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第9章 著名的潮汐能发电站

朗斯潮汐电站

朗斯潮汐电站是迄今为止世界上正在运行的装机容量最大的(24万千瓦)潮汐能发电站。该电站位于法国西北部英吉利海峡沿岸,圣马洛湾的郎斯河口南2.5千米处。

该处最大潮差达13.5米,是世界上著名的大潮差地点之一,这样的潮差和地形条件对于建设潮汐电站非常理想。

朗斯潮汐电站于1961年元月动工,1966年11月26日由戴高乐总统主持工程落成典礼,1967年12月4日,最后1台机组投入运行。

朗斯潮汐电站工程主要包括以下几个部分。

①发电站厂房及发电机组。厂房与挡水坝是结合的建筑物,厂房内安装24台灯泡贯流式发电机组,具有正、反向发电,正、反向抽水,正、反向泄水6个工况运行性能,每台机组容量为1万千瓦,总装机容量为24万千瓦。厂房也具有挡水作用;

水流通过灯泡贯流式水轮发电机组进、出水库,推动机组转动发电。

②堆石坝。堆石坝与厂房毗连,英吉利海峡因朗斯河较宽,堆石坝与厂房共同拦挡河水。

③泄水闸。泄水闸位于堆石坝东侧,用以控制进、出水库的水量。

④船闸。船闸位于厂房的西侧,朗斯河与海峡航行的船只可由此通过。

上述建筑物将海湾与内河隔开,并形成了一个面积为22千平方米大水库,蓄水量最大可达1.84亿立方米。

这个工程对环境的影响是良好的。在拦河坝体上修筑的车道公路使圣马洛和迪纳尔之间的交通变得十分方便。在夏季,每月的最大通车量达50万辆。这个工程对于旅游者有很大的吸引力,每年前去游览的游客达20多万人。拦河坝有效地把这个河口变成人工控制的湖泊,大大改善了驾驶游艇、防汛和防浪的条件。

江厦潮汐电站

江厦潮汐电站是我国目前最大的潮汐电站,位于浙江省温岭市乐清湾顶端支汊江厦港。该站始建于1972年10月,1980年5月土建部分竣工,首台机组发电,1985年12月建成,是1座单库双向潮汐能发电站。站内配置500千瓦机组1台、600千瓦机组1台、700千瓦机组3台,总装机容量为3200千瓦。5台人工湖泊水轮发电机全为灯泡贯流式机组,设计年发电量为10.7×106千瓦·小时。水库面积为1.6千平方米,在正常蓄水位以下的库容为514万立方米,发电有效库容为336万立方米,防洪库容(设计洪水位至正常蓄水位)为136.5万立方米。

江厦潮汐电站兼有围垦、养殖和交通等综合效益。库内围涂面积为373小时平方米(1小时平方米(公顷)等于104平方米),其中可耕地267小时平方米已全部开发,主要种植柑橘、水稻,少量种植西红柿、豆类和棉花,围区内有部分水面发展对虾养殖。在电站库区160小时平方米水面,发展鱼、虾和贝类养殖,产量可观。江厦潮汐电站的建造与运行,为我国利用潮汐能发电提供了较为全面的技术与管理经验,并为发展多种经营开拓出新路子。

海山潮汐电站

海山潮汐电站位于浙江乐清湾中部,茅埏岛南端,在玉环县境内,系双库潮汐电站,配有小型抽水蓄能电站,能连续发电。

该站于1973年7月开始兴建,1975年末开始发电。后经1979年和1984年2次扩建,使高位水库(上库)面积达27小时平方米,低位水库(下库)面积为2.6小时平方米,中间水库面积很小,只有10平方米,设置中间水库的目的是实现水流换向的需要。目前,该潮汐电站有2台水轮发电机组,围垦作业总装机容量为75千瓦×2=150千瓦。海山潮汐电站在经营管理、综合利用方面做的比较突出。电站虽小,却给全岛居民照明、抽水灌溉、粮食和饲料加、发展水产养殖业等诸方面,带来了良好的效益。

白沙口潮汐电站

白沙口潮汐电站位于山东半岛南岸,乳山城南20千米,利用白沙口湾的湾顶泻湖,围成电站水库,以单库单向发电方式并网运行。电站总装机容量为960千瓦,设计年发电量为232万度。电站库区面积虽有3.2千平方米,但因库底平坦开阔,水深较浅,只相当于0.5千平方米的不露滩库区。最大库容204万立方米,中潮库容155万立方米,小潮库容103万立方米,死库容20万立方米。在水库上游原有白沙河流入,其流域面积有40千平方米,汛期从上游挟带大量泥沙入库,年库内淤积量达3万立方米,为延长水库寿命,已将流域面积约30千平方米的河段拦截,直接入海。

白沙口地处黄海之滨,潮型属正规半日混合潮,平均潮差为2.39米,最大潮差为3.95米。相应地选用设计水头为1.2米,最大工作水头为2.14米。单机流量为13.2米。电站于1970年末动工兴建,至1973年末水工建筑物基本竣工,6台机组分三期投入运行。1978年8月1日,第1号、2号机组投入运行,1983年4月3号、4号投入运行,于1987年9月1日,6台机组全部投入运行。电站并入烟台电网运行。

为防止机组飞逸事故,设有水阻器,保护机组安全。原设计发电起始水头为0.5米,实际当水头为0.3米时,机组可空载运转,当水头为0.4米时,单机出力有10千瓦。

电站前期存在的首要问题是泥沙淤积较为严重。由于电站进水口尾水渠所处地理位置,风向和流向自东向西和自海向陆,海底和沿岸泥沙在波浪和潮流作用下发生向岸黄海之滨景观和沿岸迁移,堆积成丘,直接阻挡电站进、泄水流。因尾水渠泥沙淤积,缩小出力断面,使尾水位抬高,严重影响电站出力。后来在海侧修筑了一道防护堤,使泥沙淤积问题基本得到控制。

白沙口潮汐发电站,自1978年正式投入运行以来,已成功运行了30多年。

甘竹滩洪潮电站

甘竹滩洪潮电站位于广东省顺德市郊区,在广东省西江下游与甘竹溪汇合口处,距西江入海口80千米,甘竹溪贯通西江与北江并通大海,所以既受西、北江洪水的影响,也受海向潮汐的影响,所以叫洪潮电站,既有发电又有泄洪功能。该电站分二期施工,第一期为左岸,200千瓦机组10台与右岸500吨级船闸同时建造。共装机2000千瓦,为单向竖井贯流式机组,直径3米。

第二期工程于河中偏右,250千瓦机组12台,共装机3000千瓦。第一、二期工程总装机5000千瓦。电站特点是泄洪量大,在有限的坝址长度内,在发电厂房布置了双层和三层结构;在发电厂房上部布置泄水闸,又在发电厂房下部布置了泄水孔,既可泄水又可冲沙,以解决库内泥沙淤积之忧。

该电站施工与河床式电站相同,筑围堰、旱地施工,电站建于岩基上,由县级地方组织自行设计与施工。

该电站是利用洪水和潮水双方面水力资源的微水头电站,其设计水头为1.27米,最低利用水头为0.3米,最高利用水头为1.8米。电站于1971年始建,由当地自行设计、施工和制造设备。到1974年全面投产,年平均利用小时2400~2600小时,年供电1200万度。建设总投资为1100余万元。据建成后前14年的资料统计,电站平均年发电量为1030万度,年电量的多少主要受制于雨量的地区分布,年电量最多在1979年,达到1450万度,最少在1984年,仅有700万度。

电站还利用自身优势,经营机修厂、加工厂和商业公司等。

甘竹滩潮汐电站虽以利用河川水能为主,但其机组因利用水头特别低而简化了结构,并大量采用混凝土代用构件以达到低造价,颇适合于潮汐电站借鉴。同时也有力地证明在水能资源并不丰富的地区,迫于电力的需求,采取有偿贷款和群众集资也能建起电站,只要经营得法,作为微水头电站是有偿还能力的。

岳浦潮汐电站

岳浦潮汐电站位于浙江省三门湾口的南田岛,属象山县境。临山边海滩,筑堤围成水库,库面积21.3千平方米,可蓄水40万立方米。

电站装机4台,总容量为300千瓦,以单库单向发电方式运行。当地平均潮差为3.6米,最大潮差6.5米。

电站主要工程包括厂房800米长堤坝、净宽3米×3米的进水闸及10千瓦输电线路4千米等。

电站于1970年开工建设,1971年11月建成。建站主要目的为河水抽入海涂水库存蓄提供动力,同时兼顾照明和乡镇企业用电。

岳浦潮汐电站带来的好处

建站前,遇旱年,所有乡有550000千平方米水田早稻减产,晚稻无收。电站建成后,每年抽水入库存蓄水量180万立方米,使水田抗旱能力从42天提高到80天,连年获得增产。利用抽水剩余电力,扶植了十余家乡办工厂。

刚开始电站配有745.7瓦的柴油机供驱动发电机,以保证非潮汐发电时间用户照明和工厂用电。

三门湾美景

1981年11月,大电网送电入岛,电价大幅度下调,出于经济上和管理上的原因,电站停止运行,1983年4月由国家有关部门组织专家组对电站进行考察以后,促进了当地部门对电站现状的重视,在电站人员努力和水电部门帮助下,终于在1983年12月22日电站与大电网并网,恢复运行。并网以后,电站的发电量不再受用户的限制,使潮汐能资源得到充分利用,在一定程度上弥补了因电价下调带来的损失。

电站水库泥沙淤积甚少,据测定,10年之中,淤积高度在15~30厘米。据电站人员分析,主要原因在于:海水来自石浦港,其挟带泥沙一般较少;发电量未达到设计指标,水库吞吐量相应减少,且多系较清的上层水入库;在进水口以下有一条百余米长的引河,从外海挟带的泥沙沿程落淤一部分;

在管理上采取避沙峰运行,即遇浪大、水浑时不开闸进水,让高含沙量海水不能入库。电站恢复运行后不久,即着手更新陈旧的机组,由制造厂家承担研制的可调桨轴伸贯流式水轮机组未能如期成功,虽然电站停止发电,但仍然保留恢复运行的基本条件。

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