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水工建筑物、水电站有哪些分类?

发布于:2021-01-18 11:49:18 来自:水利工程/水利工程设计 [复制转发]

为了满足防洪要求,获得灌溉、发电、供水等方面效益,在河流的适宜地段修建不同类型建筑物,用来控制和分配水流,这些建筑物统称为水工建筑物,而不同类型水工建筑物的综合体称为水利枢纽。


水工建筑物按其作用可分为以下几类:


    (1)挡水建筑物。用以拦截江河,形成水库或壅高水位,如各种坝和水闸;以及为抵御洪水或挡潮沿江河海岸修建的堤防、海塘等。


万里黄河第一坝——三门峡黄河大坝

       

(2)泄水建筑物。

用以宣泄多余水量、排放泥沙和冰凌,或为人防、检修而放空,以保证坝和其他建筑物安全。如各种溢流坝,坝身泄水孔;又如各种岸边溢洪道和泄水隧道等。


    (3)输水建筑物。


为满足灌溉、发电和供水的需要,从上游向下游输水的建筑物,如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽等。


南水北调中线工程——沙河渡槽



(4)取(进)水建筑物。


输水建筑物的首部建筑物,如引水隧洞的进口段,灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。


南水北调工程渠首——陶岔渠首枢纽工程



(5)整治建筑物。


用以改善河流的水流条件,调整水流对河床及河岸的作用,以及防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡的冲刷,如丁坝,顺堤、导流堤、护底和护岸等。


黄河丁坝

(6)专门建筑物。


为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物,如专为发电用的压力前池、调压室、电站厂房;专为灌溉用的沉砂池、冲沙闸;专为过坝用的船闸、升降机、鱼道、过木道等。


建设中的乌东德水电站地下厂房


其中,有些水工建筑物的功能并非单一,难以严格区分其类型,如:各种溢流坝,既是挡水建筑物,又是泄水建筑物;水闸即可挡水,又可泄水,有时还可作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物。



水电站是利用水能资源发电的场所,是水、机、电的综合体。 其中为了实现水力发电,用来控制水流的建筑物称为水电站建筑物。
本篇主要根据集中水头的方式不同将水电站进行分类详细讲解:要充分利用河流的水能资源,首先要使水电站的上、下游形成一定的落差,构成发电水头。因此就开发河流水能的水电站而言,按其集中水头的方式不同分为 坝式、引水式和混合式 三种基本方式。抽水蓄能电站、潮汐电站和阶梯电站也是水能利用的重要型式。

坝式水电站







水坝详解

        在河流峡谷处拦河筑坝,坝前雍水,在坝址处形成集中落差,这种开发方式为坝式开发。在坝址处引取上游水库中水流,通过设在水电站厂房内的水轮机,发电后将尾水引至下游原河道,上下游的水位差即是水电站所获取的水头。用坝集中水头的水电站称为坝式水电站。

      类型可分为:(1)河床式电站;(2)坝后式水电站。





水坝特点

1、坝式水电站的水头取决于坝高。目前坝式水电站的最大水头不超过300m。             

2、 坝式水电站的引用流量较大,电站的规模也大,水能利用较充分。(由于筑坝,上游形成的水库,可以用来调节流量)目前世界上装机容量超过2 000MW的巨型水电站大都是坝式水电站。此外坝式水电站水库的综合利用效益高,可同时满足防洪、发电、供水等兴利要求。

3、坝式水电站的投资大,工期长。原因:工程规模大,水库造成的淹没范围大,迁移人口多。适用:河道坡降较缓,流量较大,并有筑坝建库的条件。

一、河床式电站





水坝详解

1、 一般修建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上,为避免大量淹没,建低坝或闸。

2、 适用水头:大中型:25米以下,小型:8~10米以下。

3、厂房和挡水坝并排建在河床中,共同挡水,故厂房也有抗滑稳定问题。

4、厂房高度取决于水头的高低。

5、引用流量大、水头低。

6、主要包括:挡水坝、泄水坝、厂房、船闸、鱼道等。






主要特征

       厂房本身起挡水作用是河床式水电站的主要特征。



二、坝后式水电站





水坝详解

1、当水头较大时,厂房本身抵抗不了水的推力,将厂房移到坝后,由大坝挡水。

2、坝后式水电站一般修建在河流的中上游。

3、库容较大,调节性能好。

4、如为土坝,可修建河岸式电站。





电站趣闻

       举世瞩目的三峡水电站就是坝后式水电站,其装机容量为18 200MW。



引水式水电站








水坝详解

        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。用引水道集中水头的电站称为引水式水电站。

      类型可分为:1、无压引水式(free flow):引水道是无压的(如明渠) ;2、 有压引水式(pressure flow):引水道是有压的(压力隧洞)

      适用条件:适合河道坡降较陡,流量较小的山区性河段






水坝特点

1、水头相对较高,目前最大水头已达2000米以上。

2、引用流量较小,没有水库调节径流,水量利用率较低,综合利用价值较差。

3、电站库容很小,基本无水库淹没损失,工程量较小,单位造价较低。

一、无压引水式电站





特点:

    引水建筑物是无压的:明渠(open channel)、无压隧洞(free flow tunnel)。





主要建筑:

     主要建筑物:低坝,进水口,沉沙池,引水渠(洞),日调节池,压力前池,压力水管,厂房,尾水渠。


二、有压引水式水电站





特点:

         引水建筑物是有压的:压力隧洞(pressure tunnel)。





主要建筑:

        主要建筑物:低坝,引水隧洞(有压),调压室,压力水管,厂房,尾水渠。



混合式水电站




混合式水电站





水坝详解

       在一个河段上,同时采用高坝和有压引水道共同集中落差的开发方式称为混合式开发。坝集中一部分落差后,再通过有压引水道集中坝后河段上另一部分落差,形成了电站的总水头。这种开发方式的水电站称为混合式水电站





特点

 1、适用于上游有优良坝址,适宜建库,而紧接水库以下河道突然变陡或河流有较大的转弯。

 2、同时兼有坝式和引水式水电站的优点。

 3、 在工程时间中多称为引水式,很少用混合式水电站这个名称。




抽水蓄能电站







特点

       抽水蓄能电站是以水体为储能介质,起调节作用。主要解决电力系统的调峰问题。





组成部分

         建筑物组成包括: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。





蓄能和发电过程:

1、抽水蓄能:系统负荷低时,利用系统多余的电能带动泵站机组将下库的水抽到上库(电动机+水泵), 以水的势能形式贮存起来;

2、放水发电:系统负荷高时,将上库的水放下来推动水轮发电机组(水轮机+发电机)发电,以补充系统中电能的不足。





电站趣闻

         随着电力行业的改革,实行负荷高峰高电价、负荷低峰低电价后,抽水蓄能电站的经济效益将是显著的。我国已建抽水蓄能电站有:

1、 广东抽水蓄能电站,其装机容量为2400MW(8×300MW);

2、天荒坪抽水蓄能电站,其装机容量为1800MW(6×300MW);

3、 十三陵抽水蓄能电站,其装机容量为800MW (4×200MW);

4、 潘家口抽水蓄能电站,其装机容量为420MW(3×90MW+150MW),联合型;

5、 西藏羊卓雍湖抽水蓄能电站,其装机容量为90MW(4×22.5MW)



潮汐电站








特点

       潮汐现象是海水因受日月引力而产生的周期性升降运动,即海水的潮涨潮落。潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建一拦水堤坝,将海湾或河口与海洋隔开构成水库,再在坝内或坝房安装水轮发电机组,然后利用潮汐涨落时海水位的升降,使海水通过轮机转动水轮发电机组发电。

      潮汐发电与原理:利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的,也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能,再把机械能转变为电能(发电)的过程。





电站趣闻

1、潮汐的最大潮差为8.9m;北美芬迪湾蒙克顿港最大潮差竟达19m。

2、世界海洋潮汐能蕴藏量约为27亿kW,若全部转换成电能,每年发电量大约为1.2万kW.h。




梯级水电站








特点:

        一条河流的水力蕴藏量是一定的,如果在下游建一个高坝大库,则调节能力很好,但淹没损失太大。如果修多个较低的坝形成一系列的较小的水库,则淹没小得多。后一种方式为梯级开发。梯级开发方案是一条河流的综合利用规划。





梯级水电站开发的原则:

1、在地形地质和淹没限制等条件许可时,尽可能使各枢纽首尾衔接,以充分利用落差。

2、不允许淹没的河段,尽可能用低坝河床式或引水式开发。

3、最上游一级的开发,最好是有较大的水库,以提高其调节控制性能。

4、 开发顺序是首先建设比较关键的开发条件较优的工程。河流中上游有修较大水库的条件时,最好首先建设,对下游工程施工有利。


其他要点




来源:  江西绿色水电协作共享平台、 利建设者、水利工程项目管理等

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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

水利工程设计

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