补运行，提高水电站的储能作用。

目前，已有的抽蓄电站均通过独立设置的引水系统进行发电与抽水。另外，单独新建的抽蓄电站单机容量一般较大，通常为25～40万kW，相应的工程投资也较大。厂房型式方面，抽蓄电站由于吸出高度通常为负几十米，厂房的设置位置较低，因此常采用地下式厂房。地下厂房需要设置进出交通洞，洞室工程量较大，同时地下厂房防渗排水、出线、通风等辅助洞室的工程量也较大。

发明内容

本发明提供一种抽蓄电站抽蓄机组与常规机组混合布置结构，解决现有水电站抽蓄机组与常规机组独立设置引水系统所导致的工程量大、投资高的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：抽蓄电站抽蓄机组与常规机组混合布置结构，包括抽蓄机组与常规机组，常规机组配备引水系统和尾水系统，引水系统包括引水管道；引水管道上连接输水支管，输水支管的另一端连接至抽蓄机组，抽蓄机组配备尾水系统，抽蓄机组的尾水系统末端位于下游水库且低于下游水库的死水位。

进一步的是：抽蓄机组的水泵水轮机的位置比抽蓄机组的尾水系统末端的位置低。

进一步的是：抽蓄机组与常规机组毗邻，常规机组的毗邻区域修筑有抽蓄机组厂房，抽蓄机组厂房包括竖井，竖井底部的高程低于下游水库的死水位，抽蓄机组的水泵水轮机位于竖井内。

具体的：竖井为圆筒形。

具体的：抽蓄机组的水泵水轮机位于竖井的底部。

具体的：抽蓄机组厂房的地面高程不低于下游水库的校核洪水位。

具体的：引水管道和输水支管均为压力钢管。

本发明的有益效果是：本发明在已建电站的引水管道引出输水支管，再设置抽蓄机组，利用原电站的水库作为抽蓄电站的上库，利用原电站已建的下游水库作为抽蓄电站的下库，实现将常规水电站改造成常蓄结合电站的目的，为常规水电站配套设置其它新能源提供了一种储能电站的创新设置方式。抽蓄机组通过输水支管进行引水，可以共用常规机组的引水系统，从而减少工程量并节省投资。

抽蓄机组与常规机组毗邻布置，可以共用电站公用系统及送出线路，可进一步节省工程投资。抽蓄机组厂房采用竖井式结构，仅需考虑垂直交通，省去出线、通风等辅助洞室，使抽蓄机组厂房的工程布置简化，减少工程量。与常规地下式厂房相比，竖井式结构可以解决岸边抽蓄机组超低吸出高度布置困难，台地地形条件下顶部围岩不稳定的问题，避免了地下厂房进出交通洞绕道较远，进入地下厂房交通洞室工程量较大，同时避免地下厂房防渗排水、出线、通风等辅助洞室的工程量较大的问题，降低了厂房基础开挖施工难度以及施工成本。竖井为圆筒形，即抽蓄机组厂房的布置采用圆筒竖井式结构，便于施工，同时可改善竖井的结构受力。

附图说明

图1是本发明抽蓄电站抽蓄机组与常规机组联合布置的平面图。

图2是图中沿抽蓄机组的水流方向的纵剖图。

附图标记：抽蓄机组1、常规机组2、引水管道3、输水支管4、尾水系统5、竖井6、抽蓄机组厂房7、水泵水轮机8。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明也可以称为：抽水蓄能机组和常规机组输水系统混合布置结构。如图1所示，某已投运水电站设有三台常规水电机组2，采用了一管三机的方案，即一根引水管道3分为三股并分别设置了一台常规水电机组2。引水管道3的引水能力有一定富裕，因此在引水管道3的适当位置分出一路输水支管4并设置抽蓄机组1，抽蓄机组1与三台常规水电机组2的总发电流量在引水管道3的过水能力范围内。

本发明抽蓄电站抽蓄机组与常规机组混合布置结构，包括抽蓄机组1与常规机组2，常规机组2配备引水系统和尾水系统，主要用于发电。引水系统包括引水管道3，引水管道3上连接输水支管4，输水支管4的另一端连接至抽蓄机组1，抽蓄机组1配备尾水系统5。抽蓄机组1与常规机组2共用引水管道3，可以同时发电。抽蓄机组1的尾水系统5的末端位于下游水库且低于下游水库的死水位，以实现正向发电和反向抽水。抽蓄机组1的尾水系统5既是抽蓄机组1正向发电的出水通道，也是抽蓄机组1反向抽水的进水通道。尾水系统5包括闸门和拦污栅，拦污栅设置于尾水系统5的末端。引水管道3和输水支管4均为压力管道，一般均为压力钢管。

在抽蓄机组1反向抽水阶段，为了实现下游水库的水可自动回流至抽蓄机组1，抽蓄机组1的水泵水轮机8的位置比抽蓄机组1的尾水系统5末端的位置低。从抽蓄机组1的尾水系统5末端到水泵水轮机8，回流路径最好都是向下布置，如图2所示。

抽蓄机组1最好与常规机组2毗邻布置，两种类型机组共用公用系统，如油水气辅助系统、厂用电系统等；两种类型机组还可以共用出线系统。由于共用了许多系统，相比单独新建抽蓄电站，工程量大幅减少，从而大大减少了工程投资。

抽蓄机组1的安装位置低，为了节省工程量，常规机组2的毗邻区域修筑有抽蓄机组厂房7，抽蓄机组厂房7包括竖井6，竖井6的横截面可为多边形或圆形，最好是圆形或椭圆形。竖井6底部的高程低于下游水库的死水位。抽蓄机组1的水泵水轮机8位于竖井6内，水泵水轮机8最好位于竖井6的底部。在竖井6的底部，水泵水轮机8的上游侧设置蝶阀，竖井6的底部设置渗漏集水井。

Claims (7)

1.抽蓄电站抽蓄机组与常规机组混合布置结构，包括抽蓄机组(1)与常规机组(2)，常规机组(2)配备引水系统和尾水系统，引水系统包括引水管道(3)；其特征在于：引水管道(3)上连接输水支管(4)，输水支管(4)的另一端连接至抽蓄机组(1)，抽蓄机组(1)配备尾水系统(5)，抽蓄机组(1)的尾水系统(5)末端位于下游水库且低于下游水库的死水位。

2.如权利要求1所述的抽蓄电站抽蓄机组与常规机组混合布置结构，其特征在于：抽蓄机组(1)的水泵水轮机(8)的位置比抽蓄机组(1)的尾水系统(5)末端的位置低。

3.如权利要求1所述的抽蓄电站抽蓄机组与常规机组混合布置结构，其特征在于：抽蓄机组(1)与常规机组(2)毗邻，常规机组(2)的毗邻区域修筑有抽蓄机组厂房(7)，抽蓄机组厂房(7)包括竖井(6)，竖井(6)底部的高程低于下游水库的死水位，抽蓄机组(1)的水泵水轮机(8)位于竖井(6)内。

4.如权利要求3所述的抽蓄电站抽蓄机组与常规机组混合布置结构，其特征在于：竖井(6)为圆筒形。

5.如权利要求3所述的抽蓄电站抽蓄机组与常规机组混合布置结构，其特征在于：抽蓄机组(1)的水泵水轮机(8)位于竖井(6)的底部。

6.如权利要求3所述的抽蓄电站抽蓄机组与常规机组混合布置结构，其特征在于：抽蓄机组厂房(7)的地面高程不低于下游水库的校核洪水位。

7.如权利要求1～6任一权利要求所述的抽蓄电站抽蓄机组与常规机组混合布置结构，其特征在于：引水管道(3)和输水支管(4)均为压力钢管。

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