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。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(fēng)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(yīng)用較多。
對于大中型潮汐電站主要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。
圖1 采用燈泡貫流式水輪發(fā)電機組的潮汐電站(一)
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(dǎo)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(dǎo)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(guān)閉。
轉(zhuǎn)輪與發(fā)電機為雙向運行設(shè)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(guān)燈泡貫流式水輪機的結(jié)構(gòu)與原理參考“水輪機”欄目“貫流式水輪機”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(lán)色箭頭線是進(jìn)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(lán)色箭頭線是進(jìn)入燈泡貫流式水輪機的水流走向。
圖2 采用燈泡貫流式水輪發(fā)電機組的潮汐電站(二)
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。
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(jìn)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(luò))
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(dá)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。
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(luò))
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