【導讀】usuallyfoundinhigh-headdevelopments.

　　

【正文】 西華大學外文資料翻譯 8 水道的水流所擁有的水的壓力和流速兩者相結(jié)合來獲得動力。反擊式系列又分成兩種通用的型式：弗朗西斯式（有時稱作反擊式）以及 旋槳式。旋槳式又進一步再分為定輪葉式水輪機和以卡普蘭式代表的轉(zhuǎn)葉式水輪機。 沖擊式水輪機 在沖擊式水輪機上，壓力鋼管中的水從噴嘴孔口中射出，這時水的的勢能轉(zhuǎn)換成動能。射流自由地射入水輪室內(nèi)的空氣中，撞擊在轉(zhuǎn)輪的碗狀戽斗上。戽斗每旋轉(zhuǎn)一周進入射流、經(jīng)過并從射流轉(zhuǎn)出一次。在這段時間內(nèi)戽斗承受著射流的全部沖擊力。這種沖擊力產(chǎn)生一個高速錘擊沖打在戽斗上。與此同時，戽斗受到離心力的作用而有脫離它的座盤的趨勢，由此而產(chǎn)生的應力以及水流在戽斗的碗狀工作面上的沖刷作用都很大，因而需要選用能抵御水力磨損和疲勞的高質(zhì)量材料，一般都采用青銅和韌化鑄鋼，只有水頭很低時才能用鑄鐵。 弗朗西斯式轉(zhuǎn)輪 就弗朗西斯式水輪機來說，來自蝸殼或水槽內(nèi)的流速較低的水，通過位于轉(zhuǎn)輪周圍的導葉或一些閘門，然后流經(jīng)轉(zhuǎn)輪，并從轉(zhuǎn)輪泄入安置在尾水位以下而不與大氣相通的尾水管內(nèi)。由于水充滿所有的水道并作用在轉(zhuǎn)輪的整個周圍，因此，僅有一小部分動力來自水的流速所引起的動力作用，而大部分動力則都通過作用在轉(zhuǎn)輪葉片前后工作面上的壓力差取得。尾水管可以使能利用的水頭得到充分的利用，這一方面是由于轉(zhuǎn)輪下面垂直水柱所產(chǎn)生的吸出作用，另一方面是由于 西華大學外文資料翻譯 9 尾水管的出口面積 大于緊接轉(zhuǎn)輪下喉管的面積，從而使水流離開轉(zhuǎn)輪葉片時的一部分動能得以利用。 旋槳式轉(zhuǎn)輪 旋槳式機組最適用于低水頭電站，在它適用的水頭范圍內(nèi)，已產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效果。這種水輪機的轉(zhuǎn)速比較高，以致使發(fā)電機的價格較低，并使發(fā)電廠房的水下結(jié)構(gòu)和水上結(jié)構(gòu)的尺寸都比較小。低水頭、小功率的旋槳式轉(zhuǎn)輪，有時用鑄鐵來制造。水頭高于 20 英寸時，都用一種更為可靠的材料──鑄鋼來制造。大直徑的螺旋槳可用單個葉片固定在輪轂上制成。 轉(zhuǎn)葉式水輪機 轉(zhuǎn)葉旋槳式水輪機是從定輪葉旋槳式水輪機發(fā)展而成的。卡普蘭式水輪機是這類水輪機中 為人們最為熟悉的一種。它的葉片可由液壓伺服器調(diào)整到效率最大的角度。利用伺服器上的凸輪能使葉片的角度隨閥門的開啟位置而變化，從而在所有各種滿負載百分率情況下都能保持高效率。 由于轉(zhuǎn)葉旋槳式水輪機組在閘門各種開度情況下效率都高，因此，它特別適用于那些必須在變負載和變水頭條件下運行的低水頭電站上。當然，這種機組的投資費用和維護費用要高于只能在一個最大效率點上運行的定輪葉旋槳式水輪機組。 西華大學外文資料翻譯 10 水力發(fā)電 法拉第曾經(jīng)指出：線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)，就產(chǎn)生 了電。因此，為了獲得電能，我們必須產(chǎn)生使“線圈”旋轉(zhuǎn)的機械能。用燃料或流水的能量帶動原動機（稱為渦輪機）就產(chǎn)生了機械能。這種機械能轉(zhuǎn)換成電能是通過電動機來實現(xiàn)的，電動機直接連接在渦輪機軸上，由渦輪機驅(qū)動。因此，就在發(fā)電機的出線端獲得電能，然后輸送到需要它做功的地區(qū)。 發(fā)電需要的裝置或機械（即原動機 +發(fā)電機）統(tǒng)稱為動力設備。安置所有機械和其他輔助設施的建筑稱為發(fā)電廠。 1 火電和水電 如上所述，渦輪機葉片是由燃料或流水的能量帶動的。用燃料產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動蒸汽渦輪機時，所產(chǎn)生的電稱為火電。由于產(chǎn)生蒸汽的燃料是一般燃料 如煤、燃料油等，或是原子能燃料即核燃料。直接燃燒煤產(chǎn)生水蒸氣，煤是最簡便、最古老的一種燃料。柴油等也可以作為產(chǎn)生蒸汽的燃料。原子燃料如鈾、釷也可用于產(chǎn)生蒸汽。用傳統(tǒng)燃料如煤、燃料油等（稱為礦物燃料）產(chǎn)生蒸汽來帶動水輪機時，這種發(fā)電廠一般稱為普通火力發(fā)電廠或熱電廠。但當原子燃料用于產(chǎn)生蒸汽時，這種發(fā)電廠（基本上屬于火力發(fā)電廠）稱為原子能發(fā)電廠或核電廠。一般火力發(fā)電廠是用鍋爐產(chǎn)生蒸汽的，而原子能發(fā)電站是用核反 西華大學外文資料翻譯 11 應堆和蒸汽發(fā)生器代替鍋爐產(chǎn)生蒸汽的。這兩種情況產(chǎn)生的電能稱為火電。該系統(tǒng)稱為火力發(fā)電系統(tǒng)。 然而，用流水 的能量驅(qū)動水輪機時，所產(chǎn)生的電稱為水電。這種系統(tǒng)稱為水力發(fā)電系統(tǒng)，而發(fā)電廠稱為水力發(fā)電廠或水電站。在水電系統(tǒng)中必須使具有一定勢能和一定數(shù)量的水流流經(jīng)水輪機。勢能使水流動，驅(qū)動水輪機的葉片，這樣與水輪機連接的發(fā)電機就發(fā)出電能。本章只涉及水力發(fā)電系統(tǒng)的內(nèi)容。 2 水力發(fā)電站的種類 根據(jù)水力特性把水力發(fā)電站分為下列幾種：①徑流式電站；②蓄水式電站；③抽水蓄能電站；④潮汐電站。各類電站分述如下； (1)徑流式電站 這類電站是在河流上游無適宜的水庫的情況下利用河流最小流量的電站。有時修建攔河堰壩，把水位提高并保持在預定 的數(shù)值，只允許在很小的范圍內(nèi)變化。它可以單獨為電站服務，或者主要為其他目標服務，兼顧電站。這種方案基本上是一種低水頭方案，它僅適用于枯水季流量值得開發(fā)的常年性河流。 徑流式電站通常具有很小的蓄水庫容，有徑流時方能利用。這個很小的蓄水庫容是為滿足每小時負荷的變化而設立的。當河道的來水流量大于發(fā)電需要時（在非峰荷期間），多余的水量就暫時蓄存在攔河建筑物上游的小水庫中，以供峰荷期間使用。 西華大學外文資料翻譯 12 徑流式電站有諸多例子：楠加爾?海德爾運河的岡古瓦爾和科拉水電站，恒河的默罕默德?普爾和帕特里水電站以及薩爾達運河的薩爾達水電站 。 在灌溉渠道的跌水處修建的電站也屬于徑流式水電站。 (2)蓄水式電站 蓄水式電站基本都有一足夠大的上游蓄水庫，貯存季風季節(jié)到干旱夏季的徑流量，從而提供一個比枯季最小流量大得多的穩(wěn)定流量。在這種設計方案中，水壩攔河修筑，電站可以布置在腳下，如巴克拉、希陶庫德，里亨得工程等。電站也可能位于大壩下游很遠的地方。在這種情況下，電站位于水庫輸水隧道的末端。輸水隧道借助于壓力水管與電站的機械裝置連接，壓力水管可能在地下（如邁吞和高勒工程），也可能在地上（如孔達工程）。 當電站位于大壩附近時，它一般采用低水頭發(fā)電裝置， 這種電站稱為集中落差式水力發(fā)電工程；但是當水流從大壩經(jīng)過渠道、隧道或壓力水管長距離輸送到電站時，則稱為分散落差式水力發(fā)電工程。 (3)抽水蓄能電站 抽水蓄能電站在峰荷期間發(fā)電，但在非峰荷期間，又把水從尾水池抽回到蓄水前池供以后使用。抽水機是由該系統(tǒng)其它電站的輔助電力驅(qū)動的。因而，這類抽水蓄能電站主要用于協(xié)調(diào)現(xiàn)有的火電站或別的水電站。 西華大學外文資料翻譯 13 在峰荷期間，水從水庫流入水輪機而產(chǎn)生電能。在非峰荷期間，利用其他電站的剩余電能，從尾水池抽水到前池，因而這個較小的電站為另一個較大的電站補充電能。在這樣的系統(tǒng)中，同樣的水量被一次又一次的重復利用，而沒有被浪費。 為了利用在 15～ 90 米之間變化的水頭，已制造出一種可逆式的水泵──水輪機，它既可以作為水輪機也可作為水泵。這種可逆式水輪機可高效率地運轉(zhuǎn)，有助于減少這類電站的投資。同樣，同一種電力設備既可做發(fā)電機，又可通過電極的互換而用作馬達。這個系統(tǒng)中的設備非常有助于提高電力系統(tǒng)的負載系數(shù)。 (4)潮汐電站 用潮汐電站發(fā)電是近現(xiàn)代的成就。它是根據(jù)海水在高潮期上升、在落潮期下降的原理工作的。海水一日漲落兩次。每次漲潮周期大約是 12 小時 25 分。潮汐電站就是利用水位漲落的效益，換言之，就是利 用高低潮之間的水位差進行發(fā)電的。為此，要修建一個水池，用隔墻和大海隔開，關在隔墻的孔洞里安裝水輪機，就可以發(fā)電。 在高潮期間海水流入水池，驅(qū)動水輪機發(fā)電。在落潮期間，水又從水池流回海洋。只要安裝一種在兩個水流方向都能發(fā)電的特種水輪機組，就能利用流回海洋的水流進行發(fā)電。這類電站在潮差大的地方是很有用的。法國的朗斯電站就是這類電站的一個例子。那里的達到11 米。該站擁有九臺機組，裝機容量為 38000 千瓦。 西華大學外文資料翻譯 14 根據(jù)水輪機的工作水頭，可把水電站（或水電系統(tǒng)）分為下列幾種：①低水頭系統(tǒng)（落差小于 15 米）；②中水頭系統(tǒng)（落 差變化在15～ 60 米）；③高水頭系統(tǒng)（落差大于 60 米）?，F(xiàn)分述如下： (1)低水頭系統(tǒng) 低水頭系統(tǒng)使用的水頭小于 15 米左右。徑流式電站基本上屬于低水頭電站。在該系統(tǒng)中，修建攔河壩提高水位，電站或建在攔河壩的一端或建在壩的下游，離攔河壩有一定距離的地方，通過引水渠把水送往電站。 (2)中水頭系統(tǒng) 中水頭系統(tǒng)使用的水頭變化在 15 米到 60 米左右。因此該系統(tǒng)基本上是一種大壩水庫系統(tǒng)，盡管大壩的高度不很大。在低水頭和高水頭系統(tǒng)之間，該系統(tǒng)在某些地方是有其優(yōu)點的。 (3)高水頭系統(tǒng) 高水頭系統(tǒng)使用的水頭大于 60 米。為了 在上游蓄水和全年都能用水，要求建造有足夠高度的大壩。已經(jīng)發(fā)展的高水頭系統(tǒng)的壩高已達 1800 米，該系統(tǒng)常見的例子如印度旁遮普省的巴克拉大壩，印度北方邦的里亨得大壩，美國的胡佛大壩等。 高度較大的天然落差也可用來發(fā)電。這類動力開發(fā)的一般例子如印度的喬喀瀑布和美國的尼拉瀑布。