抽水蓄能电站9万kW课件

电力工程概论电力工程概论1概论电力工业发展概要电力工业的建立至今已经有一个多世纪的历史。电与人们的生产生活息息相关，对现在社会的发展有着巨大的影响。电力工业是国民经济的重要部门之一。它承担着把自然界提供的能源转换为供人们直接使用的电能，它既为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供必不可少的动力，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。电力又是工业的先行，电力工业的发展必须优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。一、欧美电力工业发展简史二、中国电力工业的发展电力结构：火电、水电、核电、风电、光伏发电。电网建设：概论电力工业发展概要电力工业的建立至今已经有一个多世纪的2

一次能源，可以说与粮食和水一样，是人类赖以生存以及支撑现代社会文明的主要物质基础之一。从原始社会起，人类就是通过消耗能量而生活，并进行各种社会活动的，目前世界上可以利用的一次能源资源主要为化石能源（煤、石油、天然气）、可再生能源（水能、风能、太阳能等）以及核能源等，电能主要通过这些一次性能源转换而生产出来。能源形态与电能生产的相互关系，可简略地用下图1-2表示。一、一次能源与电力生产第一篇动力系统概述一次能源，可以说与粮食和水一样，是人类赖以生存以及支3

由于地球上的一次能源资源的储存量是有限的，如不注意节约与合理使用，必有一天人类将面临能源枯竭的危险。因此，在21世纪中，对节约能源与开发新能源特别是对可再生能源利用的研究，将是人类社会的可持续发展所面临的一项重大的课题。由于地球上的一次能源资源的储存量是有限的，如不注意节4

火力发电厂是以煤、石油、天然气等作为燃料，燃料燃烧时化学能被转换为热能，再借助汽轮机等热力机械将热能转换为机械能，并由汽轮机带动发电机将机械能变为电能。据统计，全世界发电厂的总装机容量中，火力发电厂占了70%以上。迄今，我国的发电厂总装机容量中，火电厂占75%以上。火力发电主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型。一般火力发电厂多采用凝汽式汽轮发电机组，故又称为凝汽式发电厂

第二章火力发电厂火力发电厂是以煤、石油、天然气等作为燃料，燃料燃烧时5一、火力发电厂生产流程如下图所示

一、火力发电厂生产流程如下图所示6图1-3凝汽式发电厂生产过程示意图图1-3凝汽式发电厂生产过程示意图7主要设备：1、汽轮机本体:

汽轮机本体（steamturbineproper）是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转子）组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。如下图所示。

主要设备：8抽水蓄能电站9万kW课件92、锅炉本体：锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能，并且以此热能加热水，使其成为一定数量和质量（压力和温度）的蒸汽。由炉膛、烟道、汽水系统（其中包括受热面、汽包、联箱和连接管道）以及炉墙和构架等部分组成的整体，称为“锅炉本体”。如下图所示。

2、锅炉本体：10抽水蓄能电站9万kW课件115、热力系统及辅助设备

汽轮机部分的辅助设备有凝汽器、水泵、回热加热器、除氧器等。把锅炉、汽轮机及其辅助设备按汽水循环过程用管道和附件连接起来所构成的系统，叫做发电厂的热力系统。发电厂的热力系统按照不同的使用目的分为“原则性热力系统”、“全面性热力系统”、“汽轮机组热力系统”等。如下图所示。

5、热力系统及辅助设备汽轮机部分的辅助设备有凝汽器、水泵、12抽水蓄能电站9万kW课件136、发电机本体在发电厂中，同步发电机是将机械能转变成电能的唯一电气设备。因而将一次能源（水力、煤、油、风力、原子能等）转换为二次能源的发电机，现在几乎都是采用三相交流同步发电机。在发电厂中的交流同步发电机，电枢是静止的，磁极由原动机拖动旋转。其励磁方式为发电机的励磁线圈FLQ（即转子绕组）由同轴的并激直流励磁机经电刷及滑环来供电。同步发电机由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。定子由定子铁心、定子线圈、机座、端盖、风道等组成。定子铁心和线圈是磁和电通过的部分，其他部分起着固定、支持和冷却的作用。转子由转子本体、护环、心环、转子线圈、滑环、同轴激磁机电枢组成。如下图所示。6、发电机本体14抽水蓄能电站9万kW课件15火力发电厂对环境的影响:1、粉尘2、硫氧化物3、氮氧化物4、二氧化碳5、排水热污染6、废水7、灰渣8、噪声9、放射性污染火力发电厂对环境的影响:16水力发电厂是利用河流所蕴藏的水能资源来发电，水能资源是最干净、价廉的可再生能源。水力发电厂可能的发电出力（容量）的大小决定于上下游的水位差（简称水头）和流量的大小。因此，水力发电厂往往需要修建拦河大坝等水工建筑物以形成集中的水位差，并依靠大坝形成具有一定容积的水库以调节河川流量。第三章水力发电厂

水力发电厂是利用河流所蕴藏的水能资源来发电，水能资源是最干净17水力发电厂的生产过程较简单（以坝后式水电厂图1-4为例进行介绍），故它所需的运行维护人员较少，且易于实现全盘自动化。再加之水力发电厂不消耗燃料，所以它的电能成本要比火力发电厂低得多。此外，水力发电机组的效率较高、承受变动负荷的性能较好，故在系统中的运行方式较为灵活；水力发电机组起动迅速，在事故时能有力地发挥其后备作用。水力发电厂的另一个优点是不像火力发电厂、核能发电厂那样存在环境污染问题。水能资源是属于可再生利用的清洁能源，这种发电方式对节能减排有利。

水力发电厂的生产过程较简单（以坝后式水电厂图1-4为例进行介18水电站分类：1、常规水电站：堤坝式、引水式、混合式；2、调节电力系统峰谷负荷:抽水蓄能式；3、利用海洋中的水流的机械能：潮汐电站、波浪能电站、海流能电站。水电站分类：1、常规水电站：堤坝式、引水式、混合式；19图1-4坝后式水电厂示意图图1-4坝后式水电厂示意图20抽水蓄能式水电站“调峰填谷、调频调相、事故备用”是行业内对于抽水蓄能电站在电网中所起功能的高度概括。我国近年来抽水蓄能电站发展呈现以下几个特点：1．容量增幅大，发展速率高2．在系统中发挥了重要作用

3.具有了较为成熟的设计、施工和管理经验

抽水蓄能式水电站“调峰填谷、调频调相、事故备用”是行业内对于21我国抽水蓄能电站建设现状：

近十几年来，中国抽水蓄能电站的迅速发展，主要是由于中国国民经济的高速发展，促进了中国抽水蓄能电站的大发展，而这十几年正是中国改革开放经济大发展时期。在这十几年中虽然取得了很大成绩。2004年底全国已建成投产的抽水蓄能电站10座，装机容量达到570.1万kW（其中60万kW供香港）。其中包括1968年在河北岗南常规水电站上安装的1.1万kW抽水蓄能机组，1992年建成的河北潘家口混合式抽水蓄能电站(其中抽水蓄能机组27万kW)，1997年建成的北京十三陵抽水蓄能电站(80万kW)；广东电网分别于1994年和2000年建成的广州抽水蓄能电站一期、二期工程（共240万kW，其中60万kW供香港）；华东电网1998年建成的浙江溪口抽水蓄能电站（8万kW），2000年建成的装机规模180万kW的天荒坪抽水蓄能电站和安徽响洪甸抽水蓄能电站（8万kW），2002年建成的江苏沙河抽水蓄能电站（10万kW）；华中电网的湖北天堂抽水蓄能电站（7万kW）；拉萨电网于1997年建成的羊卓雍湖抽水蓄能电站（9万kW）。

我国抽水蓄能电站建设现状：22我国几个抽水蓄能电站简介：1、潘家口、十三陵抽水蓄能电厂2.广州抽水蓄能电站3、天荒坪抽水蓄能电站已建的抽水蓄能电站不管是大型还是中型，在实际运行中都很好地发挥了调峰、填谷、调相、调频、事故备用和替代燃煤机组的作用，取得了良好的信誉和经济效益。例子：护航新能源我国几个抽水蓄能电站简介：23水电站的主要设备：水轮机水电站的主要设备：水轮机24

核能发电的基本原理是：核燃料在反应堆内发生可控核裂变，即所谓链式反应，释放出大量热能，由冷却剂（水或气体）带出，在蒸汽发生器中将水加热为蒸汽，然后同一般火力发电厂一样，用蒸汽推动汽轮机，再带动发电机发电。冷却剂在把热量传给水后，又被泵打回反应堆里去吸热，这样反复使用就可以不断地把核裂变释放的热能引导出来。四、核能发电厂

核能发电厂与火力发电厂在构成上的最主要区别是，前者用核—蒸汽发电系统（核反应堆、蒸汽发生器、泵和管道等）来代替后者的蒸汽锅炉。所以核能发电厂中的反应堆又被称为原子锅炉。核能发电的基本原理是：核燃料在反应堆内发生可控核裂变25

根据核反应堆的形式不同，核能发电厂可分为几种类型。图1-6为目前使用较广的轻水堆型（包括沸水堆和压水堆）核能发电厂的生产过程示意图。（a）沸水堆型反应堆；（b）压水堆型反应堆图1-6轻水堆型核能发电厂生产过程示意图根据核反应堆的形式不同，核能发电厂可分为几种类型。图126

核能发电厂的主要优点之一是可以大量节省煤、石油等燃料。例如，1kg的铀裂变所产生的热量，相当于2700t标准煤燃烧产生的热量。具体而言，一座容量为50万kW的火力发电厂每年至少要烧掉150万t煤，而同容量的核能发电厂每年只要消耗600kg铀燃料就够了，从而可避免大量的燃料运输。

核能发电厂的另一个特点是燃烧时不需要空气助燃，所以核能发电厂可以建设在地下、山洞里、水下或空气稀薄的高原地区。此外，从发电厂的建设投资和发电成本来看，核能发电厂的造价虽较火力发电厂的要高，但发电成本比火力发电厂的要低30%~50%，它的规模愈大，单位千瓦投资费用下降愈多。另外，核能发电厂适宜于担任电力系统的基本负荷，这样可以保证运行时的效率最高。

核能发电厂的主要优点之一是可以大量节省煤、石油等燃料。例27

在我国，核能发电厂的建设起步较晚。迄今，在全世界的总发电容量中，核能发电厂占了约16%，而我国核电仅占1.6%，

据规划，到2020年中国的核电装机容量将达到4000万kW，约占当时全国装机容量的4%。

核能发电厂的另一个主要优点是较之一般燃煤电厂而言，它的CO2等温室气体的排放量要低得多，从而对节能减排有利。目前也有一种提法是“核电是清洁能源”。

核能发电厂的主要问题是对放射性泄漏污染的担心。

在我国，核能发电厂的建设起步较晚。迄今，在全世界的总发28第五章新能源发电第一节地热发电一、地热资源类型1、蒸汽型地热资源2、热水型地热资源3、地压型地热资源4、干热岩型地热资源5、岩浆型地热资源第五章新能源发电第一节地热发电29二、地热发电原理和分类

地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。

目前能够被地热电站利用的载热体，主要是地下的天然蒸汽和热水。按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同，可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。

（1）蒸汽型地热发电

蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电，但在引入发电机组前应把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。这种发电方式最为简单，但干蒸汽地热资源十分有限，且多存于较深的地层，开采技术难度大，故发展受到限制主要有背压式和凝汽式两种发电系统。

二、地热发电原理和分类30（2）热水型地热发电

热水型地热发电是地热发电的主要方式。目前热水型地热电站有两种循环系统：

a、闪蒸系统。当高压热水从热水井中抽至地面，于压力降低部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽轮机做功；而分离后的热水可继续利用后排出，当然最好是再回注入地层。

b、双循环系统。地热水首先流经热交换器，将地热能传给另一种低沸点的工作流体，使之沸腾而产生蒸汽。蒸汽进入汽轮机做功后进入凝汽器，再通过热交换器而完成发电循环。地热水则从热交换器回注入地层。这种系统特别适合于含盐量大、腐蚀性强和不凝结气体含量高的地热资源。发展双循环系统的关键技术是开发高效的热交换器（2）热水型地热发电

31三、地热发电、地热能的发展现状

在各种可再生能源的应用中，地热能显得较为低调，人们更多地关注来自太空的太阳能量，却忽略了地球本身赋予人类的丰富资源，地热能将有可能成为未来能源的重要组成部分。相对于太阳能和风能的不稳定性，地热能是较为可靠的可再生能源，这让人们相信地热能可以作为煤炭、天然气和核能的最佳替代能源。另外，地热能确实是较为理想的清洁能源，能源蕴藏丰富并且在使用过程中不会产生温室气体，对地球环境不产生危害。

三、地热发电、地热能的发展现状32第二节海洋能发电

海洋能源从本质来说，可以分为两大类：1）由太阳能诱发的海洋热能和动能，2）由天体（主要是月亮和太阳）的引力造成的海洋潮汐能。海水的容热量比空气要大得多，海水容热量为0.956卡／立方厘米，而空气只有0.00030卡／立方厘米，因此它是一个巨大的贮热库。

海洋里的热量可以改善气候，也可以引来加温土地。由于太阳辐射不均匀，海水各处温度不一样，导致海水定向流动，形成海流。利用海流可以像水力一样发电。（海洋能是海水运动过程中产生的可再生能，主要包括潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、温差能、盐差能。）第二节海洋能发电海洋能源从本质来说，可以分为两大类：33

潮汐是巨大的海水运动，利用这股动能也可以发电。地球上潮汐的总能量有100亿千瓦，用来发电大有可为。海水在风力作用下，还会产生波浪动能。据估计，海水在5级风吹动下的波动能，1千米海岸就可以达到24000千瓦。看来，利用波浪能也很有潜力。由此可见，利用海洋发电，从而造福人类，是完全可以期待的。

潮汐是巨大的海水运动，利用这股动能也可以发电。地球上潮汐34图为我国一潮汐发电站全景图为我国一潮汐发电站全景35

2009年6月24日，浙江温岭江厦潮汐试验电站库区工地上，工人们正在热火朝天的修筑着库区堤坝，这是江厦潮汐试验电站自1972年开建以来的首次开修。作为我国的潮汐发电实验基地，它的规模迄今保持亚洲第一、世界第三。可以说，它的发展记录了我国潮汐能技术的进步，也代表了我国海洋能技术开发的进步。随着近日新能源话题的大热，海洋能发电技术以其独特优势和战略地位吸引了人们的注意。

2009年6月24日，浙江温岭江厦潮汐试验电站库区工地上，36利用太阳能的转换方式有光—热转换、光—电转换以及光—化学转换三种。第三节太阳能发电

太阳能电池是利用半导体PN结的光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件。单个太阳能电池不能作为电源使用，而要用若干片电池组成的电池阵进行发电。图1-10离网太阳能光伏发电系统利用太阳能的转换方式有光—热转换、光—电转换以及光—化学转37图111并网屋顶太阳能光伏发电系统示意图图111并网屋顶太阳能光伏发电系统示意图38抽水蓄能电站9万kW课件39抽水蓄能电站9万kW课件40第四节生物质能发电1、生物质能2、生物质能的经济和社会效益高第四节生物质能发电41一、生物质转化的能源形式1、酒精2、甲醇3、生物柴油4、沼气5、可燃气体（木煤气）6、固体燃料二、生物质能发电的特点一、生物质转化的能源形式42三、目前我国生物质能发电的发展方向1、加快城市垃圾焚烧电厂2、推广城镇秸秆发电3、适当发展沼气发电三、目前我国生物质能发电的发展方向43红庙岭垃圾发电厂效果图红庙岭垃圾发电厂效果图红庙岭垃圾发电厂效果图红庙岭垃圾发电厂效果图44抽水蓄能电站9万kW课件45抽水蓄能电站9万kW课件46在可再生能源中，以风力发电最受重视。风力发电有离网型和并网型两种类型。并网型的风电场可以得到大电力网的补偿和支撑，可以更充分地开发可利用的风能资源，这是近几年来国内外风力发电发展的主要方向。并网型的风力发电系统又可以分为恒速恒频风力发电系统和变速恒频风力发电系统两种。第五节风力发电

图恒速恒频风力发电系统的基本结构在可再生能源中，以风力发电最受重视。风力发电有离网型47

变速恒频风力发电系统的发展主要依赖于大容量电力电子技术的成果，从结构和运行方面可分为直接驱动的同步发电机系统和双馈感应发电机系统。图直接驱动的同步发电机系统图双馈感应发电机系统

变速恒频风力发电系统的发展主要依赖于大容量电力电子技术48抽水蓄能电站9万kW课件49抽水蓄能电站9万kW课件50

最后再谈一下分布式发电。它是指风力、太阳能、潮汐、地热、植物秸秆发电，垃圾发电和磁流体发电等。这种发电方式一般都容量不大，具有各自的运行特点且并不都与系统相连，它可以分散于各处，其中多数属于上述的可再生利用的清洁能源。尽管分布式发电的技术尚不成熟，容量也有限，但是作为一种替代能源，它还是很有潜力的。为了解决长远的能源资源紧缺问题，世界上许多国家都出台了一些支持分布式发电的政策，我国也不例外，今后对它的发展还是非常值得关注的。

最后再谈一下分布式发电。51电力工程概论电力工程概论52概论电力工业发展概要电力工业的建立至今已经有一个多世纪的历史。电与人们的生产生活息息相关，对现在社会的发展有着巨大的影响。电力工业是国民经济的重要部门之一。它承担着把自然界提供的能源转换为供人们直接使用的电能，它既为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供必不可少的动力，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。电力又是工业的先行，电力工业的发展必须优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。一、欧美电力工业发展简史二、中国电力工业的发展电力结构：火电、水电、核电、风电、光伏发电。电网建设：概论电力工业发展概要电力工业的建立至今已经有一个多世纪的53

一次能源，可以说与粮食和水一样，是人类赖以生存以及支撑现代社会文明的主要物质基础之一。从原始社会起，人类就是通过消耗能量而生活，并进行各种社会活动的，目前世界上可以利用的一次能源资源主要为化石能源（煤、石油、天然气）、可再生能源（水能、风能、太阳能等）以及核能源等，电能主要通过这些一次性能源转换而生产出来。能源形态与电能生产的相互关系，可简略地用下图1-2表示。一、一次能源与电力生产第一篇动力系统概述一次能源，可以说与粮食和水一样，是人类赖以生存以及支54

由于地球上的一次能源资源的储存量是有限的，如不注意节约与合理使用，必有一天人类将面临能源枯竭的危险。因此，在21世纪中，对节约能源与开发新能源特别是对可再生能源利用的研究，将是人类社会的可持续发展所面临的一项重大的课题。由于地球上的一次能源资源的储存量是有限的，如不注意节55

火力发电厂是以煤、石油、天然气等作为燃料，燃料燃烧时化学能被转换为热能，再借助汽轮机等热力机械将热能转换为机械能，并由汽轮机带动发电机将机械能变为电能。据统计，全世界发电厂的总装机容量中，火力发电厂占了70%以上。迄今，我国的发电厂总装机容量中，火电厂占75%以上。火力发电主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型。一般火力发电厂多采用凝汽式汽轮发电机组，故又称为凝汽式发电厂

第二章火力发电厂火力发电厂是以煤、石油、天然气等作为燃料，燃料燃烧时56一、火力发电厂生产流程如下图所示

一、火力发电厂生产流程如下图所示57图1-3凝汽式发电厂生产过程示意图图1-3凝汽式发电厂生产过程示意图58主要设备：1、汽轮机本体:

汽轮机本体（steamturbineproper）是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转子）组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。如下图所示。

主要设备：59抽水蓄能电站9万kW课件602、锅炉本体：锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能，并且以此热能加热水，使其成为一定数量和质量（压力和温度）的蒸汽。由炉膛、烟道、汽水系统（其中包括受热面、汽包、联箱和连接管道）以及炉墙和构架等部分组成的整体，称为“锅炉本体”。如下图所示。

2、锅炉本体：61抽水蓄能电站9万kW课件625、热力系统及辅助设备

汽轮机部分的辅助设备有凝汽器、水泵、回热加热器、除氧器等。把锅炉、汽轮机及其辅助设备按汽水循环过程用管道和附件连接起来所构成的系统，叫做发电厂的热力系统。发电厂的热力系统按照不同的使用目的分为“原则性热力系统”、“全面性热力系统”、“汽轮机组热力系统”等。如下图所示。

5、热力系统及辅助设备汽轮机部分的辅助设备有凝汽器、水泵、63抽水蓄能电站9万kW课件646、发电机本体在发电厂中，同步发电机是将机械能转变成电能的唯一电气设备。因而将一次能源（水力、煤、油、风力、原子能等）转换为二次能源的发电机，现在几乎都是采用三相交流同步发电机。在发电厂中的交流同步发电机，电枢是静止的，磁极由原动机拖动旋转。其励磁方式为发电机的励磁线圈FLQ（即转子绕组）由同轴的并激直流励磁机经电刷及滑环来供电。同步发电机由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。定子由定子铁心、定子线圈、机座、端盖、风道等组成。定子铁心和线圈是磁和电通过的部分，其他部分起着固定、支持和冷却的作用。转子由转子本体、护环、心环、转子线圈、滑环、同轴激磁机电枢组成。如下图所示。6、发电机本体65抽水蓄能电站9万kW课件66火力发电厂对环境的影响:1、粉尘2、硫氧化物3、氮氧化物4、二氧化碳5、排水热污染6、废水7、灰渣8、噪声9、放射性污染火力发电厂对环境的影响:67水力发电厂是利用河流所蕴藏的水能资源来发电，水能资源是最干净、价廉的可再生能源。水力发电厂可能的发电出力（容量）的大小决定于上下游的水位差（简称水头）和流量的大小。因此，水力发电厂往往需要修建拦河大坝等水工建筑物以形成集中的水位差，并依靠大坝形成具有一定容积的水库以调节河川流量。第三章水力发电厂

水力发电厂是利用河流所蕴藏的水能资源来发电，水能资源是最干净68水力发电厂的生产过程较简单（以坝后式水电厂图1-4为例进行介绍），故它所需的运行维护人员较少，且易于实现全盘自动化。再加之水力发电厂不消耗燃料，所以它的电能成本要比火力发电厂低得多。此外，水力发电机组的效率较高、承受变动负荷的性能较好，故在系统中的运行方式较为灵活；水力发电机组起动迅速，在事故时能有力地发挥其后备作用。水力发电厂的另一个优点是不像火力发电厂、核能发电厂那样存在环境污染问题。水能资源是属于可再生利用的清洁能源，这种发电方式对节能减排有利。

水力发电厂的生产过程较简单（以坝后式水电厂图1-4为例进行介69水电站分类：1、常规水电站：堤坝式、引水式、混合式；2、调节电力系统峰谷负荷:抽水蓄能式；3、利用海洋中的水流的机械能：潮汐电站、波浪能电站、海流能电站。水电站分类：1、常规水电站：堤坝式、引水式、混合式；70图1-4坝后式水电厂示意图图1-4坝后式水电厂示意图71抽水蓄能式水电站“调峰填谷、调频调相、事故备用”是行业内对于抽水蓄能电站在电网中所起功能的高度概括。我国近年来抽水蓄能电站发展呈现以下几个特点：1．容量增幅大，发展速率高2．在系统中发挥了重要作用

3.具有了较为成熟的设计、施工和管理经验

抽水蓄能式水电站“调峰填谷、调频调相、事故备用”是行业内对于72我国抽水蓄能电站建设现状：

近十几年来，中国抽水蓄能电站的迅速发展，主要是由于中国国民经济的高速发展，促进了中国抽水蓄能电站的大发展，而这十几年正是中国改革开放经济大发展时期。在这十几年中虽然取得了很大成绩。2004年底全国已建成投产的抽水蓄能电站10座，装机容量达到570.1万kW（其中60万kW供香港）。其中包括1968年在河北岗南常规水电站上安装的1.1万kW抽水蓄能机组，1992年建成的河北潘家口混合式抽水蓄能电站(其中抽水蓄能机组27万kW)，1997年建成的北京十三陵抽水蓄能电站(80万kW)；广东电网分别于1994年和2000年建成的广州抽水蓄能电站一期、二期工程（共240万kW，其中60万kW供香港）；华东电网1998年建成的浙江溪口抽水蓄能电站（8万kW），2000年建成的装机规模180万kW的天荒坪抽水蓄能电站和安徽响洪甸抽水蓄能电站（8万kW），2002年建成的江苏沙河抽水蓄能电站（10万kW）；华中电网的湖北天堂抽水蓄能电站（7万kW）；拉萨电网于1997年建成的羊卓雍湖抽水蓄能电站（9万kW）。

我国抽水蓄能电站建设现状：73我国几个抽水蓄能电站简介：1、潘家口、十三陵抽水蓄能电厂2.广州抽水蓄能电站3、天荒坪抽水蓄能电站已建的抽水蓄能电站不管是大型还是中型，在实际运行中都很好地发挥了调峰、填谷、调相、调频、事故备用和替代燃煤机组的作用，取得了良好的信誉和经济效益。例子：护航新能源我国几个抽水蓄能电站简介：74水电站的主要设备：水轮机水电站的主要设备：水轮机75

核能发电的基本原理是：核燃料在反应堆内发生可控核裂变，即所谓链式反应，释放出大量热能，由冷却剂（水或气体）带出，在蒸汽发生器中将水加热为蒸汽，然后同一般火力发电厂一样，用蒸汽推动汽轮机，再带动发电机发电。冷却剂在把热量传给水后，又被泵打回反应堆里去吸热，这样反复使用就可以不断地把核裂变释放的热能引导出来。四、核能发电厂

核能发电厂与火力发电厂在构成上的最主要区别是，前者用核—蒸汽发电系统（核反应堆、蒸汽发生器、泵和管道等）来代替后者的蒸汽锅炉。所以核能发电厂中的反应堆又被称为原子锅炉。核能发电的基本原理是：核燃料在反应堆内发生可控核裂变76

根据核反应堆的形式不同，核能发电厂可分为几种类型。图1-6为目前使用较广的轻水堆型（包括沸水堆和压水堆）核能发电厂的生产过程示意图。（a）沸水堆型反应堆；（b）压水堆型反应堆图1-6轻水堆型核能发电厂生产过程示意图根据核反应堆的形式不同，核能发电厂可分为几种类型。图177

核能发电厂的主要优点之一是可以大量节省煤、石油等燃料。例如，1kg的铀裂变所产生的热量，相当于2700t标准煤燃烧产生的热量。具体而言，一座容量为50万kW的火力发电厂每年至少要烧掉150万t煤，而同容量的核能发电厂每年只要消耗600kg铀燃料就够了，从而可避免大量的燃料运输。

核能发电厂的另一个特点是燃烧时不需要空气助燃，所以核能发电厂可以建设在地下、山洞里、水下或空气稀薄的高原地区。此外，从发电厂的建设投资和发电成本来看，核能发电厂的造价虽较火力发电厂的要高，但发电成本比火力发电厂的要低30%~50%，它的规模愈大，单位千瓦投资费用下降愈多。另外，核能发电厂适宜于担任电力系统的基本负荷，这样可以保证运行时的效率最高。

核能发电厂的主要优点之一是可以大量节省煤、石油等燃料。例78

在我国，核能发电厂的建设起步较晚。迄今，在全世界的总发电容量中，核能发电厂占了约16%，而我国核电仅占1.6%，

据规划，到2020年中国的核电装机容量将达到4000万kW，约占当时全国装机容量的4%。

核能发电厂的另一个主要优点是较之一般燃煤电厂而言，它的CO2等温室气体的排放量要低得多，从而对节能减排有利。目前也有一种提法是“核电是清洁能源”。

核能发电厂的主要问题是对放射性泄漏污染的担心。

在我国，核能发电厂的建设起步较晚。迄今，在全世界的总发79第五章新能源发电第一节地热发电一、地热资源类型1、蒸汽型地热资源2、热水型地热资源3、地压型地热资源4、干热岩型地热资源5、岩浆型地热资源第五章新能源发电第一节地热发电80二、地热发电原理和分类

地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。

目前能够被地热电站利用的载热体，主要是地下的天然蒸汽和热水。按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同，可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。

（1）蒸汽型地热发电

蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电，但在引入发电机组前应把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。这种发电方式最为简单，但干蒸汽地热资源十分有限，且多存于较深的地层，开采技术难度大，故发展受到限制主要有背压式和凝汽式两种发电系统。

二、地热发电原理和分类81（2）热水型地热发电

热水型地热发电是地热发电的主要方式。目前热水型地热电站有两种循环系统：

a、闪蒸系统。当高压热水从热水井中抽至地面，于压力降低部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽轮机做功；而分离后的热水可继续利用后排出，当然最好是再回注入地层。

b、双循环系统。地热水首先流经热交换器，将地热能传给另一种低沸点的工作流体，使之沸腾而产生蒸汽。蒸汽进入汽轮机做功后进入凝汽器，再通过热交换器而完成发电循环。地热水则从热交换器回注入地层。这种系统特别适合于含盐量大、腐蚀性强和不凝结气体含量高的地热资源。发展双循环系统的关键技术是开发高效的热交换器（2）热水型地热发电

82三、地热发电、地热能的发展现状

在各种可再生能源的应用中，地热能显得较为低调，人们更多地关注来自太空的太阳能量，却忽略了地球本身赋予人类的丰富资源，地热能将有可能成为未来能源的重要组成部分。相对于太阳能和风能的不稳定性，地热能是较为可靠的可再生能源，这让人们相信地热能可以作为煤炭、天然气和核能的最佳替代能源。另外，地热能确实是较为理想的清洁能源，能源蕴藏丰富并且在使用过程中不会产生温室气体，对地球环境不产生危害。

三、地热发电、地热能的发展现状83第二节海洋能发电

海洋能源从本质来说，可以分为两大类：1）由太阳能诱发的海洋热能和动能，2）由天体（主要是月亮和太阳）的引力造成的海洋潮汐能。海水的容热量比空气要大得多，海水容热量为0.956卡／立方厘米，而空气只有0.00030卡／立方厘米，因此它是一个巨大的贮热库。

海洋里的热量可以改善气候，也可以引来加温土地。由于太阳辐射不均匀，海水各处温度不一样，导致海水定向流动，形成海流。利用海流可以像水力一样发电。（海洋能是海水运动过程中产生的可再生能，主要包括潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、温差能、盐差能。）第二节海洋能发电海洋能源从本质来说，可以分为两大类：84

潮汐是巨大的海水运动，利用这股动能也可以发电。地球上潮汐的总能量有100亿千瓦，用来发电大有可为。海水在风力作用下，还会产生波浪动能。据估计，海水在5级风吹动下的波动能