海水抽水蓄能电站介绍

2019-11-22 14:25

世界建设海水抽水蓄能电站的国家只有日本,而日本仅建设了一个电站,海水抽水蓄能电站是抽水蓄能电站的一种新型式,相关研究具有前瞻性。《水电发展十三五规划》将研究试点海水抽水蓄能纳入重点任务,要求加强关键技术研究,推动建设海水抽水蓄能电站示范项目,填补我国该项工程空白。

日本在冲绳岛建造的世界第一座抽水蓄能试验性电站已于1999年建成,装机容量30MW。

利用大海作为下水库具有下列特点:

(1)可节省建下水库的费用。

(2)不受补水水量的限制,使得大型抽水蓄能电站选址较容易。

(3)下水库的水位变化为潮水变化,使水泵最高扬程与发电最小水头之比较常规淡水抽水蓄能站小,有利于水泵水轮机的设计,使机组综合效率较高。

(4)能建在靠近负荷中心或抽水电源处,有利于输电和系统运行。

利用海水也会遇到一系列新的技术问题,例如海水对金属材料的腐蚀、海洋生物的附着、海水对围岩的浸渗、海水在空气中的扩散及取水放水对环境的影响等。冲绳海水抽水蓄能电站采用了大量新技术:

1)转轮、导叶采用奥氏体不锈钢铸钢中添加2%~3%的钼,并 在铸造时吹氮的SCS16A钢材。

2)上盖、下盖等表面水流流速高又靠近旋转部件处采用含碳量低的奥体氏不锈钢SUS316L。

3)上盖、下盖、蜗壳、尾水管等水泵水轮机的固定结构件处设置防电蚀用的电极;为使转轮等转动件也具有防电蚀作用,将电刷装于主轴,其固定部分接地。

4)蜗壳、尾水管等碳素钢构件的过水面上设置薄玻璃板,用涂料进行耐盐喷涂。

5)机组采用“海水—淡水热交换冷却方式”,即水轮机、发电机的冷却以淡水作为一次冷却水进行闭环循环,通过热交换器用海水作二次冷却水进行冷却。

6)采用自动涡流过滤器,且装设能自动摘除附着于部件上的杂物的装置。

7)用于海水系统的配管分别采用SUS管、玻璃纤维强化塑料管和树脂衬管;用法兰盘连接结构;用无公害的防污涂料进行防污处理。

8)上水库表面铺设2mm的合成橡胶防水层。

9)压力管道采用玻璃纤维强化塑料管及玻璃纤维强化塑料灰浆管。

我国海岸线很长,靠海边也有些优良的站址,如青岛崂山,但由于缺淡水,补给水源很困难而未开发。若能在海水抽水蓄能技术上有所突破,也可以使抽水蓄能电站站址选择范围大大拓宽。

抽水蓄能技术发展新趋势都紧紧围绕着提高抽水蓄能电站的经济性,增加在电力市场中的竞争力;提高抽水蓄能电站的快速反应能力,以适应电网对供电质量和可靠性越来越高的要求,以及寻求能满足可持续发展需要的越来越严格的环保要求的新措施等。在市场经济的环境中,市场需求是第一位的,今天在发达国家出现的问题,也就是明天我国将面临的问题。面对全球化的趋势,这些问题可能会提早来临,我们应未雨绸缪,及时关注新动向,及早研究新课题。关注海水腐蚀防止技术和防海生物附着技术。

如海水中的海生物容易附着在金属结构表面,影响过流部分的过流条件,影响机组出力,降低转动部件的灵活度,而且海生物的附着力极强。防海洋生物技术的应用也很重要,目前主要采用两种方法:(1)过流表面涂敷能杀死海生物的涂料;(2)电解海水,产生毒性氯离子,抑制海生物附着。而防止海水腐蚀措施,其中主要措施有:(1)合理选择材料,关键金属部位采用Cr、Mo含量较高甚至还含有Ni的不锈钢;(2)所有与海水接触的普通钢部件表面应涂敷一层耐海水腐蚀的涂料;(3)采用阴极保护技术;(4)发电机防海水腐蚀技术等。

抽水蓄能电站是电力系统中最可靠、最经济、寿命周期长、容量大、技术最成熟的储能装置,是新能源发展的重要组成部分。我国海水抽水蓄能电站的示范工程建设、开发研究正在进行中,并将宁德浮鹰岛(拟装机4.2万千瓦)站点作为海水抽水蓄能电站试验示范项目站点。要建设海水抽水蓄能电站,需要解决包括技术攻关、设备研发、海洋生物和珊瑚礁对机组影响等一系列关键问题。

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