一、水电厂的概念
水力发电厂简称水电厂,是把水的位能和动能转变成电能的工厂。其原理是利用水的能量推动水轮机转动,再带动发电机发电,即水能→机械能→电能。水电厂全景如图2-5所示。
图2-5 水力发电厂全景
二、水电厂的分类
(1)按集中落差的方式分为堤坝式、引水式和混合式。
(2)按运行方式分为有调节水电站、无调节水电站和抽水蓄能水电站。
三、几种水力发电厂
1.堤坝式水电厂
在河流的适当位置上修建拦河水坝,形成水库,抬高上游水位,利用坝的上下游水位差,引水发电。堤坝式水电厂可以分为坝后式和河床式两种。
(1)坝后式水电厂的厂房建筑在大坝的后面,不承受水的压力,全部水头由坝体承受。由压力水管将水库的水引入厂房,转动水轮发电机组发电。这种发电方式适合于高、中水头的水电厂,如三峡、刘家峡、丹江口水电厂。图2-6是坝后式水电厂布置示意图。
图2-6 坝后式水电厂布置(www.xing528.com)
(2)河床式水电厂厂房和大坝连成一体,厂房是大坝一个组成部分,要承受水压力,因厂房修建在河床中,故名河床式。这种发电方式适合于中、低水头水电厂,如葛洲坝水电厂。
2.引水式水电厂
水电厂建在水流湍急的河道上或河床坡度较陡的地方,由引水管道引入厂房。这种水电厂一般不需修坝或只修低堰。
3.抽水蓄能电厂
这种水电厂由高落差的上下两个水库和具备水轮机—发电机或电动机—水泵两种工作方式的可逆机组组成。抽水蓄能电厂一般作为调峰电厂运行,还可以作系统的备用容量、调频、调相等用途。生产过程如图2-7所示。
图2-7 抽水蓄能水电厂工作过程
四、水力发电的优、缺点
水能为可再生能源,基本无污染;运营成本低,效率高,技术成熟;取之不尽,用之不竭;控制洪水泛滥,提供灌溉用水,改善河流航运。但是,水力发电破坏生态环境,大坝以下水流侵蚀加剧,河流的变化及对动、植物产生影响等;需要筑坝移民等,基础建设投资大;降水季节变化大的地区,少雨季节发电量少甚至停发电。
五、三峡水电站
三峡水电站全景如图2-8所示。三峡水电站大坝高程185m,蓄水高程175m,安装32台单机容量为70万kW的水轮发电机组,年发电量达到981.04亿kW·h,现为世界最大的水力发电站和清洁能源生产基地。
图2-8 三峡水电站全景
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