CN114481979B - 一种抽水蓄能电站的建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抽水蓄能电站的建造方法，所述建造方法包括：上下库选址、建造交通洞、打井及建造明渠尾水洞及运行，本发明方法可以实现选址位置可在平原湖泊上建造抽水蓄能电站，突破传统建造布置方法中需选择地面河流河谷有落差的区域；节省传统建造布置方法中的上下水库其一水库的建造成本；用竖井和无压明渠尾水洞布置代替传统建造布置方法中斜井和有压井，大幅度降低对水头的消耗，实现能源高效利用；减少因工程建设产生的移民费用和工程周边环境持续破坏的影响，具有节省成本和保护生态优点。本发明方法适用于减少抽水蓄能电站工程建设成本和施工时间，在采用竖井式建造方法，实现突破建造抽水蓄能电站地域限制。

Description

一种抽水蓄能电站的建造方法

技术领域

本发明涉及抽水蓄能发电技术领域，特别涉及一种抽水蓄能电站的建造方法。

背景技术

抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站，但由于传统的建造布置方式限制，导致抽水蓄能电站建造存在几个问题，包括需建造上下两个水库，工程成本大；输水系统中带有斜井，形成有压流；传统抽水蓄能空间利用方式单一；由此带来建设工程造价高，消耗水能量大，施工期长，施工安全性低，抽水蓄能电站选址困难等一系列问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抽水蓄能电站的建造方法，该方法解决传统抽水蓄能电站的建造方法存在建设工程造价高，消耗水能量大，施工困难，抽水蓄能电站选址困难的问题。

实现上述目的，本发明提出的一种抽水蓄能电站的建造方法，该方法包括以下步骤：

S1，上下库选址：采用天然河道或者已建水库作为抽水蓄能电站的上库或者下库；

S2，建造交通洞：在上水库的正下方距离上水库垂直预设第一距离处建造地下厂房操作间，在上下库的水平连接线之间，并且至上水库预设第二距离的地面处朝向所述地下厂房操作间打通交通洞；

S3，打井及建造明渠尾水洞：确定一号竖井位置，在所述一号竖井周围打3~4个帷幕灌浆孔，并且在所述一号竖井周围打若干相互连通的功能井，然后通过功能井打通一二号竖井，而后建造与下水库连通的明渠尾水洞；

S4，运行：在地下厂房操作间安装立轴可逆混流式抽水发电机组，抽水蓄能电站可开始运行。

可选地，在S2中，所述交通洞洞长为7000~9000米，并且与所述地面呈现锐角。

可选地，在S2中还包括以下步骤：分别从地面与交通洞连通的两通气孔，该两通气孔相互平行。

可选地，在S2中，所述两通气孔分别至在交通洞长约1/2或1/3处，并且所述两通气孔的横截面直径为0.5~1.2m。

可选地，所述S3具体包括以下步骤：

S31，确定一号竖井位置：在地下厂房操作间与上水库垂直的方向为一号竖井的位置；

S32，打功能井：以一号竖井的位置为中心，距离一号竖井位置500-1000m的位置打若干功能井；

S33，打一号竖井：通过功能井打通横截面为1m的一号竖井，再通过依次爆破法将一号竖井扩至5-7m；

S34，打二号竖井：通过功能井打通横截面为1m的二号竖井，该二号竖井与所述一号竖井之间的水平距离为500-1000m；

S35，打连通洞：通过吊笼下到一号竖井700m处，用钻头打孔以及炸药，建造连通一号竖井与二号竖井的连通洞。

可选地，S31中，所述若干功能井包括排水井，所述排水井位于所述一号竖井一侧，并且上端设置有源水泵，下端设置有集水池。

可选地，S33中，所述一号竖井上端设置有阀门井，下端连通集水池，并且侧面与所述交通洞连通。

可选地，S3中还包括以下步骤：

S36，建造明渠尾水洞，在地下厂房操作间建造明渠尾水洞及通气孔，所述明渠尾水洞的末端连通下水库。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明方法可以实现选址位置可在平原湖泊上建造抽水蓄能电站，突破传统建造布置方法中需选择地面河流河谷有落差的区域；节省传统建造布置方法中的上下水库其一水库的建造成本；用竖井和无压明渠尾水洞布置代替传统建造布置方法中斜井和有压井，大幅度降低对水头的消耗，实现能源高效利用；减少因工程建设产生的移民费用和工程周边环境持续破坏的影响，具有节省成本和保护生态优点。本发明方法适用于减少抽水蓄能电站工程建设成本和施工时间，在采用竖井式建造方法，实现突破建造抽水蓄能电站地域限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本申请一种抽水蓄能电站的建造方法的流程图；

图2为图1中S3的一具体流程图；

图3为本申请一种抽水蓄能电站的建造方法结果的一示意图；

图4为本申请一种抽水蓄能电站的建造方法中一号井和二号井的示意图；

图5为本申请一种抽水蓄能电站的建造方法中竖井、功能井、排水井和底下厂房操作间的连接示意图；

图6为本申请一种抽水蓄能电站的建造方法获得的电站的示意图；

图7为本申请一种抽水蓄能电站的建造方法获得的电站的另示意图。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例

参照图1，本发明提出一种水蓄能电站的建造方法，所述建造方法包括以下步骤：

S1，上下库选址：采用天然河道或者已建水库作为抽水蓄能电站的上库或者下库；

在本发明的实施方式中，通常采用天然河道或者已建水库作为抽水蓄能电站的上库或者下库，在平原湖泊区选择建造人工地下水库时，选择天然河道或者已建水库作为抽水蓄能电站的上库，在选择具有可见相对高差的站址时，选择采用天然河道或者已建水库作为抽水蓄能电站的下库；

具体地，1.选址位置相对靠近有天然河道或者已建水库。2.根据对地质和裸露石层及地势地貌进行初步选址，山体相连形状易形成水库，地质坚硬，裸露石层刚度适合，无或少出现断层现象可初步认定为上或下水库位置。3.选择不会轻易发生山崩，滑坡的地质区域。4.尽可能选择工程位置附近有国家电网的相关换流站，可利用其传输电能。

具体地，本申请以星岛湖抽水蓄能电站为例，星岛湖抽水蓄能位于广西北海市合浦县星岛湖镇，利用已建成运行的洪潮江水库为上库，在地下花岗岩地层开洞库为下库，地下厂房内安装立轴可逆混流式抽水发电机组，电站拟装机容量为170万kW（4×42.5）。

电站枢纽主要建筑物有上库进水口、引水竖井、地下厂房、地下下水库、地面变电站及地面生产生活设施等。

上库利用洪潮江水库作为上水库，水量充足，岩性以花岗岩为主。上水库正常蓄水位为28m（珠江基面），水库库容7.03亿m3，有效库容3亿m³。下库利用人工开挖地下洞库形成下水库，正常水位变幅在地下一672—684m之间，可利用调节库容为1000万m3，可为本站提供充足的水量。

S2，建造交通洞：在上水库的正下方距离上水库垂直预设第一距离处建造地下厂房操作间，在上下库的水平连接线之间，并且至上水库预设第二距离的地面处朝向所述地下厂房操作间打通交通洞；

在本发明的实施方式中，预设第一距离可以是上水库下的1000m-1500m，该预设的第二距离可以是1500m-2000m；另外在本发明的实施例中，所述交通洞洞长为7000~9000米，并且与所述地面呈现锐角；

具体地，使用凿岩台车，从以下水库最高水位以上的2-3米位置和上水库位置同时建造交通洞，一天打进20~30米。分别在竖井和交通洞进行出渣石料。其中在交通洞中间不超过800m处。使用三臂台车，建造一个通风井。3.建造交通洞完成；

另外，所述两通气孔分别至在交通洞长约1/2或1/3处，并且所述两通气孔的横截面直径为0.5~1.2m。

S3，打井及建造明渠尾水洞：确定一号竖井位置，在所述一号竖井周围打3~4个帷幕灌浆孔，并且在所述一号竖井周围打若干相互连通的功能井，然后通过功能井打通一二号竖井，而后建造与下水库连通的明渠尾水洞；

在本发明的实施方式中，确定一号竖井的位置可以根据对地质和裸露石层及地势地貌进行初步选择，地貌平坦，地质坚硬，裸露石层刚度适合，无或少出现断层现象可初步认定为竖井位置。

S4，运行工作：在地下厂房操作间安装立轴可逆混流式抽水发电机组，抽水蓄能电站可开始运行工作。

本发明可以实现选址位置可在平原湖泊上建造抽水蓄能电站，突破传统建造布置方法中需选择地面河流河谷有落差的区域；节省传统建造布置方法中的上下水库其一水库的建造成本；用竖井和无压明渠尾水洞布置代替传统建造布置方法中斜井和有压井，大幅度降低对水头的消耗，实现能源高效利用；减少因工程建设产生的移民费用和工程周边环境持续破坏的影响，具有节省成本和保护生态优点。本发明方法适用于减少抽水蓄能电站工程建设成本和施工时间，在采用竖井式建造方法，实现突破建造抽水蓄能电站地域限制。

请参照图2-7，所述S3具体包括以下步骤：

S31，确定一号竖井位置：在地下厂房操作间与上水库垂直的方向为一号竖井的位置；

在本实施例中，所述若干功能井包括排水井，所述排水井位于所述一号竖井一侧，并且上端设置有源水泵，下端设置有集水池；

S32，打功能井：以一号竖井的位置为中心，距离一号竖井位置500-1000m的位置打若干功能井；

S33，打一号竖井：通过功能井打通横截面为1m的一号竖井，再通过依次爆破法将一号竖井扩至5-7m；

在本实施例中，所述一号竖井上端设置有阀门井，下端连通集水池，并且侧面与所述交通洞连通；

S34，打二号竖井：通过功能井打通横截面为1m的二号竖井，该二号竖井与所述一号竖井之间的水平距离为500-1000m；

S35，打连通洞：通过吊笼下到一号竖井700m处，用钻头打孔以及炸药，建造连通一号竖井与二号竖井的连通洞。

在本发明的实施方式中，该连通洞可以相对一号竖井和二号竖井是倾斜，倾斜角度可以是大于30°小于90°。

优选地，S3还包括以下步骤：

S36，建造明渠尾水洞，在地下厂房操作间建造明渠尾水洞及通气孔，所述明渠尾水洞的末端连通下水库。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种抽水蓄能电站的建造方法，其特征在于，所述建造方法包括以下步骤；

S1，上下库选址：采用天然河道或者已建水库作为抽水蓄能电站的上库或者下库；

S2，建造交通洞：在上水库的正下方距离上水库垂直预设第一距离处建造地下厂房操作间，在上下库的水平连接线之间，并且至上水库预设第二距离的地面处朝向所述地下厂房操作间打通交通洞；

S3，打井及建造明渠尾水洞：确定一号竖井位置，在所述一号竖井周围打3~4个帷幕灌浆孔，并且在所述一号竖井周围打若干相互连通的功能井，然后通过功能井打通一二号竖井，而后建造与下水库连通的明渠尾水洞；所述S3具体包括以下步骤：

S31，确定一号竖井位置：在地下厂房操作间与上水库垂直的方向为一号竖井的位置；

S32，打功能井：以一号竖井的位置为中心，距离一号竖井位置500-1000m的位置打若干功能井；

S33，打一号竖井：通过功能井打通横截面为1m的一号竖井，再通过依次爆破法将一号竖井扩至5-7m；

S34，打二号竖井：通过功能井打通横截面为1m的二号竖井，该二号竖井与所述一号竖井之间的水平距离为500-1000m；

S35，打连通洞：通过吊笼下到一号竖井700m处，用钻头打孔以及炸药，建造连通一号竖井与二号竖井的连通洞；

S4，运行工作：在地下厂房操作间安装立轴可逆混流式抽水发电机组，抽水蓄能电站开始运行工作。

2.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站的建造方法，其特征在于，在S2中，所述交通洞洞长为7000~9000米，并且与所述地面呈现锐角。

3.根据权利要求2所述的抽水蓄能电站的建造方法，其特征在于，在S2中还包括以下步骤：分别从地面与交通洞连通的两通气孔，该两通气孔相互平行。

4.根据权利要求3所述的抽水蓄能电站的建造方法，其特征在于，在S2中，所述两通气孔分别设在交通洞长1/2和1/3处，并且所述两通气孔的横截面直径为0.5~1.2m。

5.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站的建造方法，其特征在于，S31中，所述若干功能井包括排水井，所述排水井位于所述一号竖井一侧，并且上端设置有源水泵，下端设置有集水池。

6.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站的建造方法，其特征在于，S33中，所述一号竖井上端设置有阀门井，下端连通集水池，并且侧面与所述交通洞连通。

7.根据权利要求5所述的抽水蓄能电站的建造方法，其特征在于，S3中还包括以下步骤：

S36，建造明渠尾水洞，在地下厂房操作间建造明渠尾水洞及通气孔，所述明渠尾水洞的末端连通下水库。