水力发电的原理和水电站的类型 (2).pptVIP

水力发电的原理和水电站的类型 1.1 水力发电的基本原理及特点 我国水能资源的特点 总量丰富，分布均匀 时间 空间 开发率低，发展迅速 前景宏远，任重道远 一、水力发电的基本原理 在天然河流上，修建水工建筑物，集中水头，通过一定的流量将“载能水”输送到水轮机中，使水能→旋转机械能→带动发电机组发电→输电线路→用户 二、水电站的出力和发电量的计算 二、水电站的出力和发电量的计算 二、水电站的出力和发电量的计算 发电量：一定时段内水电站发出的电能总量，单位为kW·h 三、水力发电特点 优点： (1) 不耗燃料，成本低廉 (2) 水火互济，调峰灵活 (3) 综合利用，多方得益 (4) 取之不尽可，用之不竭 (5) 环境优美，能源洁净 三、水力发电特点 缺点： (1) 受自然条件限制 (2) 一次性投资大，工期长 (3) 事故后果严重 (4) 大型工程对环境、生态影响较大 1.2水能资源的开发方式及水电站的基本类型 水电站的基本类型 由P = 9.81ηQH可知，发电必须有流量和水头。 形成水头方式——水电站的开发方式。 按其集中水头的方式不同分为：坝式、引水式和混合式三种基本方式。 抽水蓄能电站和潮汐电站也是水能利用的重要型式。 按调节能力分成： 无调节水电站、有调节水电站 一般坝后式水电站和混合式水电站都是有调节的；河床式和引水式水电站常是无调节的，或者只有较小的调节能力。 一、 坝式水电站 用坝集中水头的水电站称为坝式水电站 其特点有： 水头取决于坝高。 引用流量较大，电站的规模也大，水能利用较充分，综合利用效益高。 投资大，工期长。 适用：河道坡降较缓，流量较大，并有筑坝建库的条件。 1．河床式电站 1．河床式电站 特点： 一般修建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上，为避免大量淹没，建低坝或闸。 适用水头：大中型：25米以下，小型：8~10米以下。 厂房和挡水坝并排建在河床中，共同挡水，故厂房也有抗滑稳定问题； 厂房高度取决于水头的高低。 引用流量大、水头低。 注：厂房本身起挡水作用是河床式水电站的主要特征。 葛州坝水电站 富春江河床式电站 2.坝后式水电站 2.坝后式水电站 特点： 当水头较大时，厂房本身抵抗不了水的推力，将厂房移到坝后，由大坝挡水。 坝后式水电站一般修建在河流的中上游。 库容较大，调节性能好。 万家寨坝后式水电站 三峡水电站 二、引水式水电站 用引水道集中水头的电站称为引水式水电站 特点： 水头相对较高，目前最大水头已达2000米以上。 引用流量较小，没有水库调节径流，水量利用率较低，综合利用价值较差。 电站库容很小，基本无水库淹没损失，工程量较小，单位造价较低。 适用条件：适合河道坡降较陡，流量较小的山区性河段。 二、引水式水电站 一般修建于： 河道有弯道； 两条相近河流有较大水位差； 有急滩或瀑布处。 类型 无压引水式(free flow)：引水道是无压的 有压引水式(pressure flow)：引水道是有压的 1.无压引水电站 1.无压引水电站 引水建筑物是无压的:渠道或无压隧洞 主要建筑物：低坝，进水口，沉沙池，引水渠(洞)，日调节池，压力前池，压力水管，厂房，尾水渠。 2. 有压引水式电站 2. 有压引水式电站 引水建筑物是有压的：压力隧洞(pressure tunnel) 主要建筑物：低坝，有压隧洞，调压室，压力水管，厂房，尾水渠。 三、 混合式水电站 由坝和引水道分别集中一部分水头，电站的总水头等于这两部分之和。 适用于上游有优良坝址，适宜建库，而紧接水库以下河道突然变陡或河流有较大的转弯。 同时兼有坝式和引水式水电站的优点。 在工程中多称为引水式水电站 四、抽水蓄能电站 抽水蓄能电站是以水体为储能介质，起调节作用。主要解决电力系统的调峰问题； 建筑物组成包括：上下两个水库，用引水建筑物相连，蓄能电站厂房建在下水库处，采用双向机组 抽水蓄能和放水发电两个过程 低谷期：电能→水能；高峰期：水能→电能 五、潮汐水电站 潮汐：潮汐现象是海水因受日月引力而产生的周期性升降运动，即海水的潮涨潮落。 潮汐发电原理：利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的，也就是把海水涨、落潮的能量→机械能→电能(发电)的过程。 流量大，水头低的水电站。 最大的潮汐电站——法国朗斯电站 沙溪河流域梯级电站布置示意图 1.3　水电站的组成建筑物 一、枢纽建筑物 挡水建筑物：坝、闸 泄水建筑物：溢洪道、泄水洞、溢流坝 过坝建筑物：过船、过木、过鱼 1.3　水电站的组成建筑物 二、发电建筑物 进水建筑物：进水口、沉沙池 引水建筑物：引水道、压力管道、尾水道 平水建筑物：前池、调压室 厂区枢纽：主厂房、副厂房、变电站、开关站等 本 章 小 结 1．水