电 力 系 统第2章发电厂的动力结构.ppt

图2.29 电力系统日负荷图 * 水电厂具有以下的工作特性：①水电厂的工作情况（指出力和发电量）常随天然径流的变化而变化，即使修建调节水库也不能加以完全改变。②水电厂以天然水能发电，其运行费用几乎与生产的电能数量无关，电能成本低廉。③水电厂机组开停灵活、迅速，并且不为此而多消耗能量，故能适应系统负荷的迅速变化。1）无调节水电厂在负荷图中的工作位置 无调节水电厂的水量没有调节能力，故出力主要决定于天然流量而不能适应负荷的变化。2）日调节水电厂在负荷图中的工作位置 日调节水电厂上游建有水库，对水流量具有一定的调节作用。为了充分利用水能，应将水电厂的工作位置移至腰荷或基荷区并以最大工作出力或装机 * 容量工作。3）年调节水电厂在负荷图中的工作位置 年调节水电厂在负荷图上的工作位置将按一年的来水和水库的运用情况来安排，一般可分为供水期、蓄水期、弃水期和不供不蓄期4个阶段。2.2.3水轮机的类型水轮机是将水能转变为旋转机械能的水力机械，它的工作情况取决于水电厂的水头和流量。按水流能量转换特征，可将水轮机分为反击式和冲击式两大类。（1）反击式水轮机反击式水轮机的转轮在工作过程中全部浸入水中，有压的水流连续地流过转轮上叶片所形成的流道。根据水流流经转轮的方向不同，反击式水轮机又分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式4种类型。 * 1）混流式水轮机如图2.30 (a) 所示，其水流流经叶片时是辐向进、轴向出。2）轴流式水轮机如图2.30 (b)所示，其水流流经叶片时是轴向进、轴向出。3）斜流式水轮机如图2.30 (c)所示，其水流流经叶片时是斜向的，叶片转向轴线与水轮机轴线成一夹角。4）贯流式水轮机如图2.30 (d)所示，其转轮与轴流式相似，水流基本上沿轴向流过转轮，因而有良好的流动特性，也提高了效率。 *  图2.30 四种反击式水轮机 * （2）冲击式水轮机冲击式水轮机是直接利用水流的动能冲击转轮使之旋转的水轮机，其特点是水流只冲击部分斗叶而不是充满全部流道，转轮则在大气压下工作。根据水流冲击的方向，冲击式水轮机又可分为切击式和斜击式两种，如图2.31。1）切击式水轮机其特点是喷嘴射流沿转轮切线方向冲击斗叶，它适用于高水头、小流量的水电厂。2）斜击式水轮机其喷嘴射流方向与转轮旋转平面构成一夹角，水流从斗叶的一侧进入，从另一侧流出。 * 图2.31 切击式和斜击式水轮机水流情况比较 * （3）水轮机牌号水轮机牌号由3部分组成，每部分间用“—”分开。第1部分由汉语拼音字母和数字组成，第2部分由两个汉字拼音字母组成，第3部分由数字表示。 * * 2.2.4 水轮机正常启动与停机简介（1）开机打开水轮机的前闸门，然后将导叶调到启动开度α启动。由于启动过程中要加速转轴，故启动开度应大于空转开度α空转，水轮机轴的转矩增大。（2）停机关闭水轮时，流量减小会造成巨大的水击ΔH，应提高水头以延缓力矩M的下降。2.2.5抽水蓄能式水电厂世界上大多数电力系统是以热力发电机组为基本发电设备。（1）抽水蓄能式水电厂的组成与分类抽水蓄能式水电厂一般由上水库、下水库、引水系统、电厂厂房和尾水系统组成。 * 图2.32 水电厂的启停过程 * 1）上水库、下水库从图2.33所示抽水蓄能式水电厂的开发形式可看出，抽水蓄能式水电厂都具有上、下水库（或水池）。2）引水系统蓄能电厂的引水系统包括上池的进水口、隧洞、竖井和压力管道等，是蓄能电厂的高压部分。3）电厂厂房蓄能电厂的厂房形式随所用机组不同而不同。4）尾水部分水泵水轮机发电时的尾水管即抽水时的吸水管，这部分管道称为低压部分。 * 图2.33 抽水蓄能式水电厂的开发形式 * （2）抽水蓄能电厂在系统负荷图上的应用抽水蓄能电厂在电力系统中用来与其他电厂配合运行。（3）抽水蓄能式水电厂可逆式机组运行特点在上游引水管充满水的情况下，可逆式水轮发电机组切入水泵工况的启动有其特殊的要求，这是因为在此情况下启动水泵的启动力矩过大。然而从水泵工况切换为水轮机工况时，其过程则要快得多。2.3核能发电厂2.3.1概述（1）核电厂的发展 随着电力需求的日益增大，我国除大力建设大型火力发电厂和水力发电厂外，也十分重视核电厂的开发。 * 图2.34 水电厂和抽水蓄能式水电厂在日负荷图上的工作位置 * 图2.35 可逆式机组水轮机工况——水泵工况的相互转换 * 核能发电之所以发展如此迅速，是因为它比火力发电具有很多的优越性：①核电厂是高能量、燃料消耗少的电厂。②核电厂是一种安全、可靠、清洁的电厂。③核电厂的发电成本已低于火电厂。④可以利用核反应堆的增殖性，在反应堆燃耗过程中使一部分铀-238或钍-232转化为新