水力发电厂课件

第三讲水力发电厂主讲人：3．1水电厂的主要类型

水力发电厂简称水电厂（站），是利用水能转换为电能的发电厂。它从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，水轮机带动发电机旋转，将机械能变成电能。它不需要燃料，而是利用水能循环不息的能源来获得电能。江河的水流川流不息，经过支流、干流汇入大海后，在海洋内受太阳辐射而蒸发成水汽，被大气吹向大陆形成雨雪降至地面，又流入江河。利用循环不息的水能发电，与火电厂相比，可以节省大量的煤、石油或天然气等燃料资源，而且没有污染。而且，水电厂的生产效率较高。同时，因为不消耗燃料，所以生产成本也比较低。缺点是水电厂的土建工程较大，造价比火电高，建设周期比火电长，而且受自然条件影响比较大。构成水能的基本条件，是水的流量和落差，流量和落差的大小决定水能的大小。水电厂就是充分利用水的流量和落差，将水能最大限度地转化为电能。图1水能利用图水库引水管水轮机开关站发电机下一河道输电器用户尾水管配电器机械能电能水能能的走向水的走向一、堤坝式水电厂在河道上修建大坝（或闸）拦蓄河水，使上游水位升高，形成水库。这样，大坝上游的水库水面与大坝下游河流之间形成了落差，用输水管或隧道，将水库里的水引入水电厂厂房，冲动水轮机旋转并带动发电机发电。这种发电方式的水电厂称为堤坝式水电厂。根据厂房位置的不同，将堤坝式水电厂分为河床式和坝后式两种。1河床式水电厂返回2坝后式水电厂返回二、引水式水电厂返回3．2坝后式水电厂的主要

水工建筑物

一、拦河坝二、溢流坝及溢流设施三、发电用专门建筑物四、水轮机及其设备五、其它建筑物图5拦河坝示意图返回三、发电用专门建筑物

1．进水口进水口的作用是为了引水发电。进水口要设进水闸门，以便控制进水量。闸前要设置拦污栅，将水中的杂物滤掉。2．引水建筑物对于坝后式水电厂，由于发电厂房紧靠坝体下游，进水口直接通过压力水管引至厂房。3．蝴蝶阀蝴蝶阀一般安装在水轮机蜗壳前的钢管上，当机组发生事故而导水机构又同时发生故障不能及时关闭时，可迅速关闭蝴蝶阀，紧急停机，避免事故扩大。在停机或检修时将其关闭，还可减少漏水及确保工作安全。较常用的蝴蝶阀，其阀体形状如铁饼，大中型蝴蝶阀均采用油压操作。它的作用相当于汽轮机中的自动主汽门。

返回四、水轮机及其设备

水轮机将水能转换成机械能的一种水力原动机。按水流对转轮的作用原理，水轮机可分成两大类：一类为冲击式，另一类为反击式。前者是在喷嘴内将水的压能转变为高速射流，直接冲击转轮叶片；后者是使有压水经导水叶进入叶片间的流道，在水压下降的同时，水的压能和动能传给了转轮，转轮产生反作用力而旋转，然后排向尾水管。目前，我国大部分水电厂采用的是混流反击式水轮机。混流反击式水轮机也被称为辐向轴流式水轮机。因水流流经这种水轮机时，是以辐向进入，轴向流出。水轮机主要结构有埋入部分、导水部分、转动部分、泄水部分和附属设备组成。1引水室

引水室是水流进水轮机所经过的第一个部件，通过它将水引向导水部件，然后经过座环进入导水机构。引水室主要作用是以最小的水力损失把水引向导水部件，从而提高水轮机的效率。大中型水轮机多数都采用蜗壳式引水室。它的进口端与压力水管相连，由进口端向末端它的断面积逐渐减小，并将导水部件包围在里面。从外形上看很象蜗牛壳，故称为蜗壳式引水室，简称蜗壳。

为了能使水流沿导水部件周围进入转轮，在圆形断面内侧留有开口。水流由压力水管进入蜗壳后，一方面沿着开口进入导水部件，另一方面则沿着圆周对主轴做自由旋转运动，使水流造成旋转。随着水流不断进入导水部件，通过断面的流量不断减少，为保证进入转轮的水流均匀，因此蜗壳的断面也逐渐变小。图62．座环座环位于蜗壳里面，导水机构外面。由于蜗壳中的水通过座环流入导水机构，因此必须保证水流以最小的水力损失经过它进入导水机构。座环由上环、下环和固定导叶三部分组成。上下环分别位于上下两面，中间用若干固定导叶连成一个整体。3．导水机构导水机构位于水轮机转轮的外面，混流式水轮机目前多采用径向式导水机构。导水机构的主要作用是根据机组负荷的变化来调节导叶开度，从而改变进入水轮机的水量。其作用相当于汽轮机中的自动调节汽门。导水机构主要由可动导叶、导叶传动机构等组成。水进入蜗壳后，通过蜗壳内的座环进入导水机构中的可动导叶所形成的流道，然后进入水轮机的转轮叶片组成的流道中，推动叶片旋转，从而带动水轮机旋转。可动导叶均匀地布置在转轮外围，导叶的断面形状为翼形，首端较厚，尾端较薄，这样既可以保证强度又可以减少水利损失。

导水部件的传动机构用来转动导叶，达到调节来水流量的目的。传动机构通过带动连杆带动所有导叶同步来回转动，从而实现对水轮发电机组电功率的调节。4．工作部件水轮机最重要的工作部件中是转轮。转轮是直接将水能转变为机械能的部件。转轮一般是由10~24个流线型的扭曲叶片组成，水流由辐向的进水边进入，由出水边轴向流出。叶片上部与轮冠相连，下部与下环连成一个整体。反击式混流水轮机叶片流道形状与反动式汽轮机的动叶汽道相似，其出口截面积比入口小，使水在动叶流道内加速，对叶片产生反击力，推动叶片旋转。图7