考试复习题

第一部分

一、水力发电的几个要素

1)N ——水电站装机容量或水轮机的功率

2)Q ——通过水轮机的流量

3)H ——水轮机的水头

4)η——水轮机的效率

二、水力发电特点

优点：

1)不耗燃料，成本低廉

2)水火互济，调峰灵活

3)综合利用，多方得益

4)取之不尽，用之不竭

5)环境优美，能源洁净

三、水力发电特点

缺点：

1)受自然条件限制；

2)一次性投资大，移民多，工期长；

3)事故后果严重；

4)大型工程对环境、生态影响较大。

四、我国水电开发有三大特点：

成绩很大。突出表现在以下三方面：

1)水电装机容量跃居世界第一。

2)水电建设技术已具世界水平。

3)初步建立了适应市场经济的、有中国特色的水电开发和建设机制。

五、我国水电开发的困难

制约水电发展的五个问题

①生态环境问题

②上网电价

③法律法规还不健全

④移民问题

⑤地震问题

1)按调节能力分成：无调节水电站、有调节水电站

2)按水电站的组成建筑物及特征分为：坝式、河床式、引水式电站

七、坝式水电站其特点：

1)水头取决于坝高。

2)引用流量较大，电站的规模也大，水能利用较充分，综合利用效益高。

3)投资大，工期长。

4)适用：河道坡降较缓，流量较大，并有筑坝建库的条件。

八、坝后式水电站特点

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。

如为土坝，可修建河岸式电站。

九、(二)、河床式电站特点

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。

注：厂房本身起挡水作用是河床式电站的主要特征。

十、引水式水电站特点

用引水道集中水头的电站称为引水式水电站

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。

④.适用条件：适合河道坡降较陡，流量较小的山区性河段。

a)无压引水电站

引水建筑物是无压的: 渠道或无压隧洞

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。

b)有压引水式电站

引水建筑物是有压的：

主要建筑物：低坝，有压隧洞，调压室，压力水管，厂房，尾水渠。

十一、抽水蓄能电站

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。

十二、潮汐电站

1)潮汐：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。

2)潮汐发电原理：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。

第二部分

一、水轮机主要类型

1)反击式水轮机(reaction water turbine)

①.定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机

②.特征：转轮的叶片为空间扭曲面，流过转轮的水流是连续的，而且在同一时间内，所有转轮叶片之间的

流道都有水流通过，水流充满转轮室。

③.反击式水轮机原理

水流通过转轮叶片时，水流流速的大小、方向均发生变化，因此动量也发生了改变，

水流产生反作用力，作用与每个转轮叶片，使转轮产生旋转力矩，从而做功。

一)混流式：水流径向流入转轮，轴向流出。

①.适用范围：H=30-450 m , 最高水头已接近700米，单机容量：几万kW-几十万kW

②.特点：适用范围广，结构简单，运行稳定，效率高，适用高水头小流量电站。

③.三峡水电站即采用了这种水轮机，单机容量70万kW。是世界上单机容量最大的机组。

二)轴流式：

①.特点：水流沿转轮轴向流入，轴向流出，水流方向始终平行于主轴。

②.适用于大流量、低水头。一般水头在50m以下。

轴流定浆式：叶片不能随工况的变化而转动。高效率区较小，适用于水头变化不大的小型电站。

轴流转浆式：叶片能随工况的变化而转动，进行双重调节（导叶开度、叶片角度)。适用于大型水电站。

三)斜流式：水流经过转轮时是斜向的。转轮叶片随工况变化而转动，高效率区广。

四)贯流式：水轮机的主轴装置成水平或倾斜。不设蜗壳，水流直贯转轮。水流由管道进口到尾水管出口都

是轴向的。H<20m，小型河床电站。

贯流式机组分类

①.全贯流式：发电机转子安装在水轮机转轮外缘，其密封困难，现在较少使用。

②.半贯流式：

③.灯泡贯流式：发电机组安装在密闭的灯泡体内，使用较广泛，机组结构紧凑，流道形状平直，水力效率

高。

④.轴伸式贯流机组：发电机安装在外面，水轮机轴伸出到尾水管外面。

⑤.竖井式贯流机组：发电机安装在竖井内。

2)冲击式水轮机

①.定义：利用水流的动能来做功的水轮机

②.特征：由喷管和转轮组成。

③.原理：水流以自由水流的形式(P=Pa)冲击转轮，利用水流动能(V方向、大小改变)产生旋转力矩使转轮转

动。在同一时刻内，水流只冲击着转轮的一部分，而不是全部。不适宜调峰运行。

④.适用：水头高，流量小，多用于400m以上，最高接近2000m。

水斗: 特点是由喷嘴出来的射流沿圆周切线方向冲击转轮上的水斗作功。

a)斜击式：由喷嘴出来的射流沿圆周斜向冲击转轮上的水斗。

b)双击式：水流两次冲击转轮。

c)斜击、双击水轮机构造简单，效率低，用于小型电站。

二、水轮机的基本构造

①.反击式水轮机的主要组成部件：

a)进水(引水)部件—蜗壳：使水流均匀、旋转，以最小水头损失送入转轮室。

b)导水机构（导叶及控制设备)：控制工况。

c)转轮（工作核心)：能量转换，决定水轮机的尺寸、性能、结构。

d)泄水部件(尾水管)：回收能量、排水至下游。

②.冲击式水轮机的主要组成部件：喷管，转轮，折流器，机壳，射流制动器等组成。

③.尾水管

作用：引导水流进入下游河道，并回收部分动能和势能。

三、水轮机的型号及标称直径

反击式水轮机的型号（由三部分组成）

①.HL240 —— LJ —— 410

混流式水轮机，型号240（比转速)，立轴，金属蜗壳，转轮直径为410cm

②.ZZ440 ——LH —— 430

轴流转浆式水轮机，型号440，立轴，混凝土蜗壳，转轮直径430cm