單庫雙向潮汐發(fā)電站
Single Basin Double-Way Tidal Power

本節(jié)介紹最多采用的潮汐電站形式——單庫雙向潮汐發(fā)電站,在上節(jié)中介紹了單庫雙向潮汐發(fā)電站的基本組成與布置。下面主要介紹電站部分。

由于潮汐電站水頭很低,只有小型潮汐電站可能使用立軸水輪機,大部分都采用貫流式水輪機,貫流式水輪機有以下三種基本形式,都可以實現(xiàn)雙向運行,可根據(jù)情況選用一種。

軸伸貫流式水輪發(fā)電機組的水輪機置于流道中,發(fā)電機置于陸地上,有檢修方便、效率較高等優(yōu)點,適用于潮差5m以下的中小型機組。國外某潮汐電站采用的軸伸貫流式機組功率達30MW。

豎井貫流式水輪發(fā)電機組是將發(fā)電機置于具有流線形斷面的豎井中,具有運行方便、發(fā)電機通風冷卻條件較好等優(yōu)點,豎井貫流式水輪發(fā)電機組在中小型潮汐電站機組中應用較多。

對于大中型潮汐電站較多采用燈泡貫流式水輪發(fā)電機組。燈泡貫流式機組具有流道順直、水頭損失小、單位流量大、效率較高、體積較小及廠房空間較小等優(yōu)點,圖1是采用燈泡貫流式水輪發(fā)電機組的潮汐電站示意圖。

燈泡貫流式水輪發(fā)電機組的潮汐電站進水狀態(tài)

圖1--燈泡貫流式水輪發(fā)電機組的潮汐電站進水狀態(tài)

電站廠房就在大壩內(nèi),壩頂又是公路。燈泡式水輪發(fā)電機組主要由發(fā)電機、導葉、轉(zhuǎn)輪、燈泡組成:燈泡是發(fā)電機的流線型外殼,發(fā)電機安裝在燈泡殼內(nèi);導葉既可控制水輪機運行時水流量的大小,也要在停機時切斷水流;在燈泡式水輪機兩側(cè)有閘門在檢修或特殊情況時關閉。

轉(zhuǎn)輪與發(fā)電機為雙向運行設計,兩個方向的水流都可高效發(fā)電;根據(jù)需要也可選用可逆機組,在必要時做水泵使用。有關燈泡貫流式水輪機的結(jié)構(gòu)與原理參考“水輪機”欄目“燈泡貫流式水輪發(fā)電機組”章節(jié)。

圖1是潮汐電站的充水發(fā)電工況示意圖,潮位高時水從海洋流向水庫,推動發(fā)電機組發(fā)電,圖中藍色箭頭線是進入燈泡貫流式水輪機的水流走向。

圖2是潮汐電站的泄水發(fā)電工況示意圖,潮位低時水從水庫流向海洋,也推動發(fā)電機組發(fā)電,圖中藍色箭頭線是進入燈泡貫流式水輪機的水流走向。

燈泡貫流式水輪發(fā)電機組的潮汐電站出水狀態(tài)

圖2--燈泡貫流式水輪發(fā)電機組的潮汐電站出水狀態(tài)

下面是采用燈泡貫流式水輪發(fā)電機組的潮汐電站運行動畫,動畫前段是是潮汐電站的充水發(fā)電工況,動畫后段是潮汐電站的泄水發(fā)電工況。動畫中運動的藍色小球代表水流。

燈泡貫流式水輪發(fā)電機組潮汐電站運行動畫
 

目前世界上運行的大型潮汐電站均采用燈泡貫流式水輪發(fā)電機組。其中法國朗斯潮汐電站是最大的潮汐電站,采用單庫雙向發(fā)電方式。裝機24臺,單機功率10MW,1967年投運。朗斯電站機組為可逆式燈泡貫流發(fā)電機組,除正向發(fā)電、反向發(fā)電、正向泄水和反向泄水外,還能正向泵水和反向泵水,在必要時進行抽水蓄能。圖3是該潮汐電站的照片。

圖3--法國朗斯潮汐電站(照片來自網(wǎng)絡)

我國在運行的最大潮汐電站是浙江溫嶺江夏潮汐電站,采用單庫雙向發(fā)電方式。電站裝機6 臺,總裝機容量為3200kW,1985年底投運,后來加裝1臺700kW 全貫流式機組,總裝機容量達到3900kW。圖4是該潮汐電站的廠房剖面圖,圖5是該潮汐電站的照片。

江廈潮汐電站廠房剖面圖

圖4--江廈潮汐電站廠房剖面圖(圖片來自教科書)

圖5--江廈潮汐電站(照片來自網(wǎng)絡)
 
 
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