水電站基本構(gòu)造原理與類型二

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。科學(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(dá)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)電電機組水輪機是是將水能轉(zhuǎn)變變?yōu)樾D(zhuǎn)轉(zhuǎn)機械能能，從而帶帶動發(fā)電電機發(fā)出出電能的的一種機機械。水輪機與與發(fā)電機機聯(lián)接成成的整體體稱為水輪發(fā)電電機組。基礎(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)電電機組水輪輪機機水流能量轉(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流的勢能能和動能能進行工工作；轉(zhuǎn)輪完全全淹沒在在密閉的的水體中中。水輪機利用水流流的動能能進行工工作；轉(zhuǎn)輪露在在空氣中中。水輪機的主要分類反擊式：：水流方向向和流速速大小受受葉片約約束而改改變,從而對葉葉片一個個反作用用力反擊式水水輪機混流式水水輪機水流從四四周沿徑徑向進入入轉(zhuǎn)輪，，然后近近似以軸軸向流出出轉(zhuǎn)輪。。應(yīng)用水頭頭范圍較較廣，約約為20~700m，結(jié)構(gòu)簡簡單、運運行穩(wěn)定定且效率率高，是是應(yīng)用最最廣泛的的一種水水輪機。。1—主軸；2—葉片；3—導(dǎo)葉

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

反擊式水水輪機軸流式：：軸向進流流，軸向向出流1－導(dǎo)葉；；2－葉片；；3－輪轂4－蝸殼；；5－尾水管管123445反擊式水水輪機斜流式水水輪機水流在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)內(nèi)沿著與與主軸成成某一角角度的方方向流動動，其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪葉片片大多做做成可轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的形式式。適用水頭頭在軸流流式與混混流式水水輪機之之間，約約為40~200m。1—蝸殼；2—導(dǎo)葉；3—轉(zhuǎn)輪葉片；4—尾水管反擊式水水輪機斜流式：：斜向進流流，斜向向出流12341－蝸殼；；2－導(dǎo)葉；；3－葉片；；4－尾水管管可轉(zhuǎn)動葉葉片反擊式水水輪機貫流式水水輪機一種流道道近似為為直筒狀狀的臥軸軸式水輪輪機，它它不設(shè)引引水蝸殼殼，葉片片可做成成固定的的和可轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動的兩兩種。貫流式水水輪機的的適用水水頭為1~25m，適用于于低水頭頭、大流流量的水水電站。。根據(jù)其發(fā)發(fā)電裝置置形式的的不同，，分為全全貫流式式和半貫貫流式兩兩類。反擊式水水輪機1—轉(zhuǎn)輪葉片片；2—轉(zhuǎn)輪輪緣緣；3—發(fā)電機轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子輪輞輞；4—發(fā)電機定定子；5、6—支柱；7—軸頸；8—輪轂；9—錐形插入入物；10—拉緊桿；；11—導(dǎo)葉；12—推力軸承承；13—導(dǎo)軸承反擊式水水輪機全貫流式式水輪機機全貫流式式水輪機機的發(fā)電電機轉(zhuǎn)子子直接安安裝在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪葉片片的外緣緣，它的的優(yōu)點是是流道平平直、過過流量大大、效率率高。但但由于轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪葉片片外緣的的線速度度大、周周線長，，因而旋旋轉(zhuǎn)密封封困難，，目前已已很少使使用。半貫流式式水輪機機半貫流式式水輪機機有軸伸伸式、豎豎井式和和燈泡式式等裝置置形式。。軸伸式和和豎井式式結(jié)構(gòu)簡簡單、維維護方便便，但效效率較低低，一般般只用于于小型水水電站。。燈泡貫流流式水輪輪機，其其結(jié)構(gòu)緊緊湊、穩(wěn)穩(wěn)定性好好、效率率較高，，使用用廣泛。。反擊式水水輪機軸伸貫流式水輪發(fā)電機組1—轉(zhuǎn)輪；2—水輪機主主軸；3—尾水管；；4—齒輪轉(zhuǎn)動動機構(gòu)；；5—發(fā)電機反擊式水水輪機豎井貫流式水輪發(fā)電機組反擊式水水輪機發(fā)電機組組安裝在在密閉的的燈泡體體1－導(dǎo)葉；；2－轉(zhuǎn)輪；；3－發(fā)電機機；4－燈泡123412反擊式水水輪機燈泡貫流式水輪發(fā)電機組沖擊式水水輪機水斗式水輪機水流由噴噴嘴噴射射出來沿沿著轉(zhuǎn)輪輪圓周的的切線方方向沖擊擊在斗葉葉上做功功沖擊式式水輪輪機斜擊式水輪機水流由由噴嘴嘴噴射射出來來沿著著與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪旋旋轉(zhuǎn)平平面成成某一一角度度進入入葉片片，適適用于于高水水頭，，中小小型的的水電電站沖擊式式水輪輪機雙擊式水輪機水流從從噴嘴嘴流出出后，，從轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪外外周通通過徑徑向葉葉片進進入轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪中中心，，進行行第一一次能能量交交換，，再從從轉(zhuǎn)輪輪中心心通過過徑向向葉片片流出出轉(zhuǎn)輪輪，完完成第第二次次能量量交換換。適適用水水頭范范圍10~150m，結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單單、效效率低低，出出力較較小，，應(yīng)用用不多多。小結(jié)：：水輪機機類型型及應(yīng)應(yīng)用水水頭范范圍水輪輪發(fā)發(fā)電電機機推力軸軸承位位于轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子上上方的的發(fā)電電機，，它適適用于于轉(zhuǎn)速速在100r/min以上。。其優(yōu)優(yōu)點是是推力力軸承承損耗耗小，，裝配配方便便，運運轉(zhuǎn)較較穩(wěn)定定；缺缺點是是機組組高度度較大大，耗耗費鋼鋼材多多。水輪發(fā)發(fā)電機機按布布置方方式主主要有有立式式與臥臥式兩兩大類類，其其中立立式水水輪發(fā)發(fā)電機機又分分為懸掛式式與傘式發(fā)電機機。1、懸掛掛式發(fā)發(fā)電機機:懸掛式式發(fā)電機機上下支撐下導(dǎo)與風(fēng)閘下導(dǎo)軸承定子外殼2、傘式發(fā)發(fā)電機機推力軸軸承位位于轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子下下方，，設(shè)在在下機機架上上傳力方方式：：機組組轉(zhuǎn)動動部分分重量→推力頭→鏡板→推力軸瓦→下機架→機座→基礎(chǔ)上機架架：只只支撐撐上導(dǎo)導(dǎo)軸承承和勵勵磁機機定子子。類型：1.普通傘傘式：：有有上、、下導(dǎo)導(dǎo)軸承承2.半傘式:有上導(dǎo)導(dǎo)軸承承，無無下導(dǎo)導(dǎo)軸承承3.全傘式:無上導(dǎo)導(dǎo)軸承承，有有下導(dǎo)導(dǎo)軸承承(1)普普通傘傘式有上、、下導(dǎo)導(dǎo)軸承承(2)半半傘式式有上導(dǎo)導(dǎo)，無無下導(dǎo)導(dǎo)。發(fā)電機機通常常將上上機架架埋入入發(fā)電電機層層地板板以下下。(3)全全傘式式無上導(dǎo)導(dǎo)，有有下導(dǎo)導(dǎo)。轉(zhuǎn)動部部分重重量→推力軸軸承支支撐結(jié)結(jié)構(gòu)→頂蓋→座環(huán)二、水水電站站的基基本類類型按調(diào)節(jié)節(jié)能力力分成成：無調(diào)節(jié)節(jié)水電電站、、有調(diào)調(diào)節(jié)水水電站站按水電電站的的組成成建筑筑物及及特征征分為為：壩式、、河床床式、、引水水式電電站(一)、壩式式水電電站用壩集集中水水頭的的水電電站稱稱為壩壩式水水電站站其特點點有：：水頭取取決于于壩高高。引用流流量較較大，，電站站的規(guī)規(guī)模也也大，，水能能利用用較充充分，，綜合合利用用效益益高。。投資大大，工工期長長。適用：：河道道坡降降較緩緩，流流量較較大，，并有有筑壩壩建庫庫的條條件。。二、水水電站站的基基本類類型壩后廠房萬家寨寨壩后后式水水電站站向家壩壩水電電站三峽水水電站站(二)、河床床式電電站一般修修建在在河道道中下下游河河道縱縱坡平平緩的的河段段上，，為避避免大大量淹淹沒，，建低低壩或或閘。。適用水水頭：：大中中型：：25米以下下，小小型：：8~10米以下下。廠房和和擋水水壩并并排建建在河河床中中，共共同擋擋水，，故廠廠房也也有抗抗滑穩(wěn)穩(wěn)定問問題；；廠房高高度取取決于于水頭頭的高高低。。引用流流量大大、水水頭低低。二、水水電站站的基基本類類型河床式式電站站河床式式電站站河床廠廠房富春江江河床床式電電站泄洪閘閘葛州壩壩水電電站河床廠房河床廠房開關(guān)站船閘泄洪閘(三)、引水水式水水電站站用引水水道集集中水水頭的的電站站稱為為引水水式水水電站站特點：：水頭相相對較較高，，目前前最大大水頭頭已達(dá)達(dá)2000米以上上。引用流流量較較小，，沒有有水庫庫調(diào)節(jié)節(jié)徑流流，水水量利利用率率較低低，綜綜合利利用價價值較較差。。電站庫庫容很很小，，基本本無水水庫淹淹沒損損失，，工程程量較較小，，單位位造價價較低低。適用條條件：：適合合河道道坡降降較陡陡，流流量較較小的的山區(qū)區(qū)性河河段。。二、水水電站站的基基本類類型類型：：1.無壓引引水電電站引水建建筑物物是無無壓的的:渠道或或無壓壓隧洞洞主要建建筑物物：低壩，，進水水口，，沉沙沙池，，引水水渠(洞)，日調(diào)調(diào)節(jié)池池，壓壓力前前池，，壓力力水管管，廠廠房，，尾水水渠。。(三)、引水水式水水電站站二、水水電站站的基基本類類型無壓引引水式式水電電站1-壩;2-進水口口;3-沉沙池池;4-引水渠渠道;5日調(diào)節(jié)節(jié)池;6-壓力前前池;7-壓力管管道;8-廠房;9-尾水渠渠;10-配電所所;10-泄水道道2.有壓引引水式式電站站引水建建筑物物是有有壓的的：壓力隧隧洞(pressuretunnel)主要建建筑物物：低低壩，，有壓壓隧洞洞，調(diào)調(diào)壓室室，壓壓力水水管，，廠房房，尾尾水渠渠。(三)、引水水式水水電站站二、水水電站站的基基本類類型有壓引引水式式水電電站石龍壩有壓壓引水水式水水電站站云南昆昆明石石龍壩壩水電電站是是我國國大陸陸的第第一座座水電電站，，其裝裝機容容量僅僅為1440kW，1910年7月開工工建設(shè)設(shè)，1912年4月發(fā)電電。抽水蓄蓄能：系統(tǒng)統(tǒng)負(fù)荷荷低時時，利利用系系統(tǒng)多多余的的電能能帶動動泵站站機組組將下下庫的的水抽抽到上上庫(電動機機+水泵)，以以水的的勢能能形式式貯存存起來來；放水發(fā)發(fā)電：系統(tǒng)統(tǒng)負(fù)荷荷高時時，將將上庫庫的水水放下下來推推動水水輪發(fā)發(fā)電機機組(水輪機機+發(fā)電機機)發(fā)電，，以補補充系系統(tǒng)中中電能能的不不足。。(四)、抽水水蓄能能電站站二、水水電站站的基基本類類型抽水蓄蓄能電電站示示意圖圖抽水蓄能電電站潮汐：：潮汐現(xiàn)現(xiàn)象是是海水水因受受日月月引力力而產(chǎn)產(chǎn)生的的周期期性升升降運運動，，即海海水的的潮漲漲潮落落。潮汐發(fā)發(fā)電原原理：：利用潮潮水漲漲、落落產(chǎn)生生的水水位差差所具具有勢勢能來來發(fā)電電的，，也就就是把把海水水漲、、落潮潮的能能量變變?yōu)闄C機械能能，再再把機機械能能轉(zhuǎn)變變?yōu)殡婋娔埽ǎòl(fā)電電）的的過程程。(五)、潮汐汐電站站二、水水電站站的基基本類類型潮汐發(fā)發(fā)電原原理潮汐電電站三、水力發(fā)發(fā)電特特點水能的的自然然資源源優(yōu)勢勢（水水量儲儲備豐豐富））水資源源可綜綜合利利用（（防防洪、、灌溉溉、養(yǎng)養(yǎng)殖、、旅游游等））水能的的調(diào)節(jié)節(jié)作用用（調(diào)