CN115978439A - 一种压缩空气储能的高压储气库排水系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种压缩空气储能的高压储气库排水系统，涉及高压储气库排水技术领域，包括高压储气库、集水井、排水管、平压管和排气管，集水井顶高程低于高压储气库底高程，排水管的一端连接于高压储气库底部，另一端连接于集水井的上部，平压管能够导通集水井和高压储气库内液面以上的空间，排气管连通于集水井内液面以上的空间与大气空间，集水井底部设置有泄水口，排水管、平压管、排气管上以及泄水口处均设置有阀门。本发明还提供了一种压缩空气储能的高压储气库排水方法，本发明提供的方案实现了在不影响高压储气库正常运行的前提下对高压储气库进行排水的目的。

Description

一种压缩空气储能的高压储气库排水系统和方法
技术领域
本发明涉及高压储气库排水技术领域，特别是涉及一种压缩空气储能的高压储气库排水系统和方法。
背景技术
压缩空气储能是一种新型储能技术，是利用低谷时的电能压缩空气产生的能量，在用电高峰期利用压缩空气发电，以达到储能的目的。
在空气压缩过程中会产生热量，空气温度会上升，排放时由于压力降低会降温，在压缩与排放的循环运行过程中，在高压储气库内产生大量的水，这些水由于高压储气库内的空气压力高达10MPa(1000m水头)以上，其内部的水为承压水，压力和高压储气库内的压缩空气一样大小，直接排放由于过大的水压将摧毁排水口附近的建筑物。
如果在排水时将高压储气库的压缩空气放空再排水，高压储气库内的压力将直接降为大气压而无法正常运行。为此，急需一种能够不影响高压储气库正常运行的排水装置和方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种压缩空气储能的高压储气库排水系统和方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现在不影响高压储气库正常运行的前提下对高压储气库进行排水。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种压缩空气储能的高压储气库排水系统，包括高压储气库、集水井、排水管、平压管和排气管，所述集水井顶高程低于所述高压储气库底高程，所述排水管的一端连接于所述高压储气库底部，另一端连接于所述集水井的上部，所述平压管能够导通所述集水井和所述高压储气库内液面以上的空间，所述排气管连通于所述集水井内液面以上的空间与大气空间，所述集水井底部设置有泄水口，所述排水管、所述平压管、所述排气管上以及所述泄水口处均设置有阀门。
优选的，还包括水位传感器，所述水位传感器能够实时监测所述集水井内的水位，且在所述集水井内的水位达到所设定的阈值时报警通知工作人员。
优选的，所述泄水口处连接有一泄水管，所述泄水管内设置有所述阀门。
本发明还提供了一种压缩空气储能的高压储气库排水方法，利用如上所述的压缩空气储能的高压储气库排水系统对高压储气库进行排水，所述排水管、所述平压管、所述排气管上以及所述泄水口处的四个阀门分别为排水阀门、平压阀门、排气阀门和泄水阀门；
集水状态下，所述排水阀门和所述平压阀门处于打开状态，所述排气阀门及所述泄水阀门处于关闭状态；
当所述集水井内的水位高于所设定的阈值时，关闭所述排水阀门和所述平压阀门，打开所述排气阀门，待集水井内的压力变为常压后，打开所述泄水阀门进行泄水，泄水完毕后，关闭所述排气阀门及所述泄水阀门，打开所述排水阀门和所述平压阀门进行下一轮的集水-排水。
优选的，所述压缩空气储能的高压储气库排水系统还包括水位传感器，所述水位传感器能够实时监测所述集水井内的水位，且在所述集水井内的水位达到所设定的阈值时报警通知工作人员；工作人员在接到报警信号后即对所有阀门进行相应操作来实现自流排水。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
1、采用平压原理，使高压储气库与集水井压力相同，以自流的方式使高压储气库内的水流入集水井，此种方式进入集水井内的水不会有压力差，从而不致产生射流破坏集水井。
2、在集水井到达排水水位时，报警通知运行人员及时排水，排水前，关闭排水阀门和平压阀门，将高压储气库与集水井的压力断开，可防止集水井排气时将高压储气库内的压缩空气排出，保证高压储气库正常运行。
3、排水时，打开排气阀门，主要是将集水井内剩余的压缩空气排出，消除集水井内的压力，使集水井内的压力与大气压力相同，集水井内的水由承压水变为无压水，排出时不会对集水井外建筑物造成破坏。
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获得其他的附图。
图1为本发明提供的压缩空气储能的高压储气库排水系统的结构示意图；
图中：1-高压储气库；2-集水井；3-排水管；4-排水阀门；5-平压管；6-平压阀门；7-排气管；8-排气阀门；9-泄水阀门；10-水位传感器。
具体实施方式
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做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。
本发明的目的是提供一种压缩空气储能的高压储气库排水系统和方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现在不影响正常发电的前提下对高压储气库进行排水。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种压缩空气储能的高压储气库排水系统，如图1所示，包括高压储气库1、集水井2、排水管3、平压管5和排气管7；
其中，集水井2顶高程低于高压储气库1底高程，即高压储气库1设置高度高于集水井2，排水管3的一端连接于高压储气库1下部，具体可为高压储气库1的底部，排水管3的另一端连接于集水井2的上部，具体可为集水井2的顶部，进而实现高压储气库1内高压水自流至集水井2内的作用。
平压管5能够导通集水井2和高压储气库1内液面以上的空间，以实现集水井2和高压储气库1内水压以及气压相同，进而实现高压储气库1内集水自流至集水井2内的目的。
排气管7连通集水井2内液面以上的空间与大气空间，实现了在对集水井2泄水前先进行排气的目的，集水井2底部设置有泄水口，优选的，泄水口处连接有一泄水管，排水管3、平压管5、排气管7上以及泄水口处均设置有阀门，泄水口处的阀门即可设置于泄水管内，且以上几个阀门均可为电动阀。在优选的实施例中，为了对集水井2内的水位进行实时监测，还设置有水位传感器10，水位传感器10能够实时监测集水井2内的水位，且在集水井2内的水位达到所设定的阈值时报警通知工作人员，工作人员接到报警信号后对集水井2进行排水；水位传感器10可采用集成有报警系统的一体式传感器也可单独设置一个报警器来与水位传感器10配合作业。
排水管3、平压管5、排气管7上以及泄水口处的四个阀门分别为排水阀门4、平压阀门6、排气阀门8和泄水阀门9。
使用本发明提供的压缩空气储能的高压储气库排水系统进行排水的方法如下：
集水状态下，排水阀门4和平压阀门6处于打开状态，排气阀门8及泄水阀门9处于关闭状态；
当集水井2内的水位高于所设定的阈值时，关闭排水阀门4和平压阀门6，打开排气阀门8，待集水井2内的压力变为常压后，打开泄水阀门9进行泄水，泄水完毕后，关闭排气阀门8及泄水阀门9，打开排水阀门4和平压阀门6进行下一轮的集水-排水。
于一些实施例中，压缩空气储能的高压储气库排水系统还包括水位传感器10，水位传感器10能够实时监测集水井2内的水位，且在集水井2内的水位达到所设定的阈值时报警通知工作人员；工作人员在接到报警信号后即对所有阀门进行相应操作来实现自流排水。
另外，还可设置一个智能控制系统来控制各电动阀的启闭，以实现智能化控制。
采用本发明提供的压缩空气储能的高压储气库排水系统以及排水方法具备以下效果：
1、采用平压原理，使高压储气库1与集水井2压力相同，以自流的方式使高压储气库1内的水流入集水井2，此种方式进入集水井2内的水不会有压力差，从而不致产生高压射流破坏集水井2。
2、在集水井2到达排水水位时，报警通知运行人员及时排水，排水前，关闭排水阀门4和平压阀门6，将高压储气库1与集水井2的压力断开，可防止集水井2排气时将高压储气库1内的压缩空气排出，保证高压储气库1正常运行。
3、排水时，打开排气阀门8，主要是将集水井2内剩余的压缩空气排出，消除集水井2内的压力，使集水井2内的压力与大气压力相同，集水井2内的水由承压水变为无压水，排出时不会对集水井2外建筑物造成破坏。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种压缩空气储能的高压储气库排水系统，其特征在于：包括高压储气库、集水井、排水管、平压管和排气管，所述集水井顶高程低于所述高压储气库底高程，所述排水管的一端连接于所述高压储气库底部，另一端连接于所述集水井的上部，所述平压管能够导通所述集水井和所述高压储气库内液面以上的空间，所述排气管连通于所述集水井内液面以上的空间与大气空间，所述集水井底部设置有泄水口，所述排水管、所述平压管、所述排气管上以及所述泄水口处均设置有阀门。
2.根据权利要求1所述的压缩空气储能的高压储气库排水系统，其特征在于：还包括水位传感器，所述水位传感器能够实时监测所述集水井内的水位，且在所述集水井内的水位达到所设定的阈值时报警通知工作人员。
3.根据权利要求1所述的压缩空气储能的高压储气库排水系统，其特征在于：所述泄水口处连接有一泄水管，所述泄水管内设置有所述阀门。
4.一种压缩空气储能的高压储气库排水方法，其特征在于：利用权利要求1～3任意一项所述的压缩空气储能的高压储气库排水系统对高压储气库进行排水，所述排水管、所述平压管、所述排气管上以及所述泄水口处的四个阀门分别为排水阀门、平压阀门、排气阀门和泄水阀门；
集水状态下，所述排水阀门和所述平压阀门处于打开状态，所述排气阀门及所述泄水阀门处于关闭状态；
当所述集水井内的水位高于所设定的阈值时，关闭所述排水阀门和所述平压阀门，打开所述排气阀门，待集水井内的压力变为常压后，打开所述泄水阀门进行泄水，泄水完毕后，关闭所述排气阀门及所述泄水阀门，打开所述排水阀门和所述平压阀门进行下一轮的集水-排水。
5.根据权利要求4所述的压缩空气储能的高压储气库排水方法，其特征在于：所述压缩空气储能的高压储气库排水系统还包括水位传感器，所述水位传感器能够实时监测所述集水井内的水位，且在所述集水井内的水位达到所设定的阈值时报警通知工作人员；工作人员在接到报警信号后即对所有阀门进行相应操作来实现自流排水。
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