水電站發電時下洩的水流仍含有巨大的動能為什麼不能再次用於發電?

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如果從水電站衝出來的水沒有了動能,就沒法發電了。說從水電站衝出來的水就是奔騰的烈馬,發電機就是馬拉著的車。只有馬跑得快,車才跑得快,如果馬站住了,馬車也就不走了。

水力發電站通過建攔河壩,將上游的水截住,在壩底按上發電機,利用攔水壩兩邊巨大的水壓差,使發電機葉輪轉動來發電。水壩兩邊水位差距越大,水流得越快,發電機葉輪轉得越快,發電越多。

如果從葉輪裡流出的水被攔截了,水壩兩邊水位落差小了,發電機葉輪受到的水的衝擊力減小,轉速變慢,發電量就小了。

因此,水力發電機下洩的水流越快,發電越多。

發電機葉輪轉速與下洩水流速度和發電量有一個最佳數值,都是計算好的,水的下洩口按幾道發電葉輪都是最佳數,過多過少都是對水放源的浪費。


南極冰火


水電站發電時下洩的水流,在一些條件具備的地區,其實是有被利用再次發電,比如在山區比較常見的梯級電站。

去過廣東省惠州市博羅縣,境內流經象頭山的一條小溪,也就兩三百米的山上的梯級電站,從山頂到山腳,就有七級電站。

這樣的梯級電站,除了山頂的一級電站建有大壩水庫蓄水,後面的每一級電站都沒有建大壩、水庫。其發電的原理就是充分利用兩級電站之間的落差,由上一級發電後下洩的水流來帶動下一級的水輪機發電。

當然這樣的梯級電站基本上都是些小水電。不過因地制宜的小水電,對當地的經濟發展還是有用的。

現在國家在長江、黃河、珠江等大江大河上規劃的很多大型電站,其實也是梯級開發,這在長江上游最為明顯。看報道,長江宜賓以上的金沙江段就規劃了十幾個大型水力發電站。因為這都是些裝機容量超大的電站,所以每一個電站都需要建設世界級的大壩,世界級的水庫,但基本的原理跟山區的梯級小電站是一樣的。海拔高的水電站發電時下洩的水流,會流入下一級電站的水庫,並再次被利用來發電。


whitedeer


水輪發電機有一個最佳運行區間,也就是對水速有特定要求的,與發電機本身結構設計有關!簡單說,下洩水速小發電效率低,水速高,對發電機衝擊振動大,對設備不安全!

前蘇聯一大壩就發生過重大安全事故!大壩發電機組就是在“不建議運行區間”長時間運行,自動調節機構失靈,又沒有按時巡檢發現,發電機長時間較大振動,連接螺栓斷裂,中心轉子在巨大水壓下飛了,砸斷樓板,水淹廠房,設備全部報廢,死亡幾十人,大面積停電,花了很長時間大量資金才修復!萬幸緊急洩洪沒決堤!


留笑薄


不明白下洩水流含有巨大的動能是什麼意思。水電站發電不是利用河水流動的動能發電,而是用葉片將水在高處的勢能轉化成低處發電機轉子的動能,驅動發電機發電,和河水的動能沒有任何關係。水從管道里落下驅動轉輪發電後,就從底部排放出去,重新進入河道,流到下游去了。

提問者說的可能是水電站洩洪時看到的水流,轟轟烈烈,發出巨大的聲響。這不是發電用的水,而是水壩水位太高,對壩體壓力太大,主動排放,減輕壓力。這種水流沒有通過發電機,也沒有必要專門安裝發電機把它也利用起來,因為洩洪並不是常態。

水力發電不是利用河水流動的動能,而是利用水在高位的勢能,所以一般都會有一個水庫將水蓄積起來,通過管道驅動低位的發電機。只要你製造一個合適的落差,就可用來發電,相反,河道里流動的水,流速再快,也是不能用來發電的。當然,水電站流出的水,在下游依然可以蓄積起來,只要有足夠的落差,又可以建電站發電了,事實一些落差大的河流上,本來就建有很多水電站。


徐德文科學頻道


我作一個比方,風力發電機風推動扇葉後依然有動能,那為什麼不再裝一副發動機繼續發電呢?那樣不是可以減少佔地面積,減少支架的建設嗎?不這樣做當然是有原因的,那就是發電效益降低了,因為推了一次扇葉後,風速度變慢了!變成雞肋!水力發電也一樣的道理


xdy135


水電廠發過電排出的水叫尾水,有水流沒有落差,剩餘能量極少,若要再攔河建壩發電則投資大效益極小不合算。若尾水流出去幾公里或幾十公里又有很大落差,可以再築壩建一座水電站。一條河流上分段建多座水電站,叫梯級開發。


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水電站發電後排出的水流依然具有巨大的動能,這可以採用階梯電站的方式給予利用。但就單個電站來說排出具有一定動能的水流又是不可避免的,其原因在於:水電站的原理在於將所儲存的水的勢能轉化為電能,但具體實施時必須首先將水的勢能轉化為水的動能(mgh=½mV^2),然後才能加以利用。由於轉換瞬間的質量m是個有限的量(決定於水流傳輸通道的幾何尺寸),所以,必然對應一個水流速度V。或者說如果想降低排出水流的速度,只有加大水流傳輸通道的幾何尺寸。由於受成本、技術、環境……的制約,水流傳輸通道只能確定在一個合理的數值,排出的水流就必然具有一定未加利用的“剩餘動能”。另外,對應著不同的排水速度,水流動能傳遞給發電機也對應著不同的效率,因此,也必須選擇一個合理的排水速度來適應……這些因素決定了發電站排出的水流必須含有剩餘的動能,發電站的效率不可能達到百分之百。


人皆可以為舜堯


首先,需要聲明水電站下洩的水流是可以用來發電的。比如我們可以在離三峽大壩一定高度,再建立一個階梯式水電站,而且可以建立多級。這樣水的動能利用效率會更加高。下面我來說明一下,為什麼不這樣做。第一,從經濟利益考慮,第一級水電站投入與回報是最高的,水電站的建成與使用時間都是有限的,能否建立多級,需要從投入與回報方面來考慮。第二,建設水電站需要考慮安全問題,水電站的選址需要良好的地形與地質,地質能夠承載大壩和水源的重量。還要求是不能是溶於水的石灰岩,不然形成溶洞,水庫就會報廢。水源豐富,由氣候決定,庫區上游降水豐富。庫區距用電城市較近,便於電力傳輸。



麥小逸


你把動能取乾淨了(盡)。那水就流不走了是什麼樣的後果?所以隔上一段距離進行梯級利用才能保證本級電站正常運行。這叫穩衡性,產生的穩衡態的水流(能源流)叫穩衡流。穩衡流在設計中很重要,必須經過嚴肅的計算。梯級設計就是計算的結果決定的。但是一般人不懂這個道理就會產生很多疑問。


雅安李光傑


題主觀察事物很細心,值得點贊。其實像題主說的那樣的水力發電站,發電效率仍有很大的提升空間,估計所有的水電站存在這樣的問題。

水電站下洩水流欲流而不流,或者非常緩慢的流,應該是發電最高效率狀態,只是目前的技術很難做到這一點,因為水壩裡的水壓不是一般的大,水輪機葉片稍慢一點就要承受巨大的壓力,傳統的水輪發電機組根本不行。

那麼既然在蓄水水庫高程一定的前提下,洩下的水流越慢,水勢能轉換為動能的轉換率越高,水電站發電效率就越高,我們可不可以改變水輪機驅動方式?比如,水力發電機組可以做成橫式多組獨立鏤空葉片水輪機,水流通過獨立的多組鏤空葉片,帶動多個發電機,最後流出的水必然是緩慢的水流,這樣的發電效率自然是最高的吧?

這是我這個外行的“奇思妙想”,有沒有可行性?請水電專家研究研究。[呲牙][呲牙]


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