水电站教学课件绪论

第一章 绪 论,第一章 绪 论,二、水能资源概况,三、水力发电的基本原理及其特点,四、水能资源开发方式及水电站基本类型,一、前言,是国民经济的基础产业,是人类生产和生活必需的基本物质保障,是社会进步最为重要的物质基础,国家能源战略,优先开发利用水能资源,是水能开发利用的主要方式,一、前言,非再生资源,可再生资源,石油、煤炭 天然气等,有限不能循环、有污染,有限能循环的、无污染,电能怎么来？,蕴藏在河川径流、瀑布急滩、海洋潮汐中的能量,水能,是年复一年可再生的资源,水电站枢纽,是将水能转变为电能的枢纽建筑物,水电站,是研究如何利用水能进行发电的课程,黄河壶口瀑布,黄河壶口瀑布,贵州黄果树瀑布,贵州黄果树瀑布,浙江海宁八堡的钱塘江涌潮,浙江海宁八堡的钱塘江涌潮,浙江海宁八堡的钱塘江涌潮,浙江海宁八堡的钱塘江涌潮,云南昆明石龙坝水电站，中国最早的水电站,安康水电站,百龙滩水电站,陈村水电站,（二）我国水能资源特点,二、水能资源概况,（一）我国水能资源蕴藏量,（一）我国水能资源蕴藏量,我国是世界上水能资源最丰富且具有优越水电事业发展自然条件的国家， 2005年公布的复查结果：,（二）我国水能资源特点,1、蕴藏丰富，分布不均,2、开发率低，发展迅速,3、前景宏伟,水能资源蕴藏量,空间分布,时间分布,规划的十二大水电基地,十二大水电基地开发情况,我国大中型水电站分布,水能资源空间分布图,中国可开发水能资源按地区分布示意图,我国水能资源时间分布,夏秋季多，45个月的径 流量占全年的60%70%,冬春季径流量很少,我国水能资源开发利用发展程度,1978年全国水电装机容量：1728万kW,1995年全国水电装机容量：5208万kW,1949年全国水电装机容量：36万kW,2007年底全国水电装机容量：1.29亿kW,2004年底全国水电装机容量：突破1亿kW,由于我国水能资源丰富，开发利用程度较低，所以，对水能开发利用，修建水电站，有着宏伟的光辉前景。,我国十二大水电基地规模及开发状况,三、水力发电的基本原理 及其特点,（三） 水力发电的特点,（二） 水电站的出力及发电量计算,（一） 水力发电的基本原理,（一）水力发电的基本原理,水轮机+水轮发电机水轮发电机组（机组）,水力发电动画演示,发电量计算,水电站的发电量E是指水电站在一定时段内发出的电能总量，单位为kWh。,较长的时段（季、年），发电量由各时段的发电量相加求得。,较短的时段(日、月）：,优点：,三、水力发电的特点,水能的再生,有利于改善生态环境,水力发电生产成本低、效率高,机组工作的灵活性,水力发电的可逆性（抽水蓄能电站）,水能的调节,水资源可综合利用（多目标开发；梯级开发）,水力发电只利用水流中的能量，不消耗水量。因此除发电以外，可同时兼得防洪、灌溉、航运、供水、水产养殖、旅游等方面的效益，进行多目标开发。,把位于高处的水体引向低处的水轮机可进行发电，将水能转换成电能；反过来，把位于低处的水体通过电动抽水机吸收电力系统电能送到高处的水库储存，将电能又转换成了水能。利用水力发电的这种可逆性修建抽水蓄能电站，对提高电力系统的负荷调节能力具有独特的作用。,水力发电的机组设备简单，操作灵活可靠，增减负荷十分方便，可根据用户的需要，迅速启动或停机，易于实现自动化，最适于承担电力系统的调峰、调频任务和担任事故备用、负荷调整等功能，可增加电力系统的可靠性，动态效益突出，水电站是电力系统动态负荷的主要承担者。,水力发电不消耗燃料，不需要开采和运输燃料所投入的大量人力和设施，设备简单运行人员少，厂用电少，设备使用寿命长，运行维修费用低，所以水电站的电能生产成本低廉，只有火电站的1/51/8，且水电站的能源利用率高，可达85%以上，而火电站燃煤热能效率只有40%左右。,水力发电不污染环境，广大的水库水面面积调节了所在地区的小气候，调整了水流的时空分布，有利于改善周围地区的生态环境。在越来越重视世界性环境问题的今天，加快我国水电建设，提高水电比例，对减少环境污染有着极其重要的意义。,缺点:,受自然条件影响大,一次投资较大，工期长,事故后果严重。 (如水管破裂、溃坝等),四、水能资源的开发方式及水电站的基本类型,（一）水能资源的开发方式,（二）水电站的基本类型,（三）水电站的组成建筑物,（一）水能资源的开发方式,水能开发 方式,引 水 式 开 发,潮 汐 水 能 开 发,混 合 式 开 发,坝 式 开 发,在河流峡谷处，拦河筑坝，坝前雍水，在坝址处集中落差形成水头，此水能开发方式称为坝式开发。,坝式开发,适用于河道坡降较缓，流量较大，有筑坝建库条件的河段。,引水式 开发,在河流坡降陡的河段上筑一低坝(或无坝)取水，通过人工修建的引水道(渠道、隧洞、管道)引水到河段下游，集中落差，再经压力管道引水到水轮机进行发电的水能开发方式。,适合河道坡降较陡，流量较小的山区性河段,混合式 开发,在一个河段上，同时采用坝和有压引水道共同集中落差形成水头的开发方式,河段前部有筑坝建库条件，后部坡降大（如有急流或大河弯），宜采用混合式开发。,具有坝式开发和引水式开发的优点,潮汐水能 开发,利用海洋涨潮落潮所形成的水 位差引海水发电的方式,潮汐水能发电示意图,水电站的基 本类型,坝 式 水 电 站,引 水 式 水 电 站,混 合 式 水 电 站,潮 汐 水 电 站,抽 水 蓄 能 电 站,坝式水电站,采用坝式开发修建的水电站称为坝式水电站。,河床式,坝后式,坝内式,闸墩式,溢流式,类型,厂房挡水，承受上游水压力，防淹水头不高流量大；,无引水建筑物，水从厂房上游进水口直至水轮机。,河床式,特点,图示,示意图片,葛洲坝水电站布置图片,西津水电站布置图片,典型的河床式水电站布置：葛洲坝电站,西津（河床式）水电站枢纽布置图,西津（河床式）水电站,坝后式,特点,厂房布置在坝后或其邻近。厂房结构不受水头所限，水头取决于坝高。,示意图片,图示,三峡水电站图片,丹江口水电站图片,典型的坝后式水电站布置：三峡电站,三峡电站厂房坝段剖面图,丹江口（坝后式）水电站枢纽布置图（单位：m）,丹江口（坝后式）水电站横剖面图（单位：m）,丹江口（坝后式）水电站,坝内式,电站厂房布置 在坝体内,图示,青铜峡水电站,闸墩式,电站厂房布置 在闸墩内部,新安江水电站,溢流式,下泄水流从水 电站厂房顶部 溢流到下游,引水式水电站,无压引水式,有压引水式,组成,特点,组成,特点,低坝，进水 口，沉沙池， 引水渠，日 调节池，压 力前池，压 力水管厂房， 尾水渠,引水建筑物是无 压的，一般为明 渠， 无压隧洞,低坝，引水隧洞， 调压室，压力水管 ，厂房，尾水渠,引水建筑物是有 压的，一般为压 力隧洞或管道,图示,无压引水式水电站示意图,带日调节池的无压引水式水电站示意图,典型的无压引水式水电站布置：鄂西州清江雪照河水电站,有压引水式水电站纵剖面示意图,混合式水电站,由坝和引水道两种建筑物共同集中河段落差形成发电水头的水电站，即发电水头一部分靠拦河坝壅高水位取得，另一部分靠引水道集中落差取得,通常兼有坝式水电站和引水式水电站的优点和工程特点,潮汐水电站平面布置图 a.单库单向型 b.单库双向型 c.双库双向型,潮汐水电站,已建装机容量超过500kW的潮汐电站,世界最大的潮汐电站：法国朗斯潮汐电站,中国装机容量最大(3200kW)的潮汐电站：浙江温岭江厦潮汐电站,上下两个水库，用引水建筑物相连，蓄能电站厂房建在下水库处，采用双向机组,抽水蓄 能电站,抽水蓄能,放水发电,抽水蓄能电站实物图,抽水蓄能电站组成示意图,典型的抽水蓄能电站,十三陵抽水蓄能电站,天荒坪抽水蓄能电站,水电站的组成建筑物,枢纽建筑物,发电建筑物,挡水建筑物：坝、闸,泄水建筑物：溢洪道、泄水洞,过坝建筑物 ：过船、过木、过鱼,引水建 筑物,厂区 枢纽,进水建筑物：进水口、沉沙池,平水建筑物：前池、调压室,引水建筑物：引水道、压力管道， 尾水道,厂房：主厂房，副厂房,变压器场，开关站，内外交通,主厂房,一、填空题： 1水电站生产电能的过程是有压水流通过水轮机，将 转变为 ，水轮机又带动水轮发电机转动，再将 转变为 。 2 和 是构成水能的两个基本要素，是水电站动力特性的重要表征。 3就集中落差形成水头的措施而言，水能资源的开发方式可分为 、 和 三种基本方式，此外，还有开发利用海洋潮汐水能的 。 4坝式水电站较常采用的是 和 。 5引水式水电站据引水建筑物的不同又可分为 和 两种类型。 6根据水能开发方式及能量转