中國利用風車的曆史至少不晚於13世紀中葉,曾建造了各種形式的簡易風車碾米磨麵、提水灌溉和製鹽。直到20世紀50年代仍可見到“走馬燈”式風車。中國已研製出30餘種現代風力機,主要用作簡易提水工具。20世紀60年代研製出功率3千瓦、葉輪直徑6米的FWG-6型低速風力機。
五、水輪機
把水流的能量(動能、位能和壓力能)轉換為旋轉機械能的動力機械。它屬於流體機械中的透平機械。早在公元前100年前後,中國就出現了水輪機的雛形——水輪,用於提灌和驅動糧食加工器械。現代水輪機則大多數安裝在水電站內,用來驅動發電機發電。它與發電機連接在一起,組成水輪發電機組。在水電站中,上遊水庫中的水經引水管引向水輪機,推動水輪機轉輪旋轉,帶動發電機發電。作完功的水則通過尾水管道排向下遊。
20世紀以來,水電機組一直向高參數、大容量方向發展。從20世紀60年代開始,前蘇聯和中國相繼製成了225兆瓦的水輪發電機組,分別裝於布拉茨克和劉家峽電站。接著,前蘇聯又製成了500兆瓦的混流式機組,裝於布拉斯諾雅爾斯克電站。20世紀70年代,美國的大古力第三電站安裝了700兆瓦的機組。20世紀80年代,又將有一批700兆瓦左右的混流式機組投入運行。
為了提高水電建設的經濟效益,世界各國還在研製容量更大的機組。預計,1000兆瓦左右或更大的機組將會在不久出現。
隨著電力係統中火電容量的增加和核電的發展,為解決合理調峰問題,世界各國除在主要水係大力開發或擴建大型電站外,正在積極興建抽水蓄能電站,水泵水輪機因而得到迅速發展。
為了充分利用各種水力資源,潮汐、落差很低的平原河流甚至波浪等也引起普遍重視,從而使貫流式水輪機和其他小型機組迅速發展。
中國已經建成單機功率為12兆瓦以下的小型水電站8萬餘座,到1981年,總裝機達7500兆瓦。另外,中國還生產了大量直接用來驅動各種機械的小型水輪機,如水輪泵等。
六、核動力裝置
利用原子核反應堆內核燃料的裂變反應產生熱能並轉變為動力的裝置。核動力裝置包括核反應堆、產生動力的係統和設備(如核蒸汽供應係統和核電站汽輪機),以及為保證設備正常運行、人員健康和安全所需要的係統和設備。
自從1942年美國的費密等人建成第一座可控的鏈式核裂變反應堆以後,核能就逐步被用作動力。在20世紀50年代,出現了一批核動力裝置,應用於核電站和核潛艇。到1983年底,世界上已建成核電站反應堆302座,總裝機容量達19.9萬兆瓦,其中最大的核電站反應堆容量達1200兆瓦。另外,還有數百艘核潛艇和水麵船艦(包括航空母艦、巡洋艦、破冰船、運輸船和商船等)也使用核動力裝置。
核動力裝置主要用於發電、艦艇和空間技術方麵。
(1)發電:與火力發電相比,核電站基建投資較高,但燃料費用較低,發電成本也較低。到20世紀80年代,核電站技術已處於成熟階段。在正式運行的核電站中,廣泛采用的是熱中子輕水堆(包括壓水堆和沸水堆),其次是氣冷堆和重水堆。這些核電站中都有核蒸汽供應係統和核電站汽輪機這兩個重要組成部分。在上述堆型的核電站中,由於所提供的蒸汽常是飽和參數的,汽輪機一般都采用飽和蒸汽輪機。除沸水堆核電站外,其他堆型中核電站汽輪機的蒸汽均不直接與核反應堆接觸,故汽輪機基本上無放射性汙染。
(2)推進潛艇和水麵艦船:在這類核動力裝置中幾乎都采用壓水堆。核動力裝置能以較少的燃料提供較大動力,故核潛艇的航速高、續航能力大。核潛艇的航行時間主要取決於工作人員的生理狀態和給養保證。核反應不是化學燃料反應,不需要氧氣,這對潛艇來說是個極可貴的優點。