水利发电以其使用水这种再生清洁能源,比较环保,后期成本较低而受到许多国家的欢迎,特别是在水资源丰富的国家。而提到水力发电自然少不了水轮机这种将水力变成机械能,以便转换成电能的设备了。那么你们都知道水坝和水轮机都有哪些种类吗?
水电站都是因地制宜利用河流和岸边地形的有利条件建设起来的,方式多种多样,大体上可以分为三大类:
1、引水式水电站。在河道急滩、陡坡或弯曲河道的岸边修建引水渠道,安装水轮发电机发电。这种方式工程简单,造价低,容易实现,小型水电站多采用这种方式。
2、堤坝式水电站。在河道坡度较大的地区,选择适当的地形,建设拦河堤坝,建成水库,引水到电站去发电。这种方式既能提高水头,又能调节河流的流量,提高水力的利用率,并且可以结合蓄水灌溉、渔业养殖,得到综合利用的效益。缺点是建坝工程量大,技术性强,造价高,并且水库还可能淹没一些耕地或村庄,代价比较大。
3、混合式水电站。根据河流和地形的实际情况,既建堤坝形成水库,又开渠引水。这种方式可以充分利用水力,发挥最大的效益。
把水力转化成转动形式机械能的装置叫做水轮机。古代的水轮机构造简单,容易制造,但是它的功率小,转速低,效率不高。现代水轮机根据构造不同,可分为冲击式和反击式两大类。
(1)冲击式水轮机。常用的一种是水斗式水轮机,也叫做贝尔顿式水轮机。它的特点是转轮上装有许多水斗,可以利用高压水流冲击水斗,使转轮转动,一般适合于300米以上的高水头处使用。
(2)反击式水轮机。它的特点是水力同时传给转轮上每个叶片,利用水流对叶片的反作用推动转轮转动。常用的反击式水轮机有两种形式。一种叫做轴流式水轮机,它的转轮上装有3~8片叶片,其构造和轮船用的螺旋桨差不多,又叫做旋桨式水轮机。后来经过改进,使转轮上的叶片可以改变角度,叫做转叶式水轮机,也叫做卡普兰式水轮机。它可以根据水轮机所带的负荷大小在运行中调整叶片的角度,取得较高的效率。
轴流式水轮机适合于60米以下的低水头处使用。另一种叫做辐向轴流式水轮机,也叫做混流式或弗兰西斯式水轮机。它的特点是,转轮由12~20个流线型的扭曲叶片组成,水从转轮的外围沿着幅向(与大轴相垂直)流进去,在叶片之间转变方向,再沿着轴向(与大轴平行)流出去,利用水流在这样的流动中的反作用使转轮转动。这种水轮机体积小,造价低,从30~600米的水头处都可以采用,是目前用得最多的一种水轮机。
以上这些就是水电站和水轮机种类。水力发电虽然比较环保,但是其仍然会对生态环境造成一定的冲击,如大坝以下水流侵蚀加剧,河流的变化及对动植物的影响等。目前科学家门已经研究出潮汐发电和波浪发电,与水力发电相比,这两者发电站的模式不仅更加绿色环保而且也不会对生态造成破坏,而且也给水力发电机带来了新的市场,
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