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1、第三讲潮汐能发电技术第1页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/161 14-1 潮汐和潮汐能潮汐和潮汐能n n什么叫海洋能？它包括哪些能？什么叫海洋能？它包括哪些能？n n海洋能的分类？海洋能的分类？n n海洋能的特点是什么？海洋能的特点是什么？n n中国的海洋能资源情况中国的海洋能资源情况n n何为潮汐？潮汐能的定义？何为潮汐？潮汐能的定义？n n潮汐能的分类潮汐能的分类第2页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/162 2什么叫海洋能？它包括哪些能？什么叫海洋能？它包括哪些能？n n地球上广大连续的水体叫做地球上广大连续的水体叫做海洋海洋。海洋的面积。海洋
2、的面积约为约为362亿亿km2，占地球表面积的，占地球表面积的709。海洋是个庞大的能源宝库，它既是吸能器，。海洋是个庞大的能源宝库，它既是吸能器，又是贮能器，蕴藏着巨大的动力资源。又是贮能器，蕴藏着巨大的动力资源。n n海水中蕴藏着的这一巨大的动力资源的总称就海水中蕴藏着的这一巨大的动力资源的总称就叫做叫做海洋能海洋能n n它包括它包括潮汐能、波浪能、海流能潮汐能、波浪能、海流能(潮流能潮流能)、海、海水温差能水温差能和和海水盐差能海水盐差能等各种不同形态的能源。等各种不同形态的能源。第3页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/163 3什么叫海洋能？它包括哪些能？什么叫海洋
3、能？它包括哪些能？n n潮汐能潮汐能是指海水涨潮和落潮形成的水的是指海水涨潮和落潮形成的水的动能和动能和势能。势能。n n波浪能波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。n n海流能海流能(潮流能潮流能)是指海水流动的是指海水流动的动能动能，主要是，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动，以及由指海底水道和海峡中较为稳定的流动，以及由于潮汐导致的有规律的海水流功。于潮汐导致的有规律的海水流功。n n海水温差能海水温差能是指海洋表层海水和深层海水之间是指海洋表层海水和深层海水之间水温之差的水温之差的热能热能。n n海水盐差能海水盐差能是指海水和淡水之间或两种含
4、盐浓是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的度不同的海水之间的电位差能电位差能。第4页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/164 4海洋能的分类？海洋能的分类？n n在海洋能中，除潮汐能和潮流能来源于星球在海洋能中，除潮汐能和潮流能来源于星球间的引力作用以外，其余各类均来源于太阳间的引力作用以外，其余各类均来源于太阳辐射能。辐射能。n n海洋能按其能量赋存形式，可分为海洋能按其能量赋存形式，可分为机械能机械能、热能热能和和化学能化学能n n其中潮汐能、海流能其中潮汐能、海流能(潮流能潮流能)、波浪能为、波浪能为机械能，海水温差能为热能，海水盐差能为机械能，海水温差能为
5、热能，海水盐差能为化学能。化学能。第5页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/165 5海洋能的特点是什么？海洋能的特点是什么？（1）能量蕴藏量大，并且可以再生。）能量蕴藏量大，并且可以再生。n n据统计，地球上海水温差能的理论蕴藏量约据统计，地球上海水温差能的理论蕴藏量约500亿亿kw，可能开发利用的约，可能开发利用的约20亿亿kW；全球海洋波浪能的蕴藏旦约；全球海洋波浪能的蕴藏旦约700亿亿kw、可开发利用的约可开发利用的约30亿亿kw；全世界潮汐能；全世界潮汐能的理论蕴藏量约的理论蕴藏量约30亿亿kw；世界海流；世界海流n n能能(潮流能潮流能)的总功率约的总功率约50亿
6、亿kW，其中可，其中可发利用的约为发利用的约为0.5亿亿kW；第6页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/166 6海洋能的特点是什么？海洋能的特点是什么？（2 2）能量密度低。）能量密度低。n n海水温差能是低热头的，较大温差为海水温差能是低热头的，较大温差为202025：潮汐能是：潮汐能是低水头的，较大潮差为低水头的，较大潮差为710m；潮流能和海流能是低速度；潮流能和海流能是低速度；潮流能和海流能是低速度；潮流能和海流能是低速度头的，最大流速一般仅头的，最大流速一般仅头的，最大流速一般仅头的，最大流速一般仅2m/s2m/s左右；左右；(3)(3)稳定性比其他自然能源好。稳
7、定性比其他自然能源好。稳定性比其他自然能源好。稳定性比其他自然能源好。n n海水温差能和海流能比较稳定，潮汐能与潮流能的变化有规海水温差能和海流能比较稳定，潮汐能与潮流能的变化有规海水温差能和海流能比较稳定，潮汐能与潮流能的变化有规海水温差能和海流能比较稳定，潮汐能与潮流能的变化有规律可循律可循律可循律可循.(4)发生在广阔的海洋环境中。发生在广阔的海洋环境中。发生在广阔的海洋环境中。发生在广阔的海洋环境中。n n海洋是一个水深、缺氧、高压的世界，因而开发利用海洋能海洋是一个水深、缺氧、高压的世界，因而开发利用海洋能的技术难度大，对材料和设备的要求比较高。的技术难度大，对材料和设备的要求比较高
8、。第7页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/167 7中国的海洋能资源中国的海洋能资源n n中国不仅是闻名于世的陆地大国，面且是世界上的中国不仅是闻名于世的陆地大国，面且是世界上的海洋大国之一。海洋大国之一。n n海岸线全长海岸线全长海岸线全长海岸线全长1840018400多多多多km。中国拥有。中国拥有6500多个大小多个大小多个大小多个大小岛屿，岛屿海岸线长达岛屿，岛屿海岸线长达岛屿，岛屿海岸线长达岛屿，岛屿海岸线长达14000多多多多kmkm。n n据初步估算，中同海洋能的蕴藏量约为据初步估算，中同海洋能的蕴藏量约为据初步估算，中同海洋能的蕴藏量约为据初步估算，中同海洋
9、能的蕴藏量约为63亿亿kWkW，n n其中潮汐能其中潮汐能1 19 9亿亿kw，波浪能，波浪能15亿亿kwkw，温差能，温差能，温差能，温差能15 5亿亿kwkw，海流能，海流能，海流能，海流能(潮流能潮流能)O3 3亿亿亿亿kwkw，盐差能，盐差能1 11 1亿亿kwkw，n n分布在煤、水等能源贫乏的沿海工业基地附近，如果能分布在煤、水等能源贫乏的沿海工业基地附近，如果能分布在煤、水等能源贫乏的沿海工业基地附近，如果能分布在煤、水等能源贫乏的沿海工业基地附近，如果能够加以开发利用，将为中国沿海、尤其是华东沿海工农够加以开发利用，将为中国沿海、尤其是华东沿海工农够加以开发利用，将为中国沿海、
10、尤其是华东沿海工农够加以开发利用，将为中国沿海、尤其是华东沿海工农业生产的发展和人民生活的改善，提供数量相当可观的业生产的发展和人民生活的改善，提供数量相当可观的业生产的发展和人民生活的改善，提供数量相当可观的业生产的发展和人民生活的改善，提供数量相当可观的可再生能源。可再生能源。可再生能源。可再生能源。第8页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/168 8何为潮汐？何为潮汐？n n由于太阳和月球对地球各处引力的不同所引起的海水有由于太阳和月球对地球各处引力的不同所引起的海水有由于太阳和月球对地球各处引力的不同所引起的海水有由于太阳和月球对地球各处引力的不同所引起的海水有规律的
11、、周期性的涨落现象，就叫做规律的、周期性的涨落现象，就叫做规律的、周期性的涨落现象，就叫做规律的、周期性的涨落现象，就叫做海洋潮汐海洋潮汐，习惯，习惯上称为上称为潮汐潮汐潮汐潮汐。n n潮位过程线潮位过程线-潮汐水位随时间而变化的过程线。潮汐水位随时间而变化的过程线。n n潮差潮差潮差潮差-每次潮汐的潮峰与潮谷的水位差。每次潮汐的潮峰与潮谷的水位差。每次潮汐的潮峰与潮谷的水位差。每次潮汐的潮峰与潮谷的水位差。n n潮汐的平均周期潮汐的平均周期潮汐的平均周期潮汐的平均周期-潮汐这次高潮或低潮至下次高潮或潮汐这次高潮或低潮至下次高潮或低潮相隔的平均时间，一般为低潮相隔的平均时间，一般为12h25m
12、in.12h25min.n n人们把海水在白昼的涨落称为人们把海水在白昼的涨落称为人们把海水在白昼的涨落称为人们把海水在白昼的涨落称为“潮潮”，在夜间的涨落，在夜间的涨落称为称为“汐汐”，合起来则称为潮汐，两者名异面实同。，合起来则称为潮汐，两者名异面实同。潮汐要素示意图潮汐要素示意图潮汐要素示意图潮汐要素示意图。第9页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/169 9潮汐能的定义？潮汐能的定义？n n简单地说，潮汐能就是潮汐所具有的能量。潮汐含有的简单地说，潮汐能就是潮汐所具有的能量。潮汐含有的能量是十分巨大的，潮汐涨落的动能和位能可以说是一能量是十分巨大的，潮汐涨落的动能和位
13、能可以说是一种取之不尽、用之不竭的动力资源，人们誉称它为种取之不尽、用之不竭的动力资源，人们誉称它为“蓝蓝蓝蓝色的煤海色的煤海色的煤海色的煤海“。n n潮汐能的大小直接与潮差有关，潮差越大，能量也就越大。潮汐能的大小直接与潮差有关，潮差越大，能量也就越大。n n1977年世界动力会议认为，全世界可开发利用的潮汐能可年世界动力会议认为，全世界可开发利用的潮汐能可年世界动力会议认为，全世界可开发利用的潮汐能可年世界动力会议认为，全世界可开发利用的潮汐能可发电发电发电发电1400亿亿1800亿亿kW(kW(不包括中国不包括中国)，绝大部分蕴，绝大部分蕴藏在窄浅的海峡、海湾和一些河口区。藏在窄浅的海峡
14、、海湾和一些河口区。n n例如英吉利海峡的潮汐能约有例如英吉利海峡的潮汐能约有例如英吉利海峡的潮汐能约有例如英吉利海峡的潮汐能约有8000万万万万kwkw，美国和加拿大，美国和加拿大附近芬迪湾的潮汐能约有附近芬迪湾的潮汐能约有2000万万 kW。n n中国浙江省杭州湾钱塘江口。中国浙江省杭州湾钱塘江口。第10页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/1610104-2 潮汐能发电潮汐能发电一、潮汐能发电的原理及型式一、潮汐能发电的原理及型式1、原理：图、原理：图1；图；图2n n潮汐发电，就是利用海水涨落及其所造成的潮汐发电，就是利用海水涨落及其所造成的水水位差位差来推动来推动水
15、轮机水轮机，再由水轮机带动发电机来，再由水轮机带动发电机来发电发电。n n其发电的原理与一般的水力发电差别不大。不其发电的原理与一般的水力发电差别不大。不过一般的水力发电的水流方向是单向的，而过一般的水力发电的水流方向是单向的，而潮汐发电则不同。潮汐发电则不同。n n从能量转换的角度来说，潮汐发电首先是把潮从能量转换的角度来说，潮汐发电首先是把潮汐的汐的动能和位能动能和位能通过水轮机变成通过水轮机变成机械能机械能，然后，然后再由水轮机带动发电机，把机械能转变为再由水轮机带动发电机，把机械能转变为电能电能。电站外景图电站外景图第11页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/1611
16、11潮汐能发电的型式潮汐能发电的型式2、型式：、型式：（1）潮汐发电可按）潮汐发电可按能量形式能量形式的不同分为两种：的不同分为两种：n n1）一种是利用潮汐的）一种是利用潮汐的动能发电动能发电，就是利用，就是利用涨落潮水的流速直接去冲击水轮机发电；涨落潮水的流速直接去冲击水轮机发电；n n2）一种是利用潮汐的）一种是利用潮汐的势能发电势能发电，就是在海，就是在海湾或河口修筑拦潮大坝，利用坝内外涨、落湾或河口修筑拦潮大坝，利用坝内外涨、落潮时的水位差来发电。潮时的水位差来发电。第12页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/161212潮汐能发电的型式潮汐能发电的型式（2）按其）
17、按其开发方式开发方式的不同分为如下的不同分为如下4种型式。种型式。n n1)单库单向型，只能在落潮时发电。四个工况单库单向型，只能在落潮时发电。四个工况n n2)单库双向型：在涨、落潮时都能发电。工况单库双向型：在涨、落潮时都能发电。工况n n3)双库单向型：可以连续发电，但经济上不合算，双库单向型：可以连续发电，但经济上不合算，介绍介绍 n n4）发电结合抽水蓄能式：介绍）发电结合抽水蓄能式：介绍第13页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/161313二、潮汐能发电站的组成二、潮汐能发电站的组成n n潮汐能发电站是由几个单项工程综合而成的建设潮汐能发电站是由几个单项工程综合
18、而成的建设工程，主要由工程，主要由拦水堤坝拦水堤坝、水闸水闸和和发电厂发电厂三部分组三部分组成。有通航要求的潮汐能发电站还应设置成。有通航要求的潮汐能发电站还应设置船闸船闸。（1）拦水堤坝）拦水堤坝n n作用：作用：是利用堤坝构成水库内、外的水位差，并是利用堤坝构成水库内、外的水位差，并控制水库内的水量，为发电提供条件。控制水库内的水量，为发电提供条件。n n堤坝种类：堤坝种类：按所用材料的不同，可分为按所用材料的不同，可分为土坝土坝、石石坝坝和和钢筋混凝土坝钢筋混凝土坝等等第14页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/161414二、潮汐能发电站的组成二、潮汐能发电站的组成(
19、2)水闸及作用水闸及作用n n水闸用来调节水库的进出水量，在涨潮时向水闸用来调节水库的进出水量，在涨潮时向水库进水，在落潮时从水库往外放水，以调水库进水，在落潮时从水库往外放水，以调节水库的水位，加速涨、落潮时水库内、外节水库的水位，加速涨、落潮时水库内、外水位差的形成，从而缩短电站的停机时间，水位差的形成，从而缩短电站的停机时间，增加发电量。增加发电量。n n它的另一作用，是在洪涝和大潮期间用以加它的另一作用，是在洪涝和大潮期间用以加速库内水量的外排，或阻挡潮水侵入，控制速库内水量的外排，或阻挡潮水侵入，控制库内最高、最低水位，使水库迅速恢复到正库内最高、最低水位，使水库迅速恢复到正常的蓄水
20、状态，同时满足防洪、排涝、挡潮、常的蓄水状态，同时满足防洪、排涝、挡潮、抗旱、航运等多方面的水利要求。抗旱、航运等多方面的水利要求。第15页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/161515二、潮汐能发电站的组成二、潮汐能发电站的组成(3)(3)发电厂。发电厂。发电厂。发电厂。n n1 1）发电厂的主要设备）发电厂的主要设备）发电厂的主要设备）发电厂的主要设备：水轮发电机组、输配电设备、起吊设备、中央控：水轮发电机组、输配电设备、起吊设备、中央控：水轮发电机组、输配电设备、起吊设备、中央控：水轮发电机组、输配电设备、起吊设备、中央控制室和下层的水流通道及阀门等。制室和下层的水流
21、通道及阀门等。制室和下层的水流通道及阀门等。制室和下层的水流通道及阀门等。n n2 2）作用：）作用：）作用：）作用：它是直接将潮汐能转变为电能的机构。其中最关键的设备是水轮它是直接将潮汐能转变为电能的机构。其中最关键的设备是水轮它是直接将潮汐能转变为电能的机构。其中最关键的设备是水轮它是直接将潮汐能转变为电能的机构。其中最关键的设备是水轮发电机组。发电机组。发电机组。发电机组。n n3 3）对机组的主要要求为）对机组的主要要求为）对机组的主要要求为）对机组的主要要求为：应满足潮汐低水头、大流量的水力特性；应满足潮汐低水头、大流量的水力特性；应满足潮汐低水头、大流量的水力特性；应满足潮汐低水头
22、、大流量的水力特性；机组一般在水下运行，因而对机组的防腐、防污、密封和对发电机的防机组一般在水下运行，因而对机组的防腐、防污、密封和对发电机的防机组一般在水下运行，因而对机组的防腐、防污、密封和对发电机的防机组一般在水下运行，因而对机组的防腐、防污、密封和对发电机的防潮、绝缘、通风、冷印、维护等要求高；潮、绝缘、通风、冷印、维护等要求高；潮、绝缘、通风、冷印、维护等要求高；潮、绝缘、通风、冷印、维护等要求高；机组随潮汐涨落发电，开、停机次数频繁，因而要选用适应频繁起动和停机组随潮汐涨落发电，开、停机次数频繁，因而要选用适应频繁起动和停机组随潮汐涨落发电，开、停机次数频繁，因而要选用适应频繁起动
23、和停机组随潮汐涨落发电，开、停机次数频繁，因而要选用适应频繁起动和停止的开关设备；止的开关设备；止的开关设备；止的开关设备；对双向发电机组，由于正、反问旋转，相序也相应变换，因而在设计对双向发电机组，由于正、反问旋转，相序也相应变换，因而在设计对双向发电机组，由于正、反问旋转，相序也相应变换，因而在设计对双向发电机组，由于正、反问旋转，相序也相应变换，因而在设计电气主接线时，要考虑安装倒向开关，使电源接人系统或负荷时，保电气主接线时，要考虑安装倒向开关，使电源接人系统或负荷时，保电气主接线时，要考虑安装倒向开关，使电源接人系统或负荷时，保电气主接线时，要考虑安装倒向开关，使电源接人系统或负荷时
24、，保证相序固定不变。证相序固定不变。证相序固定不变。证相序固定不变。第16页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/161616潮汐电站的水轮发电机组的潮汐电站的水轮发电机组的3种基本型式：种基本型式：1)1)竖轴式机组。图竖轴式机组。图n n特点：特点：特点：特点：即将轴流式水轮机和发电机的轴竖向连接在一起，垂直即将轴流式水轮机和发电机的轴竖向连接在一起，垂直即将轴流式水轮机和发电机的轴竖向连接在一起，垂直即将轴流式水轮机和发电机的轴竖向连接在一起，垂直于水面。于水面。于水面。于水面。2)2)卧轴式机组。图卧轴式机组。图n n特点：特点：特点：特点：卧轴式机组即将机组的轴卧置。
25、这种型式的机组进水卧轴式机组即将机组的轴卧置。这种型式的机组进水卧轴式机组即将机组的轴卧置。这种型式的机组进水卧轴式机组即将机组的轴卧置。这种型式的机组进水管较短，并且进水管和尾水管的弯度均大大减少，因而厂房管较短，并且进水管和尾水管的弯度均大大减少，因而厂房管较短，并且进水管和尾水管的弯度均大大减少，因而厂房管较短，并且进水管和尾水管的弯度均大大减少，因而厂房的结构简单水流能量损失也较少，因而性能比竖轴式机组的结构简单水流能量损失也较少，因而性能比竖轴式机组的结构简单水流能量损失也较少，因而性能比竖轴式机组的结构简单水流能量损失也较少，因而性能比竖轴式机组优越。但仍然需要很长的尾水管，所以需
26、要厂房仍然较长。优越。但仍然需要很长的尾水管，所以需要厂房仍然较长。优越。但仍然需要很长的尾水管，所以需要厂房仍然较长。优越。但仍然需要很长的尾水管，所以需要厂房仍然较长。3)3)贯流式机组。图贯流式机组。图贯流式机组。图贯流式机组。图n n特点：特点：机组主要有两种：一种是机组主要有两种：一种是灯泡贯流式机组灯泡贯流式机组；另一种是全贯流式机组。另一种是全贯流式机组。第17页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/161717问题问题n n1、海洋能包括哪些能？海洋能有何特点？、海洋能包括哪些能？海洋能有何特点？n n2、潮汐能发电站是由几个单项工程组成？、潮汐能发电站是由几个
27、单项工程组成？n n3、潮汐能发电站对机组的主要要求有哪些？、潮汐能发电站对机组的主要要求有哪些？n n4、什么叫潮汐能？、什么叫潮汐能？n n5、潮汐电站的水轮发电机组的、潮汐电站的水轮发电机组的3种基本型式种基本型式 是什么？是什么？第18页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/161818潮汐要素示意图潮汐要素示意图第19页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/161919潮汐的潮汐的3种类型种类型第20页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/162020潮汐能发电原理图潮汐能发电原理图1第21页，此课件共51页哦2022/10/16202
28、2/10/162121潮汐能发电原理图潮汐能发电原理图2第22页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/162222潮汐电站外景图潮汐电站外景图第23页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/162323单库单向型发电的四个工况单库单向型发电的四个工况在整个潮汐周期内，电站的运行按下列在整个潮汐周期内，电站的运行按下列4 4个工况进行：个工况进行：n n充水工况充水工况：电站停止发电，开启水闸，潮水经水闸和水：电站停止发电，开启水闸，潮水经水闸和水：电站停止发电，开启水闸，潮水经水闸和水：电站停止发电，开启水闸，潮水经水闸和水轮机进人水库，至水库内外水位齐平为止；轮
29、机进人水库，至水库内外水位齐平为止；轮机进人水库，至水库内外水位齐平为止；轮机进人水库，至水库内外水位齐平为止；n n等候工况等候工况等候工况等候工况；关闭水闸，水轮机停止过水，保持水库水位；关闭水闸，水轮机停止过水，保持水库水位不变，海洋侧则因落潮而水位下降，直到水库内外水位差不变，海洋侧则因落潮而水位下降，直到水库内外水位差达到水轮机组的启动水头；达到水轮机组的启动水头；n n发电工况发电工况：开动水轮发电机组进行发电，水库的水位逐：开动水轮发电机组进行发电，水库的水位逐：开动水轮发电机组进行发电，水库的水位逐：开动水轮发电机组进行发电，水库的水位逐渐下降，直到水库内外水位差小于机组发电所
30、需要的最小水渐下降，直到水库内外水位差小于机组发电所需要的最小水渐下降，直到水库内外水位差小于机组发电所需要的最小水渐下降，直到水库内外水位差小于机组发电所需要的最小水头为止；头为止；头为止；头为止；n n等候工况等候工况等候工况等候工况：机组停止运行，水轮机停止过水保持水：机组停止运行，水轮机停止过水保持水库水位不变，海洋侧水位因涨潮而逐步上升，直到水库库水位不变，海洋侧水位因涨潮而逐步上升，直到水库内外水位齐平，转入下一周期。内外水位齐平，转入下一周期。第24页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/162424单库双向型的工况有单库双向型的工况有6个个n n单库双向式潮汐电
31、站有单库双向式潮汐电站有等侯等侯、涨潮发电涨潮发电、充充水水、等侯等侯、落潮发电落潮发电、泄水泄水6个工况。个工况。第25页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/162525双库单向式潮汐能发电站介绍双库单向式潮汐能发电站介绍n n双库单向式潮汐能发电站需要建造两座相互双库单向式潮汐能发电站需要建造两座相互毗邻的水库（高水库和低水库），毗邻的水库（高水库和低水库），n n这种型式的电站、需建这种型式的电站、需建2座或座或3座堤坝、两座堤坝、两座水闸，工程量和投资较大。座水闸，工程量和投资较大。n n但由于可连续发电，故其效率较第一种型式但由于可连续发电，故其效率较第一种型式的电
32、站要高的电站要高34左右。同时，也易于和火左右。同时，也易于和火电、水电或核电站并网，联合调节。电、水电或核电站并网，联合调节。第26页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/162626发电结合抽水蓄能式介绍发电结合抽水蓄能式介绍n n这种电站的工作原理是：在潮汐电站水库水这种电站的工作原理是：在潮汐电站水库水位与潮位接近并且水头小时，用电网的电力位与潮位接近并且水头小时，用电网的电力抽水蓄能。抽水蓄能。n n涨潮时将水抽入水库，落潮时将水库内的水涨潮时将水抽入水库，落潮时将水库内的水往海中抽、以增加发电的有效水头，提高发往海中抽、以增加发电的有效水头，提高发电量。电量。第27
33、页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/162727竖轴式机组图竖轴式机组图第28页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/162828卧轴式机组图卧轴式机组图第29页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/162929灯泡贯流式机组图灯泡贯流式机组图第30页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/1630304-3 潮汐能发电的若干技术问题潮汐能发电的若干技术问题一、潮汐能可开发资源量计算一、潮汐能可开发资源量计算n n潮汐能发电站的实际装机容量和发电量，一般潮汐能发电站的实际装机容量和发电量，一般用经验公式计算。中国的经验公式如下：
34、用经验公式计算。中国的经验公式如下：n n1、单向潮汐电站计算公式、单向潮汐电站计算公式n n2、双向潮汐电站计算公式、双向潮汐电站计算公式第31页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/163131二、潮汐发电的关键技术问题二、潮汐发电的关键技术问题1、潮汐发电的关键技术主要有：、潮汐发电的关键技术主要有：n n低水头、大流量、变工况水轮发电机组的设低水头、大流量、变工况水轮发电机组的设计与制造计与制造；电站的运行控制电站的运行控制；电站与海洋环电站与海洋环境的相互作用，包括电站对环境的影响和海境的相互作用，包括电站对环境的影响和海洋环境对电站的影响洋环境对电站的影响；电站的系
35、统优，包括电站的系统优，包括协调发电量、间断发电以及设备造价和可靠协调发电量、间断发电以及设备造价和可靠性等之间的关系性等之间的关系；电站设备在海水中的防腐电站设备在海水中的防腐蚀蚀等。等。第32页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/163232潮汐发电的关键技术潮汐发电的关键技术1 1）在潮汐能发电站中，水轮发电机组的造价约占电站总造价）在潮汐能发电站中，水轮发电机组的造价约占电站总造价）在潮汐能发电站中，水轮发电机组的造价约占电站总造价）在潮汐能发电站中，水轮发电机组的造价约占电站总造价的的的的50，并且机组的制造与安装又是电站建设工期长短，并且机组的制造与安装又是电站建
36、设工期长短的主要制约因素。的主要制约因素。2）水上建筑在潮汐能发电站中约占总造价的）水上建筑在潮汐能发电站中约占总造价的）水上建筑在潮汐能发电站中约占总造价的）水上建筑在潮汐能发电站中约占总造价的45，也是降，也是降，也是降，也是降低潮汐能发电站造价的重要因素。低潮汐能发电站造价的重要因素。低潮汐能发电站造价的重要因素。低潮汐能发电站造价的重要因素。3 3）潮汐能发电站的运行是一项水平要求较高的技术，如果）潮汐能发电站的运行是一项水平要求较高的技术，如果巧妙地利用外海水位和水库水位的相位差，可以有效地提巧妙地利用外海水位和水库水位的相位差，可以有效地提高电站的出力。高电站的出力。4）海洋环境问
37、题对于潮汐能发电站来说是一个既很重要）海洋环境问题对于潮汐能发电站来说是一个既很重要又很复杂的课题。主要包括两个方面：一是建造电站对又很复杂的课题。主要包括两个方面：一是建造电站对于环境产生的影响，二是海洋环境对于电站的影响，主于环境产生的影响，二是海洋环境对于电站的影响，主要是泥沙冲淤问题。要是泥沙冲淤问题。第33页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/1633332、潮汐能发电要进一步研究解决的技术问题、潮汐能发电要进一步研究解决的技术问题(1)泥沙淤积问题。泥沙淤积问题。n n危害：危害：泥沙的淤积会使水库的容积逐渐缩小，泥沙的淤积会使水库的容积逐渐缩小，通水渠道变窄，水
38、库使用寿命缩短，发电量减通水渠道变窄，水库使用寿命缩短，发电量减少，并加速水轮机叶片的磨损，对于潮汐发电少，并加速水轮机叶片的磨损，对于潮汐发电站十分不利。站十分不利。n n防止措施：防止措施：必须很好地研究当地沉沙的运动规必须很好地研究当地沉沙的运动规律，搞清水中沉沙的含量、来源、运动方向、律，搞清水中沉沙的含量、来源、运动方向、颗粒大小和组成、沉降的速度等，据以研究防颗粒大小和组成、沉降的速度等，据以研究防治泥沙淤积的有效措施；治泥沙淤积的有效措施；第34页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/1634342、潮汐能发电要进一步研究解决的技术问题、潮汐能发电要进一步研究解决
39、的技术问题(2)海工结构物的防腐蚀和防海洋生物附着问题。海工结构物的防腐蚀和防海洋生物附着问题。n n危害：危害：海水对海工结构物中金属结构物部分的海水对海工结构物中金属结构物部分的腐蚀是相当严重的，甚至连钢筋混凝土中的钢腐蚀是相当严重的，甚至连钢筋混凝土中的钢筋也会被海水腐蚀，最终导致结构物的损坏。筋也会被海水腐蚀，最终导致结构物的损坏。同时海水中的海生物如牡蛎等也都会附着在同时海水中的海生物如牡蛎等也都会附着在金属结构物、钢筋混凝七或砖石结构、木结构金属结构物、钢筋混凝七或砖石结构、木结构上，附着的厚度甚至可达上，附着的厚度甚至可达1ocm左右，并且难左右，并且难以被水流冲掉。海洋生物的附
40、着会使结构物通以被水流冲掉。海洋生物的附着会使结构物通流部分阻塞、转动部分失灵，难以发挥效用，流部分阻塞、转动部分失灵，难以发挥效用，严重时甚至会导致完全报废。严重时甚至会导致完全报废。n n防止措施：外加电流阴极保护等防止措施：外加电流阴极保护等第35页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/1635352、潮汐能发电要进一步研究解决的技术问题、潮汐能发电要进一步研究解决的技术问题n n(3)电力的补偿问题。潮汐电站在使用中有一个电站电力的补偿问题。潮汐电站在使用中有一个电站的发电出力随着潮汐的涨、落而变化的问题。不能保的发电出力随着潮汐的涨、落而变化的问题。不能保持连续供电。
41、持连续供电。n n解决途径：解决途径：#采用双水库。采用双水库。采用双水库。采用双水库。在潮汐能发电站附近另建一座抽水蓄能电站。在潮汐能发电站附近另建一座抽水蓄能电站。在潮汐能发电站内另外配置相当容量的火力发电机组；在潮汐能发电站内另外配置相当容量的火力发电机组；在潮汐能发电站内另外配置相当容量的火力发电机组；在潮汐能发电站内另外配置相当容量的火力发电机组；使潮汐能发电站与其他有相当容量的河川水电站联合运行；使潮汐能发电站与其他有相当容量的河川水电站联合运行；使潮汐能发电站与其他有相当容量的河川水电站联合运行；使潮汐能发电站与其他有相当容量的河川水电站联合运行；使潮汐能发电站与较大的电力系统联
42、通；使潮汐能发电站与较大的电力系统联通；调整某些可以适应间断性供电的用电负荷，以适应潮汐调整某些可以适应间断性供电的用电负荷，以适应潮汐调整某些可以适应间断性供电的用电负荷，以适应潮汐调整某些可以适应间断性供电的用电负荷，以适应潮汐能发电的特性。能发电的特性。能发电的特性。能发电的特性。第36页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/1636363、确定建设潮汐能发电站应考虑的主要问题、确定建设潮汐能发电站应考虑的主要问题(1)应从当地工农业生产和人民生活用电的需应从当地工农业生产和人民生活用电的需要出发。要出发。(2)必须根据当地的自然条件，科学地、队必须根据当地的自然条件，科
43、学地、队真地分析是否具备建设潮汐能发电站的客真地分析是否具备建设潮汐能发电站的客观条件。观条件。潮汐条件潮汐条件地形条件地形条件地质条件地质条件（3）建筑材料条件。）建筑材料条件。第37页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/163737三、潮汐能发电的优缺点及经济性三、潮汐能发电的优缺点及经济性1、潮汐能发电主要优点、潮汐能发电主要优点#(1)能量可以再生，取之不尽、用之不竭，不消能量可以再生，取之不尽、用之不竭，不消耗化石燃料。耗化石燃料。(2)潮汐的涨落具有规律性，可以作出准确的长潮汐的涨落具有规律性，可以作出准确的长期预报，因而供电稳定可靠，没有沽水期，可期预报，因而供
44、电稳定可靠，没有沽水期，可长年发电。长年发电。(3)清洁干净，没有环境污染。清洁干净，没有环境污染。(4)运行费用低。运行费用低。(5)建站时没有淹地、移民等问题。建站时没有淹地、移民等问题。(6)除发电外，还可进行围垦农田、水产养殖、除发电外，还可进行围垦农田、水产养殖、蓄水灌溉等项事业，收到综合利用效益。蓄水灌溉等项事业，收到综合利用效益。第38页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/163838三、潮汐能发电的优缺点及经济性三、潮汐能发电的优缺点及经济性2、潮汐发电目前存在的主要问题是：、潮汐发电目前存在的主要问题是：(1)单位投资大造价较高。单位投资大造价较高。(2)水
45、头低，机组耗钢多。水头低，机组耗钢多。(3)发电具有间断性发电具有间断性n(4)在工程技术上尚存在泥沙淤积以及海水、在工程技术上尚存在泥沙淤积以及海水、海生物对金属结构和海工建筑物的腐蚀及污海生物对金属结构和海工建筑物的腐蚀及污黏等问题，需要进一步研究解决。黏等问题，需要进一步研究解决。关于潮汐能发电的经济性，总地来说，目前关于潮汐能发电的经济性，总地来说，目前还稍逊于水力发电等常规能源发电。还稍逊于水力发电等常规能源发电。第39页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/1639394-4 世界潮汐能发电世界潮汐能发电n n潮汐能应用简史：潮汐能应用简史：n n早在早在11121
46、2世纪，世纪，世纪，世纪，法国、英国和苏格兰法国、英国和苏格兰法国、英国和苏格兰法国、英国和苏格兰沿海地区就出沿海地区就出沿海地区就出沿海地区就出现了现了现了现了潮汐能水磨潮汐能水磨。n n16世纪时，世纪时，俄国俄国沿海居民也使用过同类的沿海居民也使用过同类的水磨水磨水磨水磨；n n到了到了到了到了1818世纪，在俄国阿尔汉格尔斯克并出现了以潮汐能世纪，在俄国阿尔汉格尔斯克并出现了以潮汐能世纪，在俄国阿尔汉格尔斯克并出现了以潮汐能世纪，在俄国阿尔汉格尔斯克并出现了以潮汐能为动力的为动力的为动力的为动力的锯木厂锯木厂。n n19世纪未，世纪未，法国工程师布洛克法国工程师布洛克法国工程师布洛克法
47、国工程师布洛克首先提出了一个在易首先提出了一个在易北河下游兴建潮汐能发电站的设计构想。北河下游兴建潮汐能发电站的设计构想。n n19121912年，年，年，年，德国德国德国德国首先在石勒苏益格首先在石勒苏益格首先在石勒苏益格首先在石勒苏益格荷尔斯太因州的荷尔斯太因州的荷尔斯太因州的荷尔斯太因州的苏姆湾苏姆湾建成了一座小型潮汐能发电站；建成了一座小型潮汐能发电站；建成了一座小型潮汐能发电站；建成了一座小型潮汐能发电站；第40页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/164040潮汐能应用简史潮汐能应用简史n n近近30多年来，由于扩大能源来源的要求日多年来，由于扩大能源来源的要求日
48、益增长，法国、英国、前苏联、加拿大、美益增长，法国、英国、前苏联、加拿大、美国等潮汐能资源丰富的国家，都在进行潮汐国等潮汐能资源丰富的国家，都在进行潮汐能发电的开发建设。能发电的开发建设。n n目前，世界潮汐能发电站总装机容量为目前，世界潮汐能发电站总装机容量为256MW，年发电量达，年发电量达6亿亿KWh。n n世界主要潮汐电站世界主要潮汐电站第41页，此课件共51页哦2022/10/162022/10/1641411、法国的朗斯潮汐能电站介绍、法国的朗斯潮汐能电站介绍n n1961年年年年1 1月，由戴高乐政府批准，开始正式兴建圣马月，由戴高乐政府批准，开始正式兴建圣马月，由戴高乐政府批准
49、，开始正式兴建圣马月，由戴高乐政府批准，开始正式兴建圣马洛附近朗斯河口的洛附近朗斯河口的洛附近朗斯河口的洛附近朗斯河口的朗斯潮汐能发电站朗斯潮汐能发电站，1966年第一台年第一台年第一台年第一台机组投入远行，至机组投入远行，至机组投入远行，至机组投入远行，至19671967年全部竣工投入运行。年全部竣工投入运行。n n朗斯潮汐能发电站是迄今为止世界上正在运行的朗斯潮汐能发电站是迄今为止世界上正在运行的朗斯潮汐能发电站是迄今为止世界上正在运行的朗斯潮汐能发电站是迄今为止世界上正在运行的装机容量装机容量最大的潮汐能发电站最大的潮汐能发电站。n n该电站装机该电站装机2424台，每台容量为台，每台容
50、量为1万万万万kwkw，总装机容量为，总装机容量为，总装机容量为，总装机容量为2424万万kwkw，现年发电能力约为，现年发电能力约为，现年发电能力约为，现年发电能力约为6亿亿亿亿kWhkWh。n n采用可在采用可在6种工况下运行的低水头双向灯泡贯流式机组，种工况下运行的低水头双向灯泡贯流式机组，种工况下运行的低水头双向灯泡贯流式机组，种工况下运行的低水头双向灯泡贯流式机组，设备中使用了大量的不锈钢材，并采用了计算机控制等设备中使用了大量的不锈钢材，并采用了计算机控制等设备中使用了大量的不锈钢材，并采用了计算机控制等设备中使用了大量的不锈钢材，并采用了计算机控制等新技术。新技术。新技术。新技术