03.04 水电站发电时下泄的水流仍含有巨大的动能为什么不能再次用于发电?

用户6194079116


题主观察事物很细心,值得点赞。其实像题主说的那样的水力发电站,发电效率仍有很大的提升空间,估计所有的水电站存在这样的问题。

水电站下泄水流欲流而不流,或者非常缓慢的流,应该是发电最高效率状态,只是目前的技术很难做到这一点,因为水坝里的水压不是一般的大,水轮机叶片稍慢一点就要承受巨大的压力,传统的水轮发电机组根本不行。

那么既然在蓄水水库高程一定的前提下,泄下的水流越慢,水势能转换为动能的转换率越高,水电站发电效率就越高,我们可不可以改变水轮机驱动方式?比如,水力发电机组可以做成横式多组独立镂空叶片水轮机,水流通过独立的多组镂空叶片,带动多个发电机,最后流出的水必然是缓慢的水流,这样的发电效率自然是最高的吧?

这是我这个外行的“奇思妙想”,有没有可行性?请水电专家研究研究。[呲牙][呲牙]


野农桑人


水电站发电时下泄的水流,在一些条件具备的地区,其实是有被利用再次发电,比如在山区比较常见的梯级电站。

去过广东省惠州市博罗县,境内流经象头山的一条小溪,也就两三百米的山上的梯级电站,从山顶到山脚,就有七级电站。

这样的梯级电站,除了山顶的一级电站建有大坝水库蓄水,后面的每一级电站都没有建大坝、水库。其发电的原理就是充分利用两级电站之间的落差,由上一级发电后下泄的水流来带动下一级的水轮机发电。

当然这样的梯级电站基本上都是些小水电。不过因地制宜的小水电,对当地的经济发展还是有用的。

现在国家在长江、黄河、珠江等大江大河上规划的很多大型电站,其实也是梯级开发,这在长江上游最为明显。看报道,长江宜宾以上的金沙江段就规划了十几个大型水力发电站。因为这都是些装机容量超大的电站,所以每一个电站都需要建设世界级的大坝,世界级的水库,但基本的原理跟山区的梯级小电站是一样的。海拔高的水电站发电时下泄的水流,会流入下一级电站的水库,并再次被利用来发电。


whitedeer


水轮发电机有一个最佳运行区间,也就是对水速有特定要求的,与发电机本身结构设计有关!简单说,下泄水速小发电效率低,水速高,对发电机冲击振动大,对设备不安全!

前苏联一大坝就发生过重大安全事故!大坝发电机组就是在“不建议运行区间”长时间运行,自动调节机构失灵,又没有按时巡检发现,发电机长时间较大振动,连接螺栓断裂,中心转子在巨大水压下飞了,砸断楼板,水淹厂房,设备全部报废,死亡几十人,大面积停电,花了很长时间大量资金才修复!万幸紧急泄洪没决堤!


留笑薄


不明白下泄水流含有巨大的动能是什么意思。水电站发电不是利用河水流动的动能发电,而是用叶片将水在高处的势能转化成低处发电机转子的动能,驱动发电机发电,和河水的动能没有任何关系。水从管道里落下驱动转轮发电后,就从底部排放出去,重新进入河道,流到下游去了。

提问者说的可能是水电站泄洪时看到的水流,轰轰烈烈,发出巨大的声响。这不是发电用的水,而是水坝水位太高,对坝体压力太大,主动排放,减轻压力。这种水流没有通过发电机,也没有必要专门安装发电机把它也利用起来,因为泄洪并不是常态。

水力发电不是利用河水流动的动能,而是利用水在高位的势能,所以一般都会有一个水库将水蓄积起来,通过管道驱动低位的发电机。只要你制造一个合适的落差,就可用来发电,相反,河道里流动的水,流速再快,也是不能用来发电的。当然,水电站流出的水,在下游依然可以蓄积起来,只要有足够的落差,又可以建电站发电了,事实一些落差大的河流上,本来就建有很多水电站。


徐德文科学频道


我作一个比方,风力发电机风推动扇叶后依然有动能,那为什么不再装一副发动机继续发电呢?那样不是可以减少占地面积,减少支架的建设吗?不这样做当然是有原因的,那就是发电效益降低了,因为推了一次扇叶后,风速度变慢了!变成鸡肋!水力发电也一样的道理


xdy135


水电厂发过电排出的水叫尾水,有水流没有落差,剩余能量极少,若要再拦河建坝发电则投资大效益极小不合算。若尾水流出去几公里或几十公里又有很大落差,可以再筑坝建一座水电站。一条河流上分段建多座水电站,叫梯级开发。


lipurnc


首先,需要声明水电站下泄的水流是可以用来发电的。比如我们可以在离三峡大坝一定高度,再建立一个阶梯式水电站,而且可以建立多级。这样水的动能利用效率会更加高。下面我来说明一下,为什么不这样做。第一,从经济利益考虑,第一级水电站投入与回报是最高的,水电站的建成与使用时间都是有限的,能否建立多级,需要从投入与回报方面来考虑。第二,建设水电站需要考虑安全问题,水电站的选址需要良好的地形与地质,地质能够承载大坝和水源的重量。还要求是不能是溶于水的石灰岩,不然形成溶洞,水库就会报废。水源丰富,由气候决定,库区上游降水丰富。库区距用电城市较近,便于电力传输。



麦小逸


如果从水电站冲出来的水没有了动能,就没法发电了。说从水电站冲出来的水就是奔腾的烈马,发电机就是马拉着的车。只有马跑得快,车才跑得快,如果马站住了,马车也就不走了。

水力发电站通过建拦河坝,将上游的水截住,在坝底按上发电机,利用拦水坝两边巨大的水压差,使发电机叶轮转动来发电。水坝两边水位差距越大,水流得越快,发电机叶轮转得越快,发电越多。

如果从叶轮里流出的水被拦截了,水坝两边水位落差小了,发电机叶轮受到的水的冲击力减小,转速变慢,发电量就小了。

因此,水力发电机下泄的水流越快,发电越多。

发电机叶轮转速与下泄水流速度和发电量有一个最佳数值,都是计算好的,水的下泄口按几道发电叶轮都是最佳数,过多过少都是对水放源的浪费。


南极冰火


你把动能取干净了(尽)。那水就流不走了是什么样的后果?所以隔上一段距离进行梯级利用才能保证本级电站正常运行。这叫稳衡性,产生的稳衡态的水流(能源流)叫稳衡流。稳衡流在设计中很重要,必须经过严肃的计算。梯级设计就是计算的结果决定的。但是一般人不懂这个道理就会产生很多疑问。


雅安李光杰


水流的平均功率,和流速的三次方成正比。水电站下泄水流百分之九十五的能量被轮机吸收发电,剩下百分之五残留在尾水中,尾水速度还有直落速度的百分之三十八。看起来就是流速还是挺快


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