[发明专利]泵式水电蓄能系统及方法

权利要求书

1.一种泵式水电蓄能系统，包括：

第一蓄水池，其中所述第一蓄水池配置为容纳高密度流体，并且包括设置在所述第一蓄水池底部的第一蓄水池流口；

第二蓄水池，其中第二蓄水池配置为容纳密度低于高密度流体的低密度流体，并且包括设置在第二蓄水池底部的第二蓄水池流口；

在腔罐高度处设置的腔罐，其中，第一蓄水池的第一蓄水池高度和第二蓄水池的第二蓄水池高度高于腔罐的腔罐高度，其中，腔罐配置有上部腔罐端口和下部腔罐端口，其中上部腔罐端口位于下部腔罐端口的上方；

涡轮单元，该涡轮单元包括第一涡轮单元流口和第二涡轮单元流口，其中第二涡轮单元流口连接至第二蓄水池流口；

压力管，其中压力管包括

第一压力管部分，其连接到第一蓄水池流口和下部腔罐端口，其中，第一压力管部分的最低端口在腔罐下方，以及

第二压力管部分，其连接到上部腔罐端口和第一涡轮单元流口；

其中

在发电模式下，高密度流体配置成经过压力管朝向且通过腔罐并流向第二蓄水池，迫使低密度流体流经涡轮并进入第二蓄水池，低密度流体使涡轮单元在第一方向转动以发电，以及

在再充模式下，涡轮单元将低密度流体从第二蓄水池通过压力管泵送至第一蓄水池，迫使高密度流体返回第一蓄水池，和

其中，低密度流体和高密度流体被构造成防止高密度流体通过涡轮单元。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一蓄水池的第一蓄水池高度高于所述第二蓄水池的第二蓄水池高度。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一蓄水池的所述第一蓄水池高度和所述第二蓄水池的第二蓄水池高度处于大约相同的高度。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，所述第一蓄水池和所述第二蓄水池包括圆柱形常压罐。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述腔罐包括球形高压腔罐。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述高密度流体包括具有颗粒的浆料。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述低密度流体包括水。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述高密度流体的密度比所述低密度流体的密度大至少三倍。

9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述浆料包括金属氧化物颗粒。

10.根据权利要求6所述的系统，其中，所述浆料包括磁铁矿颗粒以形成磁铁矿浆料。

11.根据权利要求9所述的系统，其中：

浆料包含50–85％的颗粒；和

颗粒的粒度范围从几微米到几百微米。

12.一种用于从泵式水电蓄能系统发电的方法，包括：

提供容纳高密度流体的第一蓄水池，容纳低密度流体的第二蓄水池，设置在腔罐高度处的腔罐，该腔罐高度低于第一蓄水池的第一蓄水池高度以及第二蓄水池的第二蓄水池高度，靠近连接第二腔罐的涡轮单元，以及在系统内提供流体连通的压力管，其中，所述压力管包括

第一压力管部分，其连接所述第一蓄水池至所述腔罐，及

第二压力管部分，其连接所述腔罐至所述涡轮单元和所述第二蓄水池；

在发电模式下，使高密度流体从第一蓄水池通过压力管朝向且通过腔罐并流向第二蓄水池，以迫使低密度流体流经涡轮并进入第二蓄水池，使涡轮沿第一方向转动以发电；

在再充模式下，涡轮单元将低密度流体从第二蓄水池通过压力管泵送至第一蓄水池，以迫使高密度流体进入第一蓄水池以对系统进行再充；和

其中，当低密度流体和高密度流体循环通过系统时，高密度流体配置成避免通过涡轮单元。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述高密度流体的密度比所述低密度流体的密度大至少三倍。