КОНДЕНЗАЦИОННА ЕЛЕКТРОННА ЦЕНТРАЛА (КЕС), термична парна турбинна електроцентрала, чиято цел е производството на електрическа енергия. енергия, използваща кондензационни турбини. Топлината, освободена при изгаряне на горивото, се прехвърля в котелния агрегат (парогенератор) към работния флуид, обикновено водна пара. Топлинната енергия на водната пара се преобразува в кондензационната турбина в механична енергия, а последната в електрическа енергия. генератор - в електрическа енергия. Използваната в турбината пара се кондензира, парният кондензат се изпомпва първо от кондензата и след това от захранващите помпи в парния котел (котелен агрегат, парогенератор). Че. създава се затворен пароводен път: парен котел с паропрегревател - паропроводи от котела до турбината - турбина - кондензатор - кондензат и захранващи помпи - захранващи тръбопроводи. водно-парен котел. Схемата на пътя пара-вода е основната. технологични схемата на паротурбинна електроцентрала и се нарича топлинна схема на КЕС (фиг. 1).

предимства:

1. Използваното гориво е доста евтино.

2. Изискват по-малко капиталови инвестиции в сравнение с други електроцентрали.

3. Може да бъде построен навсякъде, независимо от наличността на гориво. Горивото може да се транспортира до местоположението на електроцентралата по железопътен или шосеен път.

4. Те заемат по-малка площ в сравнение с водноелектрическите централи.

5. Разходите за производство на електроенергия са по-малки от тези на дизеловите електроцентрали.

недостатъци:

1. Те ​​замърсяват атмосферата, като отделят голямо количество дим и сажди във въздуха.

2. По-високи експлоатационни разходи в сравнение с водноелектрическите централи.

IES схема. Предимства, недостатъци, приложение.

IES - кондензационна електроцентрала. (Топлинен подтип) Проектиран да генерира само електрическа енергия.

протозои електрическа схема IES, работещ с въглища, е показан на фигурата.

протозои термична схема KES: T - гориво; Към въздуха; UG - отработени газове; ShZ - шлака и пепел; PC - парен котел; PE - прегревател; PT - парна турбина; G - електрически генератор; K - кондензатор; KN - кондензна помпа; PN - захранваща помпа

Топлинните кондензационни електроцентрали имат ниска ефективност (30-40%), тъй като по-голямата част от енергията се губи с димните газове и охлаждащата вода на кондензатора. Изгодно е изграждането на IES в непосредствена близост до обектите за добив на гориво.

схема на АЕЦ.

Атомна електроцентрала (АЕЦ) - ядрена инсталация за производство на енергия при определени режими и условия на използване, разположена на територията, определена от проекта, в която за тази цел се използват ядрен реактор(реактори) и комплекс от необходими системи, устройства, съоръжения и конструкции с необходимите работници.

При топлоелектрическите централи химическата енергия на изгореното гориво се преобразува в котела в енергията на водната пара, която задвижва турбинния агрегат (парна турбина, свързана с генератор). Механичната енергия на въртене се преобразува от генератора в електрическа енергия. Горивото за електроцентралите са въглища, торф, нефтени шисти, както и газ и мазут. Във вътрешния енергиен сектор той представлява до 60% от производството на електроенергия.

Основните характеристики на IES са: отдалеченост от консуматорите на електроенергия, която определя основно мощността при високи и свръхвисоки напрежения и блоковия принцип на изграждане на електроцентрала. Мощността на съвременните CPP обикновено е такава, че всяка от тях може да осигури електричество на голям регион на страната. Следователно другото име за този тип електроцентрали е държавната районна електроцентрала (ГРЕС).

Фигурата показва опростен принцип технологична системазахранващ блок . Силовият блок е като че ли отделна електроцентрала със своето основно и спомагателно оборудване и център за управление - блоков щит. Обикновено не се осигуряват връзки между съседни силови блокове по технологични линии.

Основна технологична схема на IES:
1 - система за съхранение и подаване на гориво; 2 - система за приготвяне на гориво; 3 - бойлер; 4 - турбина; 5 - кондензатор; 6 - циркулационна помпа; 7 - кондензна помпа; 8 - захранваща помпа; 9 - горелки на котела; 10 - вентилатор; 11 - изпускател на дим; 12 - въздушен нагревател; 13 - воден икономийзер; 14 - нагревател ниско налягане;
15 - обезвъздушител; 16 - нагревател високо налягане

Изграждането на IES на блоков принцип дава определени технически и икономически предимства, които са както следва:
1) използването на пара с високи и свръхвисоки параметри се улеснява поради по-проста система от паропроводи, което е особено важно за разработването на блокове с голям капацитет;
2) технологичната схема на електроцентралата се опростява и става по-ясна, в резултат на което се увеличава надеждността на работата и се улеснява работата;
3) намалено, а в някои случаи може и да отсъства напълно, резервно термично и механично оборудване;
4) намалява се обемът на СМР;
5) намаляват се капиталовите разходи за изграждане на електроцентрала;
6) осигурява се удобно разширяване на електроцентралата, а новите силови агрегати, ако е необходимо, могат да се различават от предишните по своите параметри.

Технологичната схема на IES се състои от няколко системи: захранване с гориво; подготовка на гориво; главният контур пара-вода заедно с парогенератор и турбина; циркулационно водоснабдяване; пречистване на водата; събиране на пепел и отстраняване на пепел и накрая електрическата част на станцията.

Осигуряване на механизми и инсталации нормално функциониранеот всички тези елементи са включени в така наречената система за собствени нужди на станцията (енергийния блок).

Най-големите загуби на енергия при CPP възникват в главния кръг пара-вода, а именно в кондензатора, където отработената пара, която все още съдържа голямо количество топлина, изразходвана по време на изпаряване, я отдава на циркулиращата вода. Топло с циркулираща водаотнесени във водни обекти, тоест изгубени. Тези загуби определят основно ефективността на електроцентралата, която за най-модерните CPP е не повече от 40-42%.

Произвежданата от централата електрическа енергия се захранва при напрежение 110 - 750 kV, като само част от нея се поема за собствени нужди чрез спомагателен трансформатор, свързан към изходите на генератора.

Генераторите и повишаващите трансформатори са свързани към захранващи блокове и свързани към разпределително устройство за високо напрежение, което обикновено е отворено (OSG). Опциите за местоположението на основните структури могат да бъдат различни, както е показано на фигурата.

Ориз. 1.3. Опции за местоположението на основните структури на IES:
1 - основна сграда; 2 - съхранение на гориво; 3 - комини; 4 - блок трансформатори;
5, 6 - разпределителни устройства; 7 - помпени станции;
8 - междинни опори на електрически линии

Съвременните ТЕЦ са оборудвани основно с блокове от 200 - 800 MW. Използването на големи блокове дава възможност да се осигури бързо увеличаване на мощността на електроцентралите, приемлива цена на електроенергия и цената на инсталиран киловат мощност на централата.

Най-големите ИЕС са с мощност 4 - 6,4 млн. kW с мощности от 500 и 800 MW. Максималният капацитет на ИЕС се определя от условията на водоснабдяване и въздействието на емисиите на станцията върху околната среда.

Съвременните IES имат много активен ефект върху околната среда: върху атмосферата, хидросферата и литосферата. Влиянието им върху атмосферата се изразява в висока консумациякислород във въздуха за изгаряне на гориво и при отделянето на значително количество продукти от горенето. Това са предимно газообразни оксиди на въглерод, сяра, азот, някои от които имат висока химическа активност. Летящата пепел, която е преминала през колекторите за пепел, замърсява въздуха. Най-малко замърсяване на атмосферата (за станции със същия капацитет) се наблюдава при изгаряне на газ, а най-голямо - при изгаряне на твърдо гориво с ниска калоричност и високо съдържание на пепел. Необходимо е също така да се вземат предвид големите загуби на топлина в атмосферата, както и електромагнитни полетасъздадена електрически инсталациивисоко и изключително високо напрежение.

IES замърсява хидросферата с големи маси топла водазауствани от турбинни кондензатори, както и промишлени отпадъчни води, въпреки че са щателно пречистени.

За литосферата влиянието на IES се изразява не само във факта, че се добиват големи маси гориво за работата на станцията, земите се отчуждават и застрояват, но и във факта, че е необходимо много пространство за заравяне на големи маси пепел и шлака (при изгаряне на твърдо гориво).

Въздействието на IES върху околната среда е изключително голямо. Например за мащаба термично замърсяваневода и въздух може да се съди по факта, че около 60% от топлината, която се получава в котела при изгарянето на цялата маса гориво, се губи извън станцията. Имайки предвид размера на производството на електроенергия в ТЕЦ, обема на изгореното гориво, може да се предположи, че те могат да повлияят на климата на големи райони на страната. В същото време се решава проблемът с оползотворяването на част от топлинните емисии чрез отопление на оранжерии и създаване на отопляеми езерни рибни ферми. Пепелта и шлаката се използват при производството на строителни материали и др.

Помпи за кондензат и захранване - захранваща вода - парен котел. Схемата на пътя пара-вода е основната технологична схема на парната турбина и се нарича схема IES.

Ориз. 2. Пространствен изглед (разрез) на основната сграда на централата и свързаните с нея устройства: I - котелно помещение; II - машинно отделение (машино отделение); III - помпен агрегат за крайбрежни води; 1 - склад за въглища; 2 - трошачна инсталация; 3 - воден икономийзер; 4 - прегревател; 5 - парен котел; 6 - горивна камера; 7 - горелки за пулверизирани въглища; 8 - паропровод от котела до турбината; 9 - барабанна мелница за въглища; 10 - бункер за въглищен прах; 11 - бункер сурови въглища; 12 - контролен панел на блока на електроцентралата; 13 - обезвъздушител; 14 - парна турбина; 15 - електрически генератор; 16 - електрически усилващ трансформатор; 17 - кондензатори за пара; 18 - тръбопроводи за охлаждаща вода; 19 - кондензни помпи; 20 - регенеративни нагреватели с ниско налягане; 21 - захранваща помпа; 22 - регенеративни нагреватели с високо налягане; 23 - вентилатор на вентилатора; 24 - уловител на пепел; 25 - шлака, пепел; EE - Електрическа енергия.

Основните технически и икономически изисквания за IES са маневреност и ефективност. Изискването за висока надеждност и маневреност се дължи на факта, че произведеният IES се консумира незабавно, т.е. IES трябва да произвежда толкова електроенергия, колкото е необходима на нейните консуматори в момента.

Разходната ефективност на строителството и CPP се определя от специфични капиталови инвестиции (110-150 рубли на инсталиран kW), себестойност (0,2-0,7 копейки / kWh), общ показател - специфични прогнозни разходи (0,5-1,0 копейки ./ kW × h). Тези показатели зависят от IES и неговите възли, вида и цената на горивото, режимите на работа и ефективността на енергийния процес, както и местоположението. Разходите за електроенергия обикновено представляват повече от половината от цената на произведената електроенергия. Следователно IES подлежи по-специално на изискванията за висока ефективност, т.е. единични разходитоплина и гориво, висока ефективност.

Общата ефективност на съвременен IES е 35-42% и се определя от ефективността на подобрения термодинамичен цикъл на Ранкин (0,5-0,55), вътрешната относителна ефективност на турбината (0,8-0,9), механичната ефективност на турбината ( 0,98-0,99), електрическа ефективност (0,98-0,99), ефективност на пара и вода (0,97-0,99), ефективност (0,9-0,94).

Повишаването на ефективността на CPP се постига главно чрез увеличаване на първоначалното (начално налягане и температура) водна пара, подобряване на термодинамичния цикъл, а именно използването на междинна пара и регенеративно нагряване на кондензат и захранваща вода с пара от турбинни екстракции. При IES, според проучванията за осъществимост, първоначалната пара се използва подкритична 13-14, 16-17 или свръхкритична 24-25 MN / m 2, начална температура на живата пара, а също и след междинно прегряване 540-570 ° С. В и в чужбина са създадени пилотни инсталации с начални параметри на парата 30–35 MN/m 2 при 600–650 °C. Междинното прегряване на пара обикновено се използва в един етап, при някои чуждестранни CPP със свръхкритично налягане - на два етапа. Броят на регенеративните пароизвличания е 7-9, крайната температура на загряване на захранващата вода е 260-300 °С. Крайното налягане на отработената пара в турбината е 0,003-0,005 MN/m 2 .

Ориз. 1. Най-простата термична схема на CES: T - гориво; Към въздуха; UG - отработени газове; ShZ - шлака и пепел; PC - парен котел; PE - прегревател; PT - парна турбина; G - електрически генератор; K - кондензатор; KN - кондензна помпа; PN - захранваща помпа.

В топъл климат (например в Кавказ, в Централна Азия, в южната част на САЩ и др.), при липса на значителни валежи, прашни бури и др., в КПЦ, особено газонафтови, се използва отворено разположение на оборудването. В същото време над котлите са подредени навеси, турбинните агрегати са защитени с леки навеси; спомагателно оборудванеТурбинните инсталации се поставят в затворено кондензационно помещение. Специфичният кубичен капацитет на основната сграда на IES с отворено разположение е намален до 0,2-0,3 m 3 /kW, което намалява разходите за изграждане на IES. В помещенията за монтаж и ремонт на енергийно оборудване се монтират мостови кранове и други подемни кранове.

IES се изграждат директно при (река, езеро, море); Често близо до IES се създава езерце-резервоар. На територията на ИЕС, освен основната сграда, има съоръжения и устройства за техническо водоснабдяване и химическо пречистване на водата, икономия на гориво, електро, КРУ и цехове, складове за материали, офис площи за обслужване на ИЕС. Горивото обикновено се доставя на територията на IES с влак. композиции. Пепел и шлака от горивна камераа пепелоуловителите се отстраняват хидравлично. На територията на ИЕС се прокарват жп линии. г. начин и автомобилни пътища, изграждане на изводи, инженерни наземни и подземни комуникации. Площта на територията, заета от съоръженията на IES, е в зависимост от вида на горивото и други условия 25-70 ha.

Електрическата енергия отдавна е част от нашия живот. Още гръцкият философ Талес открива през 7 век пр.н.е., че кехлибарът, носен върху вълна, започва да привлича предмети. Но дълго временикой не обърна внимание на този факт. Едва през 1600 г. за първи път се появява терминът "електричество", а през 1650 г. Ото фон Герике създава електростатична машина под формата на метален прътсярна топка, която даде възможност да се наблюдава не само ефектът на привличане, но и ефектът на отблъскване. Това беше първата проста електростатична машина.

Оттогава са минали много години, но дори и днес, в свят, пълен с терабайти информация, когато можете да разберете всичко, което ви интересува, за мнозина остава загадка как се произвежда електричеството, как се доставя до нашия дом, офис , предприятие ...

Нека да разгледаме тези процеси в няколко части.

Част I. Производство на електрическа енергия.

Откъде идва електрическата енергия? Тази енергия се появява от други видове енергия – топлинна, механична, ядрена, химическа и много други. AT индустриален мащабЕлектричеството се произвежда в електроцентрали. Помислете само за най-често срещаните видове електроцентрали.

1) Топлоелектрически централи. Днес те могат да бъдат комбинирани с един термин - ГРЕС (Държавна областна електроцентрала). Разбира се, днес този термин е загубил първоначалното си значение, но не е отишъл във вечността, а е останал с нас.

Топлоелектрическите централи са разделени на няколко подтипа:

НО)Кондензационна електроцентрала (CPP) - топлоелектрическа централа, произвеждаща само електрическа енергия, този тип електроцентрала дължи името си на характеристиките на принципа на действие.

Принцип на работа: Въздухът и горивото (газообразно, течно или твърдо) се подават към котела с помощта на помпи. Оказва се смес от гориво и въздух, която гори в пещта на котела, отделяйки огромно количество топлина. В този случай водата преминава през тръбната система, която се намира вътре в котела. Освободената топлина се предава на тази вода, докато нейната температура се повишава и се довежда до кипене. Парата, която е постъпила в котела, отново отива в котела, за да го прегрее над точката на кипене на водата (при дадено налягане), след което влиза в парната турбина през парните тръбопроводи, в които парата работи. Тъй като се разширява, температурата и налягането му намаляват. По този начин потенциалната енергия на парата се прехвърля към турбината, което означава, че се превръща в кинетична енергия. Турбината от своя страна задвижва ротора на трифазен алтернатор, който е разположен на същия вал като турбината и произвежда енергия.

Нека разгледаме по-отблизо някои елементи на IES.

Въздушна турбина.

Потокът от водна пара навлиза през направляващите лопатки върху криволинейните лопатки, фиксирани около обиколката на ротора, и, действайки върху тях, кара ротора да се върти. Между редовете на лопатките, както виждате, има пролуки. Те са там, защото този ротор е изваден от корпуса. Редове от остриета също са вградени в тялото, но те са неподвижни и служат за създаване желания ъгълпара, падаща върху движещи се остриета.

Кондензационните парни турбини се използват за преобразуване на максималната възможна част от топлината на парата в механична работа. Те работят с освобождаването (изпускането) на отработената пара в кондензатора, който се поддържа под вакуум.

Турбина и генератор, които са на един вал, се наричат ​​турбогенератор. Трифазен алтернатор (синхронна машина).

Състои се от:

което повишава напрежението до стандартна стойност(35-110-220-330-500-750 kV). В този случай токът намалява значително (например с увеличаване на напрежението с 2 пъти, токът намалява с 4 пъти), което ви позволява да прехвърляте мощност към дълги разстояния. Трябва да се отбележи, че когато говорим за клас на напрежение, имаме предвид линейно (фаза-фаза) напрежение.

Активната мощност, която генерира генераторът, се регулира чрез промяна на количеството на енергийния носител, като същевременно се променя токът в намотката на ротора. За да се увеличи изходната активна мощност, е необходимо да се увеличи подаването на пара към турбината, докато токът в намотката на ротора ще се увеличи. Не трябва да се забравя, че генераторът е синхронен, което означава, че неговата честота винаги е равна на честотата на тока в енергийната система и промяната на параметрите на енергийния носител няма да повлияе на честотата на неговото въртене.

Освен това генераторът генерира и реактивна мощност. Може да се използва за регулиране на изходното напрежение в малки граници (т.е. не е основното средство за регулиране на напрежението в енергийната система). Работи по този начин. Когато намотката на ротора е превъзбудена, т.е. когато напрежението на ротора се повиши над номиналната стойност, "излишъкът" от реактивна мощност се дава на енергийната система, а когато намотката на ротора е недовъзбудена, тогава реактивна мощностконсумирана от генератора.

По този начин, в променлив токние говорим за пълна мощност(измерено във волт-ампери - VA), което е равно на корен квадратен от сумата на активната (измерена във ватове - W) и реактивната (измерена в реактивни волт-ампери - VAR) мощност.

Водата в резервоара служи за отстраняване на топлината от кондензатора. За тази цел обаче често се използват басейни за пръскане.

или охладителни кули. Охладителните кули са кула Фиг. 8

или вентилатор Фиг.9

Охладителните кули са подредени почти по същия начин като с единствената разлика, че водата се стича по радиаторите, пренася им топлина и те вече се охлаждат от принудителния въздух. В този случай част от водата се изпарява и се отвежда в атмосферата.
Ефективността на такава електроцентрала не надвишава 30%.

Б) Газотурбинна електроцентрала.

В газотурбинна електроцентрала турбогенераторът се задвижва не от пара, а директно от газове, получени при изгарянето на гориво. В този случай може да се използва само природен газ, в противен случай турбината бързо ще излезе от застой поради замърсяването си с продукти от горенето. Ефективност при максимално натоварване 25-33%

Много по-висока ефективност (до 60%) може да се получи чрез комбиниране на цикли на пара и газ. Такива инсталации се наричат ​​инсталации с комбиниран цикъл. Вместо конвенционален бойлер, те имат котел за отпадна топлина, който няма собствени горелки. Той получава топлина от турбината на отработените газове. В момента CCGT активно се въвеждат в живота ни, но досега в Русия няма много от тях.

AT) Комбинирани топлоелектрически централи (станаха неразделна част от големите градове за много дълго време).Фиг.11

ТЕЦ е конструктивно подредена като кондензационна електроцентрала (КЕЦ). Особеността на този тип електроцентрала е, че може едновременно да генерира както топлинна, така и електрическа енергия. В зависимост от вида на парната турбина има различни начинипарни екстракции, които ви позволяват да вземете пара от него с различни параметри. В този случай част от парата или цялата пара (в зависимост от вида на турбината) влиза в мрежовия нагревател, дава му топлина и там кондензира. Когенерационните турбини ви позволяват да регулирате количеството пара за топлинна или промишлени нуждикоето позволява на CHP да работи в няколко режима на натоварване:

топлинна - производството на електрическа енергия е изцяло зависимо от производството на пара за промишлени или отоплителни нужди.

електрически - електрическото натоварване е независимо от топлинното. Освен това когенерационните централи могат да работят в режим на пълна кондензация. Това може да се наложи, например, в случай на остър недостиг на активна мощност през лятото. Такъв режим е неблагоприятен за ТЕЦ, т.к ефективността пада значително.

Едновременното производство на електрическа и топлинна енергия (когенерация) е печеливш процес, при който ефективността на станцията се повишава значително. Така например изчислената ефективност на CPP е максимум 30%, а за CHP е около 80%. Освен това когенерацията дава възможност да се намалят топлинните емисии при празен ход, което има положителен ефект върху екологията на района, в който се намира ТЕЦ (в сравнение с това, ако е имало КЕЦ със същия капацитет).

Нека разгледаме по-отблизо парната турбина.

Когенерационните парни турбини включват турбини със:

противоналягане;

Регулируемо изсмукване на пара;

Избор и противоналягане.

Турбините с противоналягане работят с изпускане на пара не в кондензатора, както в IES, а в мрежовия нагревател, тоест цялата пара, която е преминала през турбината, отива за нуждите за отопление. Дизайнът на такива турбини има значителен недостатък: електрически товарнапълно зависи от графика на топлинното натоварване, тоест такива устройства не могат да участват в оперативното регулиране на текущата честота в енергийната система.

В турбини с контролирано извличане на пара, тя се извлича в точната сумав междинни етапи, като се избират такива етапи за извличане на пара, които са подходящи в този случай. Този тип турбина е независим от топлинния товар и регулирането на изходната активна мощност може да се контролира в по-голяма степен, отколкото в когенерационна централа с противоналягане.

Турбините за извличане и противоналягане съчетават функциите на първите два вида турбини.

Когенерационните турбини на ТЕЦ не винаги могат да се променят топлинно натоварване. За покриване на пикове на натоварване, а понякога и за увеличаване на електрическата мощност чрез прехвърляне на турбини в кондензационен режим, в ТЕЦ се монтират пикови котли за гореща вода.

2) Атомни електроцентрали.

В момента в Русия има 3 вида реакторни централи. Общ принциптяхната работа е приблизително подобна на работата на IES (в старите времена атомните електроцентрали се наричаха ГРЕС). Основната разлика е само в това Термална енергиясе получават не в котли на изкопаеми горива, а в ядрени реактори.

Помислете за двата най-често срещани типа реактори в Русия.

1) RBMK реактор.

Отличителна черта на този реактор е, че парата за въртене на турбината се произвежда директно в активната зона на реактора.

RBMK ядро. Фиг.13

се състои от вертикални графитни колони, в които има надлъжни отвори, в които са вкарани тръби от циркониева сплав и неръждаема стомана. Графитът действа като модератор на неутрони. Всички канали са разделени на горивни и CPS канали (система за управление и защита). Те имат различни охладителни вериги. В горивните канали се вкарва касета (FA - горивна касета) с пръти (TVEL - горивен елемент), вътре в които има уранови пелети в херметична обвивка. Ясно е, че именно от тях се получава топлинна енергия, която се прехвърля към охлаждащата течност, непрекъснато циркулираща отдолу нагоре под голям натиск- обикновена, но много добре пречистена от примеси вода.

Водата, преминавайки през горивните канали, частично се изпарява, пароводната смес се изтича от всички отделни горивни канали в 2 сепараторни барабана, където се извършва отделянето (отделянето) на парата от водата. Водата отново влиза в реактора с помощта на циркулационни помпи (от общо 4 на контур), а парата преминава през паропроводи към 2 турбини. След това парата кондензира в кондензатора, превръща се във вода, която се връща обратно в реактора.

Топлинната мощност на реактора се контролира само от борни неутронни абсорбиращи пръти, които се движат в CPS каналите. Водното охлаждане на тези канали върви отгоре надолу.

Както виждате, никога не съм споменавал корпуса на реактора. Факт е, че всъщност RBMK няма корпус. Активната зона, за която току-що ви казах, е поставена в бетонна шахта, отгоре е затворена с капак с тегло 2000 тона.

Фигурата показва горната биологична защита на реактора. Но не трябва да очаквате, че като вдигнете един от блоковете, можете да видите жълто-зеления отдушник на активната зона, не. Самият капак е разположен много по-ниско, а над него, в пространството до върха биологична защитаима пролука за комуникации на канали и напълно извлечени пръти на абсорбатори.

Оставя се пространство между графитните колони за термично разширениеграфит. В това пространство циркулира смес от газове от азот и хелий. Според състава му се преценява херметичността на горивните канали. Активната зона на RBMK е проектирана да счупи не повече от 5 канала, ако повече се разхерметизира, капакът на реактора ще се свали и останалите канали ще се отворят. Такова развитие на събитията ще предизвика повторение на трагедията в Чернобил (тук имам предвид не самата катастрофа, причинена от човека, а последствията от нея).

Помислете за предимствата на RBMK:

— Благодарение на регулирането на топлинната мощност канал по канал е възможно да се сменят горивните касети без спиране на реактора. Всеки ден, обикновено, те сменят няколко монтажа.

—Ниско налягане в MPC (много принудителна циркулация), което допринася за по-леко протичане на аварии, свързани с неговото разхерметизиране.

— Липса на реакторен съд под налягане, който е труден за производство.

Помислете за минусите на RBMK:

— По време на работа бяха открити множество грешки в геометрията на ядрото, които не могат да бъдат напълно отстранени в работещите енергоблокове от 1-во и 2-ро поколение (Ленинград, Курск, Чернобил, Смоленск). Енергиен блок RBMK от 3-то поколение (той е единственият - на 3-ти енергоблок на Смоленската АЕЦ) е лишен от тези недостатъци.

— Едноконтурен реактор. Тоест турбините се въртят от пара, получена директно в реактора. Това означава, че съдържа радиоактивни компоненти. Когато турбината е разхерметизирана (и това се случи на АЕЦ Чернобилпрез 1993 г.) ремонтът му ще бъде много сложен, а може би дори невъзможен.

— Срокът на експлоатация на реактора се определя от експлоатационния живот на графита (30-40 години). След това идва нейната деградация, проявяваща се в подуването му. Този процес вече предизвиква сериозно безпокойство в най-стария енергоблок РБМК Ленинград-1, построен през 1973 г. (вече е на 39 години). Най-вероятният изход от ситуацията е да се заглуши n-тият брой канали, за да се намали топлинното разширение на графита.

— Графитният модератор е запалим материал.

- Поради големия брой спирателни клапани, реакторът е труден за управление.

- При 1-во и 2-ро поколение има нестабилност при работа на ниски мощности.

Като цяло можем да кажем, че RBMK е добър реактор за времето си. Към момента е взето решение да не се строят енергоблокове с този тип реактори.

2) реактор ВВЕР.

В момента RBMK се заменя с VVER. Има значителни предимства пред RBMK.

Ядрото е изцяло разположено в много здрав корпус, който се произвежда в завода и се докарва по железопътен транспорт, а след това по шосе до строящия се блок в напълно готови. Модераторът е чиста вода под налягане. Реакторът се състои от 2 кръга: водата от първи контур под високо налягане охлажда горивните касети, пренасяйки топлината към 2-ра верига с помощта на парогенератор (действа като топлообменник между 2 изолирани кръга). В него водата от втория кръг кипи, превръща се в пара и отива към турбината. В първи контур водата не кипи, тъй като е под много високо налягане. Отработената пара кондензира в кондензатора и се връща обратно към парогенератора. Двуконтурната схема има значителни предимства в сравнение с едноконтурната:

Парата, която отива към турбината, не е радиоактивна.

Мощността на реактора може да се контролира не само от абсорбиращи пръти, но и от разтвора борна киселина, което прави реактора по-стабилен.

Елементите на първичния кръг са разположени много близо един до друг, така че могат да бъдат поставени в общ контейнер. С прекъсвания в първи кръг радиоактивни елементипопадне в херметичността и няма да бъде освободен в околната среда. Освен това херметичността предпазва реактора от външно влияние(например от падане на малък самолет или експлозия извън периметъра на станцията).

Реакторът не е труден за управление.

Има и недостатъци:

— За разлика от RBMK, горивото не може да се сменя, докато реакторът работи, т.к намира се в обща сграда, а не в отделни канали, както е в РБМК. Времето за презареждане на горивото обикновено съвпада с времето текущ ремонт, което намалява влиянието на този фактор върху ICF (коефициент на използване на инсталиран капацитет).

— Първият кръг е под високо налягане, което потенциално може да причини по-голяма авария при разхерметизиране от RBMK.

— Корпусът на реактора е много труден за транспортиране от завода-производител до строителната площадка на АЕЦ.

Е, разгледахме работата на топлоелектрическите централи, сега ще разгледаме работата

Принципът на работа на водноелектрическата централа е доста прост. Верига от хидравлични конструкции осигурява необходимото налягане на водата, която тече към лопатките на хидравлична турбина, която задвижва генератори, генериращи електричество.

Необходимото налягане на водата се формира чрез изграждането на язовир, а в резултат на концентрацията на реката на определено място, или чрез деривация - естествения воден поток. В някои случаи както язовир, така и деривация се използват заедно, за да се получи необходимото водно налягане. ВЕЦ имат много висока гъвкавост на произведената мощност, както и ниска цена на произведената електроенергия. Тази особеност на водноелектрическата централа доведе до създаването на друг тип електроцентрала - помпена електроцентрала. Такива станции са в състояние да акумулират генерираното електричество и да го използват в моменти на пикови натоварвания. Принципът на работа на такива електроцентрали е както следва: определени периоди(обикновено през нощта), водноелектрическите агрегати на ВЕЦ работят като помпи, като консумират електрическа енергия от електрическата мрежа и изпомпват вода в специално оборудвани горни басейни. Когато има търсене (по време на пикове на натоварване), водата от тях влиза в напорния тръбопровод и задвижва турбините. ВЕЦ изпълняват изключително важна функция в електроенергийната система (регулиране на честотата), но не намират широко приложение у нас, т.к. В резултат на това те консумират повече енергия, отколкото дават. Тоест станция от този тип е нерентабилна за собственика. Например в Загорската ВЕЦ мощността на хидрогенераторите в генераторен режим е 1200 MW, а в помпения режим - 1320 MW. Този тип станции обаче по възможно най-добрия начинподходящи за бързо увеличаване или намаляване на генерираната мощност, така че е изгодно да се изградят в близост, например, до атомни електроцентрали, тъй като последните работят в базов режим.

Разгледахме как се произвежда електрическа енергия. Време е да си зададете сериозен въпрос: "И какъв тип станции отговарят най-добре на всички съвременни изисквания за надеждност, екологичност и освен това ще се отличават ли и с ниски разходи за енергия?" Всеки ще отговори по различен начин на този въпрос. Ето моя списък с "най-добрите от най-добрите".

1) ТЕЦ на природен газ. Ефективността на такива станции е много висока, а цената на горивото също е висока, но природният газ е един от „най-чистите“ видове гориво и това е много важно за екологията на града, в границите на който термични обикновено се намират електроцентрали.

2) ВЕЦ и ВЕЦ. Предимствата пред топлоцентралите са очевидни, тъй като този тип централи не замърсяват атмосферата и произвеждат „най-евтината“ енергия, която освен това е възобновяем ресурс.

3) ПГУ на природен газ. Повечето висока ефективностмежду термалните станции, както и малкото количество консумирано гориво, ще реши частично проблема с термичното замърсяване на биосферата и ограничените запаси от изкопаеми горива.

4) АЕЦ. AT нормален режимексплоатацията на атомна електроцентрала отделя 3-5 пъти по-малко радиоактивни вещества в околната среда, отколкото ТЕЦ със същия капацитет, следователно частичната замяна на ТЕЦ с атомни електроцентрали е напълно оправдана.

5) ГРЕС. В момента такива станции използват природен газ като гориво. Това е абсолютно безсмислено, тъй като със същия успех е възможно да се използва свързаното петролен газ(APG) или изгаряне на въглища, което има огромни запаси в сравнение с запасите от природен газ.

Това завършва първата част на статията.

Подготвен материал:
ученик от група ES-11b SWGU Агибалов Сергей.

ОСНОВНА ТЕХНОЛОГИЧЕСКА СХЕМА НА IES

В IES котлите и турбините са свързани в блокове: котел-турбина (моноблок) или два котла-турбина (двойни блокове). Общата основна технологична схема на кондензационна ТЕЦ КЕС (ГРЗС) е показана на фиг. 1.7.

Горивото се подава към пещта на парния котел PK (фиг. 1.7): газообразен GT, течен ZhT или твърд HP. За съхранение на течни и твърди горива има склад ST. Нагрятите газове, образувани при изгарянето на горивото, отдават топлина към повърхностите на котела, загряват водата в котела и прегряват парата, образувана в него. След това газовете се изпращат към комин Dt и се изпускат в атмосферата. Ако в електроцентралата се изгарят твърди горива, газовете преминават през пепелоуловителите на ПГ преди да влязат в комина, за да се предпази околната среда (главно атмосферата) от замърсяване. Парата, преминавайки през PI пароперегревателя, преминава през парните тръбопроводи към парната турбина, която има цилиндри с високо (HPC), средно (TsSD) и ниско (LPC) налягане. Парата от котела постъпва в HPC, след преминаване през който отново се насочва към котела, а след това към междинния пароперегревател PPP по „студената линия” на тръбопровода за повторно нагряване на пара. След преминаване на междинния пароперегревател, парата отново се връща към турбината през "горещата нишка" на тръбопровода за повторно нагряване на пара и навлиза в CPC. От CPC парата се изпраща през байпасните тръби за пара към LPC и излиза към кондензатора /(, където кондензира.

Кондензаторът се охлажда с циркулираща вода. Циркулационната зона се подава в кондензатора циркулационни помпи CN. При схема за водоснабдяване с директна циркулация водата се взема от резервоар B (реки, морета, езера) и, напускайки кондензатора, се връща отново в резервоара. В обратната верига на циркулационното водоснабдяване, охлаждащата вода на кондензатора се изпраща към охладителя на циркулационната вода (охладителна кула, охлаждащо езерце, басейн за пръскане), охлажда се в охладителя и отново се връща в кондензатора чрез циркулационни помпи. Загубите на циркулираща вода се компенсират чрез подаване на допълнителна вода от нейния източник.

В кондензатора се поддържа вакуум и парата кондензира. С помощта на кондензатни помпи K.N, кондензатът се изпраща в деаератора D, където се пречиства от разтворените в него газове, по-специално от кислород. Съдържанието на кислород във водата и парата на топлоелектрическите централи е неприемливо, тъй като кислородът действа агресивно върху метала на тръбопроводите и оборудването. От деаератора захранващата вода се насочва към парния котел посредством захранващи помпи PN. Загубите на вода, възникващи във веригата котел-паропровод-турбина-деаератор, се попълват с помощта на устройства за пречистване на вода HVO (химическа обработка на водата). Водата от устройствата за пречистване на вода се изпраща за захранване на работния кръг на топлоелектрическата централа през химически обработения воден деаератор на DKhV.

Намира се на същия вал с въздушна турбинагенератор G генерира електрически ток, който се изпраща към електроцентралата през изходите на генератора, в повечето случаи към повишаващия трансформатор PTR. В същото време напрежението електрически токсе повишава и става възможно предаването на електричество на дълги разстояния чрез електропреносни линии, свързани към покачващото разпределително устройство. Изграждат се предимно разпределителни устройства с високо напрежение отворен типи се наричат ​​отворено разпределително устройство (ORU). Електрическите двигатели на ED механизмите, осветлението на електроцентралата и други консуматори на собствено потребление или собствени нужди се захранват от трансформатори TrSR, обикновено свързани в ДРЦ към изходите на генераторите.

При експлоатацията на ТЕЦ на твърдо гориво трябва да се вземат мерки за опазване на околната среда от замърсяване с пепел и шлака. Шлаката и пепелта в електроцентралите, които изгарят твърди горива, се отмиват с вода, смесват се с нея, образувайки каша и се изпращат в депата за пепел и шлака, в които пепелта и шлаката изпадат от пулпата. "Пречистената" вода се изпраща в електроцентралата за повторна употреба с помощта на помпи за пречистена вода NOV или гравитачно.