水力發(fā)電廠課件

第三講水力發(fā)電廠主講人：3．1水電廠的主要類型

水力發(fā)電廠簡稱水電廠（站），是利用水能轉換為電能的發(fā)電廠。它從河流較高處或水庫內引水，利用水的壓力或流速沖動水輪機旋轉，將水能轉變成機械能，水輪機帶動發(fā)電機旋轉，將機械能變成電能。它不需要燃料，而是利用水能循環(huán)不息的能源來獲得電能。江河的水流川流不息，經過支流、干流匯入大海后，在海洋內受太陽輻射而蒸發(fā)成水汽，被大氣吹向大陸形成雨雪降至地面，又流入江河。利用循環(huán)不息的水能發(fā)電，與火電廠相比，可以節(jié)省大量的煤、石油或天然氣等燃料資源，而且沒有污染。而且，水電廠的生產效率較高。同時，因為不消耗燃料，所以生產成本也比較低。缺點是水電廠的土建工程較大，造價比火電高，建設周期比火電長，而且受自然條件影響比較大。構成水能的基本條件，是水的流量和落差，流量和落差的大小決定水能的大小。水電廠就是充分利用水的流量和落差，將水能最大限度地轉化為電能。圖1水能利用圖水庫引水管水輪機開關站發(fā)電機下一河道輸電器用戶尾水管配電器機械能電能水能能的走向水的走向一、堤壩式水電廠在河道上修建大壩（或閘）攔蓄河水，使上游水位升高，形成水庫。這樣，大壩上游的水庫水面與大壩下游河流之間形成了落差，用輸水管或隧道，將水庫里的水引入水電廠廠房，沖動水輪機旋轉并帶動發(fā)電機發(fā)電。這種發(fā)電方式的水電廠稱為堤壩式水電廠。根據廠房位置的不同，將堤壩式水電廠分為河床式和壩后式兩種。1河床式水電廠返回2壩后式水電廠返回二、引水式水電廠返回3．2壩后式水電廠的主要

水工建筑物

一、攔河壩二、溢流壩及溢流設施三、發(fā)電用專門建筑物四、水輪機及其設備五、其它建筑物圖5攔河壩示意圖返回三、發(fā)電用專門建筑物

1．進水口進水口的作用是為了引水發(fā)電。進水口要設進水閘門，以便控制進水量。閘前要設置攔污柵，將水中的雜物濾掉。2．引水建筑物對于壩后式水電廠，由于發(fā)電廠房緊靠壩體下游，進水口直接通過壓力水管引至廠房。3．蝴蝶閥蝴蝶閥一般安裝在水輪機蝸殼前的鋼管上，當機組發(fā)生事故而導水機構又同時發(fā)生故障不能及時關閉時，可迅速關閉蝴蝶閥，緊急停機，避免事故擴大。在停機或檢修時將其關閉，還可減少漏水及確保工作安全。較常用的蝴蝶閥，其閥體形狀如鐵餅，大中型蝴蝶閥均采用油壓操作。它的作用相當于汽輪機中的自動主汽門。

返回四、水輪機及其設備

水輪機將水能轉換成機械能的一種水力原動機。按水流對轉輪的作用原理，水輪機可分成兩大類：一類為沖擊式，另一類為反擊式。前者是在噴嘴內將水的壓能轉變?yōu)楦咚偕淞鳎苯記_擊轉輪葉片；后者是使有壓水經導水葉進入葉片間的流道，在水壓下降的同時，水的壓能和動能傳給了轉輪，轉輪產生反作用力而旋轉，然后排向尾水管。目前，我國大部分水電廠采用的是混流反擊式水輪機?；炝鞣磽羰剿啓C也被稱為輻向軸流式水輪機。因水流流經這種水輪機時，是以輻向進入，軸向流出。水輪機主要結構有埋入部分、導水部分、轉動部分、泄水部分和附屬設備組成。1引水室

引水室是水流進水輪機所經過的第一個部件，通過它將水引向導水部件，然后經過座環(huán)進入導水機構。引水室主要作用是以最小的水力損失把水引向導水部件，從而提高水輪機的效率。大中型水輪機多數都采用蝸殼式引水室。它的進口端與壓力水管相連，由進口端向末端它的斷面積逐漸減小，并將導水部件包圍在里面。從外形上看很象蝸牛殼，故稱為蝸殼式引水室，簡稱蝸殼。

為了能使水流沿導水部件周圍進入轉輪，在圓形斷面內側留有開口。水流由壓力水管進入蝸殼后，一方面沿著開口進入導水部件，另一方面則沿著圓周對主軸做自由旋轉運動，使水流造成旋轉。隨著水流不斷進入導水部件，通過斷面的流量不斷減少，為保證進入轉輪的水流均勻，因此蝸殼的斷面也逐漸變小。圖62．座環(huán)座環(huán)位于蝸殼里面，導水機構外面。由于蝸殼中的水通過座環(huán)流入導水機構，因此必須保證水流以最小的水力損失經過它進入導水機構。座環(huán)由上環(huán)、下環(huán)和固定導葉三部分組成。上下環(huán)分別位于上下兩面，中間用若干固定導葉連成一個整體。3．導水機構導水機構位于水輪機轉輪的外面，混流式水輪機目前多采用徑向式導水機構。導水機構的主要作用是根據機組負荷的變化來調節(jié)導葉開度，從而改變進入水輪機的水量。其作用相當于汽輪機中的自動調節(jié)汽門。導水機構主要由可動導葉、導葉傳動機構等組成。水進入蝸殼后，通過蝸殼內的座環(huán)進入導水機構中的可動導葉所形成的流道，然后進入水輪機的轉輪葉片組成的流道中，推動葉片旋轉，從而帶動水輪機旋轉?？蓜訉~均勻地布置在轉輪外圍，導葉的斷面形狀為翼形，首端較厚，尾端較薄，這樣既可以保證強度又可以減少水利損失。

導水部件的傳動機構用來轉動導葉，達到調節(jié)來水流量的目的。傳動機構通過帶動連桿帶動所有導葉同步來回轉動，從而實現對水輪發(fā)電機組電功率的調節(jié)。4．工作部件水輪機最重要的工作部件中是轉輪。轉輪是直接將水能轉變?yōu)闄C械能的部件。轉輪一般是由10~24個流線型的扭曲葉片組成，水流由輻向的進水邊進入，由出水邊軸向流出。葉片上部與輪冠相連，下部與下環(huán)連成一個整體。反擊式混流水輪機葉片流道形狀與反動式汽輪機的動葉汽道相似，其出口截面積比入口小，使水在動葉流道內加速，對葉片產生反擊力，推動葉片旋轉。圖7