本實用新型涉及海洋電力資源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種海水抽水蓄能電站系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，隨著電力系統(tǒng)的大力發(fā)展，為了滿足用戶需求，儲存能量、調(diào)峰填谷的形式有很多種，其中抽水蓄能是當前最經(jīng)濟、最成熟的大規(guī)模儲能和調(diào)節(jié)手段?，F(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)抽水蓄能電站主要由上水庫、引水發(fā)電系統(tǒng)和下水庫組成，在電力系統(tǒng)高峰負荷時，利用上水庫的水通過引水發(fā)電系統(tǒng)管道等設(shè)施，將上水庫水的重力勢能轉(zhuǎn)變成動能推動水輪機發(fā)電；在用電低谷時，將下水庫的水再通過引水發(fā)電系統(tǒng)管道等設(shè)施抽回上水庫蓄積起來，以備電力系統(tǒng)高峰負荷時使用。一般上水庫位于高聳的山頂，由人工擴挖成庫。然而，在海洋中，例如我國南海中的海島，多為珊瑚礁構(gòu)成的島、礁、灘、沙和暗沙等，高程低，缺少修建常規(guī)抽水蓄能電站的天然地形地貌條件。

另外，淡水和電力一直是影響我國海洋油氣工程、南海島礁開發(fā)和海洋國防建設(shè)的主要因素之一。隨著科技發(fā)展核電站日益小型化，海洋核動力平臺可有助于解決上述問題，這種小型、移動式核電站可為偏遠島嶼和油氣開采等工程供應(yīng)不間斷、經(jīng)濟、充沛的電力供給。海洋核動力平臺是海上移動式小型核電站，是小型核反應(yīng)堆與船舶工程的有機結(jié)合，可為海洋油氣開發(fā)和偏遠島嶼提供安全、經(jīng)濟廉價、高效的電力供給，也可用于大功率船舶和海水淡化等領(lǐng)域。如何將海洋核動力平臺與海水抽水蓄能相結(jié)合成為了一個亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的實施例提供一種海水抽水蓄能電站系統(tǒng)，以解決在海洋中由于高程低，缺少修建常規(guī)抽水蓄能電站的天然地形地貌條件，造成常規(guī)抽水蓄能電站在海洋中難以發(fā)揮作用，且與海洋核動力平臺無法相結(jié)合的問題。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種海水抽水蓄能電站系統(tǒng)，包括由離岸島礁和堤壩在海洋中圍成的封閉蓄水庫；在所述堤壩上端設(shè)置有抽水泵，所述抽水泵與海洋核動力平臺的供電端口連接；所述堤壩處還設(shè)置有發(fā)電系統(tǒng)；

所述抽水泵用于將封閉蓄水庫中的水抽出到封閉蓄水庫的外側(cè)，使得封閉蓄水庫的水位低于封閉蓄水庫外側(cè)的海水；

所述發(fā)電系統(tǒng)用于通過封閉蓄水庫外側(cè)的海水流入封閉蓄水庫中，產(chǎn)生電能。

具體的，所述抽水泵與海洋核動力平臺的供電端口通過供電電纜連接。

具體的，所述發(fā)電系統(tǒng)包括在堤壩下端設(shè)置的貫流式水輪發(fā)電機；所述貫流式水輪發(fā)電機通過供電電纜與設(shè)置于離岸島礁上的變壓器連接，所述變壓器通過供電電纜與設(shè)置于離岸島礁上的開關(guān)站設(shè)備連接。

此外，在所述封閉蓄水庫的底部鋪設(shè)有粘土層或者土工膜，以在封閉蓄水庫的底部形成防滲結(jié)構(gòu)。

具體的，所述堤壩為混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。

本實用新型實施例提供的一種海水抽水蓄能電站系統(tǒng)，在用電低谷時，通過海洋核動力平臺為抽水泵供電，將封閉蓄水庫中的水抽出到封閉蓄水庫的外側(cè)，使得封閉蓄水庫的水位低于封閉蓄水庫外側(cè)的海水，以進行蓄能；在用電高峰時，通過封閉蓄水庫外側(cè)的海水流入封閉蓄水庫中，帶動發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生電能，以為外部用電用戶進行供電?？梢?，本實用新型的海水抽水蓄能電站系統(tǒng)的設(shè)置簡單，無需常規(guī)抽水蓄能電站需要較大的高程，并且與海洋核動力平臺良好的結(jié)合，可提高核能的利用效率，減少不必要的能源浪費。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的一種海水抽水蓄能電站系統(tǒng)的示意圖一；

圖2為本實用新型實施例提供的一種海水抽水蓄能電站系統(tǒng)的示意圖二；

圖3為本實用新型實施例中的發(fā)電系統(tǒng)的連接示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1和圖2所示，本實用新型實施例提供一種海水抽水蓄能電站系統(tǒng)10，包括由離岸島礁101和堤壩102在海洋20中圍成的封閉蓄水庫103；在所述堤壩102上端設(shè)置有抽水泵104，所述抽水泵104與海洋核動力平臺105的供電端口連接；所述堤壩102處還設(shè)置有發(fā)電系統(tǒng)106。

所述抽水泵104用于將封閉蓄水庫103中的水抽出到封閉蓄水庫103的外側(cè)，使得封閉蓄水庫103的水位低于封閉蓄水庫103外側(cè)的海水。

所述發(fā)電系統(tǒng)106用于通過封閉蓄水庫103外側(cè)的海水流入封閉蓄水庫102中，產(chǎn)生電能。

具體的，所述抽水泵104與海洋核動力平臺105的供電端口通過供電電纜連接，該供電電纜可以為柔性或固定線纜。

具體的，如圖1、圖2和圖3所示，所述發(fā)電系統(tǒng)106包括在堤壩102下端設(shè)置的貫流式水輪發(fā)電機107(考慮到海灣封閉蓄水庫具有大庫容、低水頭等顯著特點。其水輪機的選型可借鑒潮汐發(fā)電中廣泛應(yīng)用的低水頭、大流量的貫流式水輪機)；所述貫流式水輪發(fā)電機107通過供電電纜與設(shè)置于離岸島礁101上的變壓器108連接，所述變壓器108通過供電電纜與設(shè)置于離岸島礁101上的開關(guān)站設(shè)備109連接，從而通過變壓器108和開關(guān)站設(shè)備109來為離岸島礁上的用戶供電。

此外，如圖1所示，在所述封閉蓄水庫103的底部鋪設(shè)有粘土層或者土工膜，以在封閉蓄水庫103的底部形成防滲結(jié)構(gòu)110。另外，若封閉蓄水庫103的底部的巖層完整性好，透水性較低，也可不做處理。

具體的，所述堤壩102可以為混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。所述堤壩102可以采用混凝土擋水壩的形式，也可以采用平面尺寸更大的海堤，不僅可以減少勘察、設(shè)計和施工難度，也可為離岸島礁后期提供更大的可用的地塊。另外，在堤壩102處，也可以是放置抽水泵和貫流式發(fā)電機組的堤壩區(qū)段采用剛性結(jié)構(gòu)形式，如混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等。其他堤壩區(qū)段可采用柔性結(jié)構(gòu)材料填筑形成，采用拋石吹填等施工工藝即可。

另外，本實用新型方案封閉蓄水庫也可借鑒潮汐電站選址，考慮到我國沿海現(xiàn)今灘涂開發(fā)利用程度較高，也可利用深水養(yǎng)殖池、排洪溝等，封閉蓄水庫的庫容由外接核電、風電場等裝機容量和電網(wǎng)消納能力等因素綜合確定。

本實用新型中的海水抽水蓄能電站系統(tǒng)，封閉蓄水庫多建離岸島礁附近，通常水深壩長，施工、地基處理及防淤等問題較困難。但近十幾年以來，隨著我國大規(guī)模的海洋工程建設(shè)，如碼頭、填海筑島、沉管隧道和核電站等項目的建設(shè)，積累了豐富的工程建設(shè)和運營管理經(jīng)驗。以上問題已不再是限制本實用新型中海水抽蓄電站建設(shè)和運營的關(guān)鍵因素。例如，在堤壩102下方可以設(shè)置剛性地基111，以避免堤壩的下沉。

值得說明的是，本實用新型中的海洋核動力平臺可為海上油氣田開采、海島開發(fā)、國防工程和海水淡化等領(lǐng)域提供電力。本實用新型結(jié)合我國海島的地形地貌特點，提出可與海洋核動力平臺配套的海水抽水蓄能電站用于調(diào)峰填谷作用，提高核能的利用效率?？紤]到我國南海中的海島，多為珊瑚礁構(gòu)成的島、礁、灘、沙和暗沙，尤其是后期填筑或擴大的島嶼，相對缺少修建常規(guī)抽水蓄能電站的地貌地形條件，這里所指的常規(guī)，是在山頂?shù)认鄬Ω呗柕膮^(qū)域修建上水庫。本實用新型方案克服了上述不利地貌地質(zhì)條件，根據(jù)我國南海島嶼地形、地貌和地質(zhì)特征，可結(jié)合島嶼開發(fā)填筑工程，刻意形成一個封閉蓄水庫(下水庫，或抽水蓄能專用庫)，并進行適當下挖，不僅可加大和外側(cè)海平面之間的高程差，還可以增加內(nèi)湖的容量，將封閉的內(nèi)湖作為抽水蓄能電站的下水庫，上庫則為無限大的大海。采用低水頭、大流量的貫流式水輪機抽排其內(nèi)一定量的海水體作為抽水蓄能電站能量轉(zhuǎn)化的載體。海洋核動力平臺在電力充沛有所剩余時，可通過水泵將封閉蓄水庫中的海水抽出，形成水位差和有效庫容；需要電力補償時，由于封閉蓄水庫和海洋存在水位差，外側(cè)高高程的海水推動低水頭、大流量的貫流式水輪機發(fā)電。水輪發(fā)電機的裝機容量和內(nèi)湖容量可以由島嶼用電負荷和海洋核動力平臺決定。海洋核動力平臺和海水抽水蓄能電站結(jié)合，可提高核能的利用效率，減少不必要的能源浪費。

可見，本實用新型實施例提供的一種海水抽水蓄能電站系統(tǒng)，在用電低谷時，通過海洋核動力平臺為抽水泵供電，將封閉蓄水庫中的水抽出到封閉蓄水庫的外側(cè)，使得封閉蓄水庫的水位低于封閉蓄水庫外側(cè)的海水，以進行蓄能；在用電高峰時，通過封閉蓄水庫外側(cè)的海水流入封閉蓄水庫中，帶動發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生電能，以為外部用電用戶進行供電。本實用新型的海水抽水蓄能電站系統(tǒng)的設(shè)置簡單，無需常規(guī)抽水蓄能電站需要較大的高程，并且與海洋核動力平臺良好的結(jié)合，可提高核能的利用效率，減少不必要的能源浪費，同時也可提高離岸光伏、風電的利用效率。

本實用新型中應(yīng)用了具體實施例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。