多项指标超三峡,白鹤滩水电站有多牛?拱形大坝设计又有何讲究?

每年冬天和夏天,是用电最为紧张的时候,我国部分地区开始不同程度地用电紧张,甚至有些地方还要有序用电,不得不关闭路灯、小区景观灯、广告牌灯等,究其原因,无非这两个季节天气突变,居民用电上升,究其根本,还是因为电力不足。

多项指标超三峡,白鹤滩水电站有多牛?拱形大坝设计又有何讲究?

要解决电力不足的问题,最好的办法就是建设水力发电站。这不,我国的又一创举让人自豪。据报道,6月28日上午,金沙江白鹤滩水电站首批机组正式投产发电,这是在建规模全球第一、单机容量世界第一、装机规模全球第二大水电站。

相比较火电厂,水力发电站更环保,如果白鹤滩水电站全面建成的话,年均发电量有624.43亿千瓦时,相当于每年能够节省煤1968万吨,减少了5160万吨二氧化碳排放。

白鹤滩水电站比三峡还厉害?

三峡水电站是我国最著名的水电站,曾经创造了无数第一,但是白鹤滩发电站是后浪,比三峡水电站晚建成10年,白鹤滩发电站具有后发优势,所以很多技术更先进。

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▲白鹤滩水电站


其中,发电机组是发电站最核心的部件,白鹤滩水电的技术更先进,发电机组单机容量达到了百万千瓦,作为水电站杰出代表的三峡水电站,单机容量只有70万千瓦。

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▲三峡水电站

你可能对这个发电机组还是没有概念,一台白鹤滩发电站的机组有16层楼(50米)高;重量达到了八千多吨,这个重量与埃菲尔铁塔差不多;发电机转轮每转一圈能发150度电。

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▲百万千万机组

所以,发电机组是不折不扣的高精尖技术,以前,我国的先进发电机组要进口,然而今非昔比,现在白鹤滩所用的发电机组均来自我国企业自主研发,白鹤滩左右两岸分别装有8台百万千瓦的水轮发电机组。

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▲转轮

除了发电机组更先进外,白鹤滩的坝体设计更先进、更环保。

水力发电的原理就是利用水的高低落差,将势能转化为动能发电,拦水大坝非常重要,如果坝体设计不好的话,上游水流会把大坝冲垮,三峡大坝采用了重力坝,这种大坝是将大坝建成又大又厚,所有的重量都由坝体自己抗。

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然而,白鹤滩水电站则充分利用了两边的石壁,将坝体修成弯曲的形状,水的压力通过弯曲的坝体传到两侧石壁,这样可以在保证安全的条件下,减少大量的材料和费用。

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由于白鹤滩水电站地处四川,而四川正处于我国地震活跃区,那么白鹤滩大坝抗震能力如何?

实际上,这个不需要担心,因为白鹤滩大坝在世界300米级高坝中,抗震参数居世界第一。

坝工专业主管王建新说:“大坝的主体位置确定以后,我们是按照大坝怎么样去适应地震参数这一思路,来进行设计,根据发电、防洪、航运等要求,大坝的高度已经确定,其雏形也随之确定。”

另外,大坝的设计方案经过12年研究,最终在2016年才敲定,而且还有三个权威院士团队参与抗震模拟实验研究。

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三峡水电站单机组容量虽不及白鹤滩水电站,但是在总装机容量方面,妥妥的全球第一,但是如果看发电站发电量的话,为何三峡水电站发电量却不如排名第二的伊泰普水电站?

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根据统计数据显示,2016年,伊泰普水电站的年发电量为103,098GWh,而三峡水电站则只有93,533GWh,伊泰普水电站发电量更高,而伊泰普的装机容量却不及三峡的三分之一。

这是因为,水力发电利用水的落差产生的势能,所以水流量越大,坝体的落差越大,水电站的发电量就越大。

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三峡大坝修建在长江上,长江的年均流量为9600亿立方米,坝体前后有效水位落差约113米。而伊泰普水电站位于巴拉那河上,年均净流量为5582亿立方米,坝高196米,坝体前后有效水位落差为120米左右。

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看上面的数据,怎么看都觉得三峡更占有优势,毕竟长江流量是巴拉那河的近一倍,难道设计不如人?

年发电量还有一个重要的指标:有效发电时间;这也就是发电站真正在发电的时间。

我国长江有个非常明显的特点,那就是存在丰水期和枯水期,丰水期一般在每年的5-10月份,理论上处于丰水期,发电量会更高些;可实际上并不是如此,因为丰水期上游的水会超过三峡水库的极限,水坝就需要泄洪,以留出足够的空间等待洪峰到来,泄洪就是要将三峡水库区水位降低,泄洪是无法发电的,水也就流掉了;因此长江每年约有50%的水白白流掉。

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而巴拉那河处于水量更多的热带雨林地区,水流量保持相对稳定,即便遇到枯水期,巴拉那河支流也能及时补上,所以,伊泰普水电站有效发电时间更长。

写在最后

白鹤滩水电站全面建成之后,将与金沙江上乌东德、溪洛渡、向家坝,以及三峡、葛洲坝水电站共同构成一条世界最大的清洁能源走廊,为实现 " 碳达峰、碳中和 " 目标发挥国家队主力军作用。

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页面更新:2024-05-14

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