 |
КЭС связывают с потребителем только линии электропередачи, поэтому она может находиться вдали от потребителя, например, вблизи места добычи топлива.
|
|
|
|
КЭС связывают с потребителем только линии электропередачи, поэтому она может находиться вдали от потребителя, например, вблизи места добычи топлива.
Крупные КЭС, обеспечивающие электроэнергией целые промышленные районы, называются ГРЭС ( государственные районные электростанции), их мощность составляет до 2/3 всей электрической мощности страны. (таблица 1. 1).
Основой технологического процесса паротурбинной ТЭС является тер-модинамический цикл Ренкина для перегретого пара, который подробнее рассмотрен в лекции 4. Цикл Ренкина состоит из подвода теплоты (q1) в парогенератор, отвода теплоты в конденсаторе (q2) и процессов расширения пара в турбине и повышения давления воды в насосах. Соответственно этому циклу схема простейшей конденсационной электростанции (рисунок 1. 2) включает в себя котельный агрегат с пароперегревателем (ПК), турбоагрегат (Т), конденсатор (К) и насосы (Н) для добавления питательной воды и перекачки конденсата из конденсатора в парогенератор (конденсатный и питательные насосы).
Атомные электрические станции
Атомные электрические станции преимущественно конденсационного типа - это те же тепловые электрические станции с паротурбинным приводом (рисунок 1. 4. ), но вместо парового котла на них используют ядерный реактор (Р). В реакторе происходит деление изотопов урана 235 (U235) и урана 238(U238) (рисунок 2. 2). Цифрами обозначен атомный вес изотопа. Коэффици-ент полезного действия АЭС составляет 32 %.
Рисунок 1. 4. Схема паросиловой установки для выработки электроэнергии на АЭС
Ядерное топливо обеспечивает значительную экономию органического топлива. Атомные электрические станции можно сооружать в любом месте (не сейсмоопасном).
|
|
|
Атомным электрическим станциям предсказывали большое будущее. По прогнозам, выработка электроэнергии на АЭС к 2000 году должна была до-стигнуть 32 % от всей выработки в стране, но авария на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года внесла серьезные коррективы в развитие атомной энергии не только нашей страны, но и всего мира. Взрыв на четвертом блоке ядерного реактора с утечкой радиации привел к радиоактивному заражению территории около тысячи квадратных километров.
Авария нанесла значительный экономический и психологический урон. Она заставила критически переоценить уровень безопасности всех действующих и строящихся атомных электрических станций и отказаться от строительства новых. В настоящее время реализуются мероприятия по повышению уровня безопасности и надежности действующих АЭС.
Гидроэлектрические станции (ГЭС)
Чтобы использовать водную энергию, необходимо построить на данном участке реки гидросиловую установку, в которой водная энергия преобразовы-валась бы в механическую работу или электрическую энергию. В большинстве случаев в гидроустановке водная энергия превращается, в конечном счете, в электрическую энергию, поэтому такая установка называется гидроэлектриче-ской силовой установкой, или гидроэлектрической станцией (ГЭС).
Рисунок 1. 5. Схема приплотинной ГЭС с расположением плотины
и здания станции в одном створе: 1 – здание станции; 2 – водосливная плотина; 3 – бетонная плотина
Для использования энергии данного участка реки необходимо искус-ственно сконцентрировать падение реки в одном каком-либо месте (створе), т. е. создать разность уровней воды, которую называют напором.
Разность уровней воды верхнего и нижнего бьефов называется статиче-ским напором Н СТ.
|
|
|
Гидроэлектростанции обладают следующими достоинствами:
1. Высокая эффективность использования гидроэнергии благодаря большим значениям КПД турбин и генераторов. Полный КПД гид-роагрегата превышает 90%.
2. Себестоимость вырабатываемой на ГЭС энергии в 5-10 раз меньше, чем на тепловых электростанциях.
3. Гидроагрегаты на ГЭС очень маневренны и могут быть поставлены под полную нагрузку в течение 1-2 мин.
4. Современные ГЭС – это полностью автоматизированные предприя-тия. На выработку энергии тратится в 15-20 раз меньше рабочей си-лы, чем на выработку того же количества электроэнергии на тепло-вых станциях.
5. Гидроэлектростанции более надежны в эксплуатации, чем тепловые станции, и обеспечивают высокую надежность снабжения электро-энергией всех потребителей.
6. При строительстве ГЭС решаются вопросы комплексного использо-вания рек для судоходства, орошения, водоснабжения и другие, ко-торые отдельно иногда решить не удается.
7. Гидроэлектростанции используют энергию рек, которая непрерывно
возобновляется.
Однако гидроэлектростанции обладают и рядом существенных недостат-ков. При заполнении водохранилищ происходит затопление больших площадейсельскохозяйственных земель, затопление железных дорог, линий электропере-дач, линий связи, автодорог, населенных пунктов и пр. Наличие значительной водной поверхности вызывает сильное испарение и изменение климата , которое не всегда бывает благоприятным.
Гидроэлектростанции классифицируются по мощности:
мелкие до 0, 2 МВт;
малые до 2, 0 МВт;
средние до 20 МВт;
крупные свыше 20 МВт
По напору различают:
низконапорные ГЭС (Н < 10м) с величиной напора до 10 метров; ГЭС среднего напора (10 < H < 100 м) от 10 до 100 м; высоконапорные свыше 100 м.
В таблице 1. 1 приведены крупнейшие электростанции России. Суммарная мощность этих электростанций составляет 18% всей генерирующей мощности электростанций страны.
|
| Таблица 1. 1 | ||||||
| Крупнейшие электростанции | |||||||
| Название электрической | Мощность, | Число | Год пуска | ||||
| станции | МВт
| агрегатов | |||||
| Саяно-Шушенская ГЭС | |||||||
| Красноярская ГЭС | |||||||
| Сургутская ГРЭС-2 | |||||||
| Братская ГЭС | |||||||
| Ленинградская АЭС | |||||||
| Курская АЭС | |||||||
| Усть-Илимская ГЭС | |||||||
| Рефтинская ГРЭС | |||||||
| Костромская ГРЭС | |||||||
| Сургутская ГРЭС-1 | |||||||
|
| |||||||
Основным технико–экономическим показателем работы электрической станции является расход топлива на единицу отпущенной энергии. Для веде-ния экономических расчетов на единой базе введено понятие так называемого условного топлива. Теплотворная способность условного топлива принятаравной 29, 35 МДж / кг (7000 ккал / кг), т. е. близкой к теплотворной способно-сти антрацита. В среднем по ТЭС удельный расход топлива на отпущенный кВт ч составляет 327 г условного топлива. Удельный расход условного топлива на отпуск 1 ГДж теплоты составил 41, 32 кг.
Обобщенным показателем работы электростанции является себестои-мость энергии. Для электрической энергии она составляла 0, 6 – 1 коп / кВт ч, тепловой (на ТЭЦ) – около 0, 5 рубля за 1 гДж в ценах 1986 года.
Итак, специалист-энергетик должен уметь правильно оценивать энерге-тическую ситуацию и выбирать оптимальные пути энергоснабжения объек-тов. Передача энергетических ресурсов к установкам, преобразующим энер-гию, может осуществляется путем транспорта нефти, газа и угля. Электриче-ская энергия может передаваться по линиям электропередач. Существует не-сколько критериев для выбора способа передачи энергии: удельная стои-мость энергии, географические условия, технические характеристики и влия-ние на окружающую среду.
Вопросы для самопроверки
1. Какие типы электрических станций вы знаете?
2. Назовите преимущества и недостатки, величину КПД различных типов элек-трических станций.
3. На каком принципе работают ТЭС, АЭС и ГЭС?
4. Назовите основные элементы ГЭС? Как они классифицируются по мощности и по напору?
|
|
|
5. Перечислите основные элементы паросиловой установки ТЭС, АЭС.
6. Что такое условное топливо? Для чего вводится это понятие?
|
|
|
