水電站基本構(gòu)造原理與類型t版共67

水力發(fā)電站基本原理與類型水電站在水力發(fā)電的過程中，為了實現(xiàn)電能的連續(xù)產(chǎn)生需要修建一系列水工建筑物，也就是水電站。包括：進水、引水、廠房、排水等。水電站是水、機、電的綜合體。一、水力發(fā)電的概念水力發(fā)電的基本原理是利用水位落差，配合水輪發(fā)電機產(chǎn)生電力，也就是利用水的位能轉(zhuǎn)為水輪的機械能，再以機械能推動發(fā)電機，而得到電力?？茖W(xué)家們以此水位落差的天然條件，有效的利用流力工程及機械物理等，精心搭配以達到最高的發(fā)電量，供人們使用廉價又無污染的電力。水力發(fā)電的基本原理是利用水位落差，配合水輪發(fā)電機產(chǎn)生電力，也就是利用水

水力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過程天然水能可利用水能旋轉(zhuǎn)機械能電能建筑物和設(shè)備水輪機發(fā)電機水利系統(tǒng)機電系統(tǒng)壩后式水電站水力發(fā)電站按組成建筑物特征的主要類型壩式、河床式、引水式電站壩后式水電站水力發(fā)電站按組成建筑物特征的主要類型引水式水電站水力發(fā)電站按組成建筑物特征的主要類型引水式水電站水力發(fā)電站按組成建筑物特征的主要類型混合式水電站水力發(fā)電站按組成建筑物特征的主要類型水輪發(fā)電機組水輪發(fā)電機組組水輪機是將水能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機械能，從而帶動發(fā)發(fā)電機發(fā)出電電能的一種機機械。水輪機與發(fā)電電機聯(lián)接成的的整體稱為水輪發(fā)電機組組?；A(chǔ)尾水管泄水錐輪葉轉(zhuǎn)輪體轉(zhuǎn)輪室底環(huán)蝸殼座環(huán)導(dǎo)葉支持蓋頂蓋導(dǎo)葉操作機構(gòu)受油器永磁機上機架上擋風(fēng)板定子轉(zhuǎn)子下?lián)躏L(fēng)板推力軸承下風(fēng)罩推力支架柱段推力支架錐段空冷器水輪發(fā)電機組組水輪機機水流能量轉(zhuǎn)換特征反擊式?jīng)_擊式水輪機的主要分類混流式軸流式斜流式貫流式?jīng)_擊式反擊式軸流定漿式軸流轉(zhuǎn)漿式水斗式雙擊式斜擊式全貫流式半貫流式燈泡式軸伸式豎井式利用水流的勢勢能和動能進進行工作；轉(zhuǎn)輪完全淹沒沒在密閉的水水體中。水輪機利用水流的動動能進行工作作；轉(zhuǎn)輪露在空氣氣中。水輪機的主要分類反擊式：水流方向和流流速大小受葉葉片約束而改改變,從而對葉片一一個反作用力力反擊式水輪機機混流式水輪機機水流從四周沿徑向進入轉(zhuǎn)輪，然后近似以軸向流出轉(zhuǎn)輪。應(yīng)用水頭范圍較廣，約為20~700m，結(jié)構(gòu)簡單、運行穩(wěn)定且效率高，是應(yīng)用最廣泛的一種水輪機。1—主軸；2—葉片；3—導(dǎo)葉

反擊式水輪機機混流式：幅向進流，軸軸向出流1－主軸；2－葉片；3－導(dǎo)葉；4－蝸殼；5－尾水管12345反擊式水輪機機軸流式水輪機機水流在導(dǎo)葉與與轉(zhuǎn)輪之間由由徑向流動轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向流流動，而在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)水流流保持軸向流流動。應(yīng)用水頭約為為3~80m，在中低水頭頭、大流量水水電站中得到到了廣泛應(yīng)用用。1—導(dǎo)葉；2—葉片；3—輪轂

反擊式水輪機機軸流式：軸向進流，軸軸向出流1－導(dǎo)葉；2－葉片；3－輪轂4－蝸殼；5－尾水管123445反擊式水輪機機斜流式水輪機機水流在轉(zhuǎn)輪區(qū)區(qū)內(nèi)沿著與主主軸成某一角角度的方向流流動，其轉(zhuǎn)輪輪葉片大多做做成可轉(zhuǎn)的形形式。適用水頭在軸軸流式與混流流式水輪機之之間，約為40~200m。1—蝸殼；2—導(dǎo)葉；3—轉(zhuǎn)輪葉片；4—尾水管反擊式水輪機機斜流式：斜向進流，斜斜向出流12341－蝸殼；2－導(dǎo)葉；3－葉片；4－尾水管可轉(zhuǎn)動葉片反擊式水輪機機貫流式水輪機機一種流道近似似為直筒狀的的臥軸式水輪輪機，它不設(shè)設(shè)引水蝸殼，，葉片可做成成固定的和可可轉(zhuǎn)動的兩種種。貫流式水輪機機的適用水頭頭為1~25m，適用于低水水頭、大流量量的水電站。。根據(jù)其發(fā)電裝裝置形式的不不同，分為全全貫流式和半半貫流式兩類類。反擊式水輪輪機1—轉(zhuǎn)輪葉片；；2—轉(zhuǎn)輪輪緣；；3—發(fā)電機轉(zhuǎn)子子輪輞；4—發(fā)電機定子子；5、6—支柱；7—軸頸；8—輪轂；9—錐形插入物物；10—拉緊桿；11—導(dǎo)葉；12—推力軸承；；13—導(dǎo)軸承反擊式水輪輪機全貫流式水水輪機全貫流式水水輪機的發(fā)發(fā)電機轉(zhuǎn)子子直接安裝裝在轉(zhuǎn)輪葉葉片的外緣緣，它的優(yōu)優(yōu)點是流道道平直、過過流量大、、效率高。。但由于轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪葉片外外緣的線速速度大、周周線長，因因而旋轉(zhuǎn)密密封困難，，目前已很很少使用。。半貫流式水水輪機半貫流式水水輪機有軸軸伸式、豎豎井式和燈燈泡式等裝裝置形式。。軸伸式和豎豎井式結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單、維維護方便，，但效率較較低，一般般只用于小小型水電站站。燈泡貫流式式水輪機，，其結(jié)構(gòu)緊緊湊、穩(wěn)定定性好、效效率較高，，使用廣廣泛。反擊式水輪輪機軸伸貫流式水輪發(fā)電機組1—轉(zhuǎn)輪；2—水輪機主軸軸；3—尾水管；4—齒輪轉(zhuǎn)動機機構(gòu)；5—發(fā)電機反擊式水輪輪機豎井貫流式水輪發(fā)電機組反擊式水輪輪機發(fā)電機組安安裝在密閉閉的燈泡體體1－導(dǎo)葉；2－轉(zhuǎn)輪；3－發(fā)電機；；4－燈泡123412反擊式水輪輪機燈泡貫流式水輪發(fā)電機組沖擊式水輪輪機水斗式水輪機水流由噴嘴嘴噴射出來來沿著轉(zhuǎn)輪輪圓周的切切線方向沖沖擊在斗葉葉上做功沖擊式水輪輪機斜擊式水輪機水流由噴嘴嘴噴射出來來沿著與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)平平面成某一一角度進入入葉片，適適用于高水水頭，中小小型的水電電站沖擊式水輪輪機雙擊式水輪機水流從噴嘴嘴流出后，，從轉(zhuǎn)輪外外周通過徑徑向葉片進進入轉(zhuǎn)輪中中心，進行行第一次能能量交換，，再從轉(zhuǎn)輪輪中心通過過徑向葉片片流出轉(zhuǎn)輪輪，完成第第二次能量量交換。適適用水頭范范圍10~150m，結(jié)構(gòu)簡單單、效率低低，出力較較小，應(yīng)用用不多。小結(jié)：水輪機類型型及應(yīng)用水水頭范圍水輪發(fā)發(fā)電電機機推力軸承位位于轉(zhuǎn)子上上方的發(fā)電電機，它適適用于轉(zhuǎn)速速在100r/min以上。其優(yōu)優(yōu)點是推力力軸承損耗耗小，裝配配方便，運運轉(zhuǎn)較穩(wěn)定定；缺點是是機組高度度較大，耗耗費鋼材多多。水輪發(fā)電機機按布置方方式主要有有立式與臥臥式兩大類類，其中立立式水輪發(fā)發(fā)電機又分分為懸掛式與傘式發(fā)電機。1、懸掛式發(fā)發(fā)電機:懸掛式發(fā)電機上下支撐下導(dǎo)與風(fēng)閘下導(dǎo)軸承定子外殼2、傘式發(fā)電機機推力軸承位位于轉(zhuǎn)子下下方，設(shè)在在下機架上上傳力方式：：機組轉(zhuǎn)動動部分重量→推力頭→鏡板→推力軸瓦→下機架→機座→基礎(chǔ)上機架：只只支撐上導(dǎo)導(dǎo)軸承和勵勵磁機定子子。類型：1.普通傘式：：有上、、下導(dǎo)軸承承2.半傘式:有上導(dǎo)軸承承，無下導(dǎo)導(dǎo)軸承3.全傘式:無上導(dǎo)軸承承，有下導(dǎo)導(dǎo)軸承(1)普普通傘式有上、下導(dǎo)導(dǎo)軸承(2)半半傘式有上導(dǎo)，無無下導(dǎo)。發(fā)電機通常常將上機架架埋入發(fā)電電機層地板板以下。(3)全全傘式無上導(dǎo)，有有下導(dǎo)。轉(zhuǎn)動部分重重量→推力軸承支支撐結(jié)構(gòu)→頂蓋→座環(huán)二、水電站站的基本類類型按調(diào)節(jié)能力力分成：無調(diào)節(jié)水電電站、有調(diào)調(diào)節(jié)水電站站按水電站的的組成建筑筑物及特征征分為：壩式、河床床式、引水水式電站(一)、壩式水電電站用壩集中水水頭的水電電站稱為壩壩式水電站站其特點有：：水頭取決于于壩高。引用流量較較大，電站站的規(guī)模也也大，水能能利用較充充分，綜合合利用效益益高。投資大，工工期長。適用：河道道坡降較緩緩，流量較較大，并有有筑壩建庫庫的條件。。二、水電站站的基本類類型壩后廠房萬家寨壩后后式水電站站向家壩水電電站三峽水電站站(二)、河床式電電站一般修建在在河道中下下游河道縱縱坡平緩的的河段上，，為避免大大量淹沒，，建低壩或或閘。適用水頭：：大中型：：25米以下，小小型：8~10米以下。廠房和擋水水壩并排建建在河床中中，共同擋擋水，故廠廠房也有抗抗滑穩(wěn)定問問題；廠房高度取取決于水頭頭的高低。。引用流量大大、水頭低低。二、水電站站的基本類類型河床式電站站河床式電站站河床廠房富春江河床床式電站泄洪閘葛州壩水電電站河床廠房河床廠房開關(guān)站船閘泄洪閘(三)、引水式水水電站用引水道集集中水頭的的電站稱為為引水式水水電站特點：水頭相對較較高，目前前最大水頭頭已達2000米以上。引用流量較較小，沒有有水庫調(diào)節(jié)節(jié)徑流，水水量利用率率較低，綜綜合利用價價值較差。。電站庫容很很小，基本本無水庫淹淹沒損失，，工程量較較小，單位位造價較低低。適用條件：：適合河道道坡降較陡陡，流量較較小的山區(qū)區(qū)性河段。。二、水電站站的基本類類型類型：1.無壓引水電電站引水建筑物物是無壓的的:渠道或無壓壓隧洞主要建筑物物：低壩，進水水口，沉沙沙池，引水水渠(洞)，日調(diào)節(jié)池池，壓力前前池，壓力力水管，廠廠房，尾水水渠。(三)、引水式水水電站二、水電站站的基本類類型無壓引水式式水電站1-壩;2-進水口;3-沉沙池;4-引水渠道;5日調(diào)節(jié)池;6-壓力前池;

7-壓力管道;8-廠房;9-尾水渠;10-配電所;10-泄水道2.有壓引水式式電站引水建筑物物是有壓的的：壓力隧洞(pressuretunnel)主要建筑物物：低壩，，有壓隧洞洞，調(diào)壓室室，壓力水水管，廠房房，尾水渠渠。(三)、引水式水水電站二、水電站站的基本類類型有壓引水式式水電站石龍壩有壓引水水式水電站站云南昆明石石龍壩水電電站是我國國大陸的第第一座水電電站，其裝裝機容量僅僅為1440kW，1910年7月開工建設(shè)設(shè)，1912年4月發(fā)電。抽水蓄能：系統(tǒng)負荷荷低時，利利用系統(tǒng)多多余的電能能帶動泵站站機組將下下庫的水抽抽到上庫(電動機+水泵)，以水的的勢能形式式貯存起來來；放水發(fā)電電：系統(tǒng)負負荷高時時，將上上庫的水水放下來來推動水水輪發(fā)電電機組(水輪機+發(fā)電機)發(fā)電，以以補充系系統(tǒng)中電電能的不不足。(四)、抽水蓄蓄能電站站二、水電電站的基基本類型型抽水蓄能能電站示示意圖抽水蓄能電站站潮汐：潮汐現(xiàn)象象是海水水因受日日月引力力而產(chǎn)生生的周期期性升降降運動，，即海水水的潮漲漲潮落。。潮汐發(fā)電電原理：：利用潮水水漲、落落產(chǎn)生的的水位差差所具有有勢能來來發(fā)電的的，也就就是把海海水漲、、落潮的的能量變變?yōu)闄C械械能，再再把機械械能轉(zhuǎn)變變?yōu)殡娔苣埽òl(fā)電電）的過過程。(五)、潮汐電電站二、水電電站的基基本類型型潮汐發(fā)電電原理潮汐電站站三、水力發(fā)電電特點水能的自自然資源源優(yōu)勢（（水量儲儲備豐富富）水資源可可綜合利利用（（防洪、、灌溉、、養(yǎng)殖、、旅游等等）水能的調(diào)調(diào)節(jié)作用用（調(diào)峰峰、調(diào)頻頻）水力發(fā)電電對環(huán)境境的影響響小，幾幾乎沒有有污染排排放機組工作