Электростанции

Графики электрических нагрузок

Графики нагрузок, характеризующие работу как потребителей, так и источников электроэнергии, представляют собой диаграммы в прямоугольных осях координат, где по оси абсцисс откладывается время, в течение которого показывается изменение нагрузки, а по оси ординат – соответствующие данному моменту времени нагрузки, обычно в виде активной, реактивной или полной (кажущейся) мощностей. Чаще всего строят суточные, месячные, сезонные и годовые графики нагрузок.

При построении так называемых ступенчатых графиков нагрузок (рис. 4) считают, что нагрузка в интервале между двумя измерениями остается постоянной. Исходными для построения годового графика нагрузки по продолжительности являются суточные графики нагрузки для характерных зимних и летних суток. График строится по 12 точкам, соответствующим наибольшим суточным нагрузкам каждого месяца.

Площадь годового графика нагрузки по продолжительности представляет собой в определенном масштабе потребляемую (отдаваемую) за год энергию (кВт·ч), а площадь суточных графиков – энергию, потребляемую (отдаваемую) за сутки (кВт·ч).

Годовые графики нагрузки дают возможность определить оптимальное количество и мощность агрегатов электростанции или трансформаторов подстанции, уточнить режимы их работы, выявить возможные сроки их планово-предупредительных ремонтов.

Графики также дают возможность приближенно рассчитать годовую потребность в электроэнергии, годовые потери в сетях, трансформаторах и других элементах установки. По графикам нагрузки определяется ряд техникоэкономических показателей для действующих или вновь проектируемых электроустановок, таких, как средняя (среднесуточная, среднемесячная или среднегодовая) нагрузка электростанции или подстанции, число часов использования установленной мощности, коэффициент заполнения графика, коэффициент использования установленной мощности.

Рис. 4. Суточный ступенчатый график активной нагрузки

Графики нагрузки предназначены для следующих целей:

  • для определения времени пуска и остановки агрегатов, включения и отключения трансформаторов;
  • определения количества выработанной (потребленной) электроэнергии, расхода топлива и воды;
  • ведения экономичного режима электроустановки;
  • планирования сроков ремонтов оборудования;
  • проектирования новых и расширения действующих электроустановок;
  • проектирования новых и развития существующих энергосистем, их узлов нагрузки и отдельных потребителей электроэнергии.

Чем равномернее нагрузка генераторов, тем лучше условия их работы, поэтому возникает так называемая проблема регулирования графиков нагрузки, проблема их выравнивания. При этом следует иметь в виду, что целесообразно по возможности более полно использовать установленную мощность электростанций.

Для регулирования графиков нагрузки используют различные способы, в том числе:

  • подключение сезонных потребителей;
  • подключение нагрузки ночью;
  • увеличение числа рабочих смен;
  • смещение начала работы смен и начала работы предприятий;
  • разнос выходных дней;
  • введение платы как за активную, так и за реактивную энергию;
  • уменьшение перетоков реактивной мощности по сети;
  • объединение районных энергосистем.

Суточный график нужен для оперативного регулирования и планирования балансов электроэнергии и мощности до нескольких суток.

Недельный:

  • определение готовности работы оборудования.
  • управление режимами с учетом недельной неравномерности;
  • проведение текущих осмотров ревизий текущих ремонтов;
  • регулирование водно-энергетических режимов ГЭС.

Годовой:

  • планирование хозяйств деятельности;
  • планирование капитального ремонта;
  • планирование обеспечения топливом;
  • водно-энергетическое регулирование ресурсов водохранилища ГЭС;
  • планирование товарно-ценовой деятельности.

Просмотров: 10 791

Тепловые электрические станции – ТЭС

На тепловых электростанциях России производится примерно 70% всей электрической энергии. Они работают на мазуте, газе, угле, а в определенных местностях используется торф и сланцы.

Все ТЭС можно условно разделить на два основных вида. Первый вариант является так называемым паротурбинным, где первичным двигателем служит паровая турбина. Эти устройства могут быть конденсационными (КЭС), вырабатывающими только электроэнергию, и теплоэлектроцентралями (ТЭЦ), производящими не только электричество, но и тепло. Коэффициент полезного действия ТЭЦ составляет 60-70%, а у КЭС этот показатель равен 30-40%. Основным недостатком тепловых станций считается их обязательная привязка к потребителям тепла.

Положительных качеств у тепловых электростанций значительно больше. Они свободно размещаются на всех территориях, где имеются природные ресурсы и не подвержены сезонным колебаниям погодных условий. Однако, используемое топливо является не возобновляемым, а сами установки негативно влияют на экологическую обстановку. Российские ТЭС не имеют достаточно эффективных систем очистки выходящих газов от вредных и токсичных веществ. Более экологичными считаются газовые установки, но трубопроводы, проложенные к ним, наносят непоправимый вред природе.

Электростанции, расположенные в европейской части Российской Федерации, работают в основном на мазуте и природном газе, а в восточных районах они располагаются возле месторождений угля, добываемого открытым способом. Большинство установок относится к государственным районным электростанциям – ГРЭС, входящим в Единую энергосистему страны.

Экономическое значение

Доля атомной энергетики в общем производстве электроэнергии в различных странах.

В 2014 году ядерная энергия обеспечивала 2,6 % всей потребляемой человечеством энергии. Ядерный сектор энергетики наиболее значителен в промышленно развитых странах, где недостаточно природных энергоресурсов — во Франции, на Украине, в Бельгии, Финляндии, Швеции, Болгарии и Швейцарии. Эти страны производят от 20 до 76 % (во Франции) электроэнергии на АЭС.

В 2013 году мировое производство ядерной энергии выросло впервые с 2010 года — по сравнению с 2012 годом произошёл рост на 0,5 % — до 6,55 млрд МВт ч (562,9 млн тонн нефтяного эквивалента). Наибольшее потребление энергии атомных станций в 2013 году составило в США — 187,9 млн тонн нефтяного эквивалента. В России потребление составило 39,1 млн тонн нефтяного эквивалента, в Китае — 25 млн тонн нефтяного эквивалента, в Индии — 7,5 млн тонн.

Согласно отчёту Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), на конец 2016 года насчитывалось 450 действующих ядерных энергетических (то есть производящих утилизируемую электрическую и/или тепловую энергию) реакторов в 31 стране мира (кроме энергетических, существуют также исследовательские и некоторые другие).

Примерно половина мирового производства электроэнергии на АЭС приходится на две страны — США и Францию. США на АЭС производят только 1/8 своей электроэнергии, однако это составляет около 20 % мирового производства.

Абсолютным лидером по использованию ядерной энергии являлась . Единственная Игналинская АЭС, расположенная на её территории, вырабатывала электрической энергии больше, чем потребляла вся республика (например, в 2003 году в Литве всего было выработано 19,2 млрд кВт⋅ч, из них — 15,5 Игналинской АЭС). Обладая её избытком (а в Литве есть и другие электростанции), «лишнюю» энергию отправляли на экспорт.
Однако, под давлением ЕС (из-за сомнений в её безопасности — ИАЭС использовала энергоблоки того же типа, что и Чернобыльская АЭС), с 1 января 2010 года эта АЭС была окончательно закрыта (предпринимались попытки добиться продолжения эксплуатации станции и после 2009 года, но они не увенчались успехом[источник не указан 682 дня]), сейчас[когда?] решается вопрос о строительстве на той же площадке АЭС современного типа.

Объёмы производства ядерной электроэнергии по странам

Страны с атомными электростанциями.  Эксплуатируются АЭС, строятся новые энергоблоки.  Эксплуатируются АЭС, планируется строительство новых энергоблоков.  Нет АЭС, станции строятся.  Нет АЭС, планируется строительство новых энергоблоков.  Эксплуатируются АЭС, строительство новых энергоблоков пока не планируется.  Эксплуатируются АЭС, рассматривается сокращение их количества.  Гражданская ядерная энергетика запрещена законом.  Нет АЭС..

Основная статья: Атомная энергетика по странам

За 2016 год суммарно АЭС мира выработали 2477 млрд кВт⋅ч энергии, что составило 10,8 % всемирной генерации электричества.

Мировыми лидерами в производстве ядерной электроэнергии на 2017 год являются:

  • США (804 млрд кВт·ч/год), работает 99 атомных реакторов (20 % от вырабатываемой электроэнергии)
  • Франция (379 млрд кВт·ч/год), 58 реакторов, 71,6%.
  • Китай (210 млрд кВт·ч/год), 39 реакторов, 3,6%.
  • Россия (202,868 млрд кВт.ч /год), 35 реакторов, 18,9%.
  • Южная Корея (141 млрд кВт·ч/год), 24 реактора, 27,1%.
  • Канада (96 млрд кВт·ч/год), 19 реакторов, 14,6%.
  • Украина (85 млрд кВт·ч/год), 15 реакторов, 55,1%.
  • Германия (72 млрд кВт·ч/год), 9 реакторов, 11,6%.
  • Швеция (63 млрд кВт·ч/год), 8 реакторов, 39,6%.
  • Великобритания (65 млрд кВт·ч/год), 15 реакторов, 19,3%.

Примерно половина всемирной выработки электроэнергии на АЭС приходится на США и Францию.

Балаковская АЭС

Ядерная энергетическая установка расположена в Саратовской области, неподалеку от населенного пункта Балаково. Ее составными частями являются 4 энергетических блока ВВЭР-1000, поэтапно вводимые в эксплуатацию в 1885, 1987, 1988 и 1993 годах. Она входит в число 4-х крупнейших атомных электростанций на территории Российской Федерации, которые отличает 4000 МВт выдаваемой мощности.

На протяжении годового периода Балаковская АЭС производит свыше 30 млрд кВт*ч электричества. Это количество составляет 25% во всем Приволжском федеральном округе и 20% от выработки всех российских станций этого типа.

Весь комплекс зданий и сооружений расположен на берегу Саратовского водохранилища, которое обеспечивает водой реакторных энергетических установок, использующих замкнутую схему охлаждения. Мелководная часть водоема, используемая для нужд станции, отсечена специальными дамбами.

Сооружение инженерных сетей и транспортных коммуникаций началось в 1977 году, а сама АЭС – в 1980 году. Конструктивно все оснащение Балаковской электростанции можно условно разделить на 2 части – реакторную и турбогенераторную. Все виды технологических систем управляются с использованием автоматической и измерительной аппаратуры.

Работа каждого энергоблока осуществляется по технологической схеме, состоящей из двух контуров.

  • В состав 1-го контура входят водно-водяной реактор ВВЭР-1000 (тепловая мощность 3 тысячи МВт) и 4 охлаждающие петли, работающие в режиме циркуляции. По этим направлениям выполняется прокачка теплоносителя с повышенным давлением через зону активного действия. Вода, нагреваясь в реакторе, попадает по трубопроводам в парогенераторы.
  • Другой контур блока считается нерадиоактивным. Его конструкция состоит из испарительной и водопитающей аппаратуры, турбоагрегата на 1000 МВт и обессоливающих приборов. В 1-м контуре жидкость остывает в парогенераторах, одновременно отдавая свои тепловые калории воде, циркулирующей во 2-м контуре. Вода внутри парогенератора преобразуется в пар и затем попадает внутрь турбоустановки, вызывающей вращательное движение электрического генератора.

По такой же схеме происходит строительство всех атомных электростанций и их дальнейшая работа.

Атомная станция теплоснабжения

Первые проекты таких станций были разработаны ещё в 70-е годы XXвека, но из-за наступивших в конце 80-х годов экономических потрясений и жёсткого противодействия общественности, до конца ни один из них реализован не был.

Исключение составляют Билибинская АЭС небольшой мощности, она снабжает теплом и электричеством посёлок Билибино в Заполярье (10 тыс. жителей) и местные горнодобывающие предприятия, а также оборонные реакторы (они занимаются производством плутония):

  • Сибирская АЭС, поставляющая тепло в Северск и Томск.
  • Реактор АДЭ-2 на Красноярском горно-химического комбинате, с 1964 г.поставляющий тепловую и электрическую энергию для города Железногорска.

На момент кризиса было начато строительство нескольких АСТ на базе реакторов, аналогичных ВВЭР-1000:

  • Воронежская АСТ
  • Горьковская АСТ
  • Ивановская АСТ (только планировалась)

Строительство этих АСТ было остановлено во второй половине 1980-х или начале 1990-х годов.

В 2006 году концерн «Росэнергоатом» планировал построить плавучую АСТ для Архангельска, Певека и других заполярных городов на базе реакторной установки КЛТ-40, используемой на атомных ледоколах.

Имеется проект, строительства необслуживаемой АСТ на базе реактора «Елена», и передвижной (железнодорожным транспортом) реакторной установки «Ангстрем»

Кольская АЭС

Данная ядерная установка размещена в Мурманской области, неподалеку от населенного пункта Полярные Зори. Совсем рядом с объектом находится озеро Имандра. Показатель общей мощности атомной электростанции находится в пределах 5500 МВт, а величина электрической мощности – 1760 МВт. Сооружение состоит из 4-х энергетических блоков ВВЭР-440, которые последовательно вводились в строй в 1973, 1974, 1981 и 1984 г.г.

К основным узлам относится турбинная установка К-220-44-3 и генератор ТВВ-220-2АУЗ. Структурно вся электростанция разделена на две половины. В первой части сосредоточены блоки №№ 1 и 2 типа В-230, во второй – блоки №№ 3 и 4 типа В-213, конструктивно различающиеся между собой.

На 1 и 2 энергетических блоках с 1991 по 2005 годы проводилась широкомасштабная реконструкция. Техническое состояние было приведено в соответствие с правилами и нормами ядерной безопасности, а продолжительность работы объекта увеличилась на 15 лет. В 2006 году начал работать комплекс, перерабатывающий жидкие радиоактивные отходы.

КПД тепловых электростанций

Эффективность тепловых электростанций ограничена. Наибольший КПД – 60%. Он достигается на парогазовых электростанциях, а на современных угольных – ниже 50%, на старых – всего 40%. Указанные показатели эффективности применимы к работе при полной нагрузке. При частичной КПД может значительно снизиться.

Практически все крупные электростанции, за исключением ГЭС, являются тепловыми, во многих странах они производят большую часть электроэнергии. Из-за их ограниченной эффективности образуется значительное количество отработанного тепла, использование которого на месте возможно только в малом объеме. Поэтому оно выбрасывается в атмосферу через градирни, иногда через охлаждающую воду в реки.

Существуют ТЭС только для выработки электроэнергии и ТЭЦ – теплоэлектроцентраль. Последние предназначены также для использования вырабатываемого тепла посредством его транспортировки в отопительные системы и трубопроводы горячего водоснабжения. КПД ТЭЦ намного выше, он может превышать 70%.

Список АЭС России и союзных республик: период ввода с 1954 по 2001 гг.

  1. 1954 год, Обнинская, г. Обнинск Калужской области. Назначение – демонстрационно-промышленное. Тип реактора – АМ-1. Остановлена в 2002 г.
  2. 1958 год, Сибирская, г. Томск-7 (Северск) Томской обл. Назначение – выработка оружейного плутония, дополнительное тепло и горячая вода для Северска и Томска. Тип реакторов – ЭИ-2, АДЭ-3, АДЭ-4, АДЭ-5. Окончательно остановлена в 2008 году по соглашению с США.
  3. 1958 год, Красноярская, г. Красноярск-27 (Железногорск). Типы реакторов – АДЭ, АДЭ-1, АДЭ-2. Назначение – выработка оружейного плутония, тепла для Красноярского горнообогатительного комбината. Окончательная остановка произошла в 2010 году по соглашению с США.
  4. 1964 год, Белоярская АЭС, г. Заречный Свердловской обл. Типы реакторов – АМБ-100, АМБ-200, БН-600, БН-800. АМБ-100 остановлен в 1983 г., АМБ-200 – в 1990 г. Действующая.
  5. 1964 год, Нововоронежская АЭС. Тип реакторов – ВВЭР, пять блоков. Первый и второй остановлены. Статус – действующая.
  6. 1968 год, Димитровоградская, г. Мелекесс (Димитровоград с 1972 г.) Ульяновской обл. Типы установленных исследовательских реакторов – МИР, СМ, РБТ-6, БОР-60, РБТ-10/1, РБТ-10/2, ВК-50. Реакторы БОР-60 и ВК-50 вырабатывают дополнительно электричество. Постоянно продлевается срок остановки. Статус ­– единственная станция с исследовательскими реакторами. Предположительное закрытие – 2020 год.
  7. 1972 год, Шевченковская (Мангышлакская), г. Актау, Казахстан. Реактор БН, остановлен в 1990 году.
  8. 1973 год, Кольская АЭС, г. Полярные Зори Мурманской области. Четыре реактора ВВЭР. Статус – действующая.
  9. 1973 год, Ленинградская, Город Сосновый бор Ленинградской обл. Четыре реактора РМБК-1000 (такие же, как и на Чернобыльской АЭС). Статус – действующая.
  10. 1974 год. Билибинская АЭС, г. Билибино, Чукотский автномный край. Типы реакторов – АМБ (сейчас остановлен), БН и четыре ЭГП. Действующая.
  11. 1976 год. Курская, г. Курчатов Курской обл. Установлены четыре реактора РМБК-1000. Действующая.
  12. 1976 год. Армянская, г. Мецамор, Армянской ССР. Два блока ВВЭР, первый остановлен в 1989 году, второй действует.
  13. 1977 год. Чернобыльская, г. Чернобыль, Украина. Установлены четыре реактора РМБК-1000. Четвертый блок разрушен в 1986 г., второй блок остановлен в 1991 г., первый – в 1996 г., третий – в 2000 г.
  14. 1980 год. Ровенская, г. Кузнецовск, Ровенская обл., Украина. Три блока с реакторами ВВЭР. Действующая.
  15. 1982 год. Смоленская, г. Десногорск Смоленской области, два блока с реакторами РМБК-1000. Действующая.
  16. 1982 год. Южноукраинская АЭС, г. Южноукраинск, Николаевская обл., Украина. Три реактора ВВЭР. Действующая.
  17. 1983 год. Игналинская, г. Висагинас (ранее Игналинский р-н), Литва. Два реактора РМБК. Остановлена в 2009 году по требованию Евросоюза (при вступлении в ЕЭС).
  18. 1984 год. Калининская АЭС, г. Удомля Тверской обл. Два реактора ВВЭР. Действующая.
  19. 1984 год. Запорожская, г. Энергодар, Украина. Шесть блоков на реактора ВВЭР. Действующая.
  20. 1985 год. Балаковская, г. Балаково Саратовской обл. Четыре реактора ВВЭР. Действующая.
  21. 1987 год. Хмельницкая, г. Нетешин, Хмельницкой обл., Украина. Один реактор ВВЭР. Действующая.
  22. 2001 год. Ростовская (Волгодонская), г. Волгодонск Ростовской обл. К 2014 году работают два блока на реакторах ВВЭР. Два блока в стадии строительства.

Общая информация

Новости

4 Февраля 2021Смоленская АЭС помогает воспитывать таланты
3 февраля в «Нейтрино» состоялась торжественная церемония награждения победителей и призёров творческих конкурсов Смоленской АЭС. Работники атомной станции и подрядных организаций, жители города всех возрастов представили на суд жюри свои работы в области литературы и художественного творчества.

1 Февраля 2021Работники Смоленской АЭС поборются за звание «Человек года Росатома-2020»
С 29 января открыта программа номинаций «Человек года Росатома-2020». Восьмой раз на уровне дивизионов и всей атомной отрасли будут чествовать лучших работников за производственные заслуги и профессиональные достижения.

Новости

1 — 2 из 788

Начало | Пред. |

1

|

След. |
Конец

СМОЛЕНСКАЯ АЭС

Расположение: близ г. Десногорска (Смоленская обл)  

Тип реактора: РБМК-1000  

Количество энергоблоков: 3

Смоленская АЭС – градообразующее ведущее предприятие области, крупнейшее в топливно-энергетическом балансе региона. Ежегодно станция выдает в среднем 20 млрд кВтч электроэнергии, что составляет более 75% от общего количества электроэнергии, вырабатываемой энергопредприятиями Смоленщины. На САЭС эксплуатируются три энергоблока с реакторами РБМК-1000. Первая очередь относится ко второму поколению АЭС с реакторами РБМК-1000, вторая – к третьему. 

В 2000 г. Смоленская АЭС заняла 1-е место во всероссийском конкурсе «Российская организация высокой социальной эффективности». В 2007 г. атомной станции первой среди АЭС России, вручен сертификат соответствия системы менеджмента качества международному стандарту ИСО 9001. В 2009 г. получен сертификат соответствия системы экологического менеджмента станции требованиям международного стандарта ИСО 14001. В этом же году САЭС признана лучшей станцией России по направлению «Физическая защита».В 2010 г.итогом безопасной и надежной работы энергоблоков, модернизации и внедрения передовых технологий производства, подготовленности и профессионализма персонала стало признание Смоленской АЭС лидером в корпоративных конкурсах «Лучшая АЭС России по итогам года» и «Лучшая АЭС России по культуре безопасности».В 2011 г. Смоленская АЭС стала победителем в конкурсе «Лучшая АЭС России» по итогам работы за 2010 г. и была признана лучшей АЭС по культуре безопасности. В рамках реализации программы по продлению сроков эксплуатации на САЭС был проведен капитальный ремонт и модернизация энергоблока № 1. В этом же году был подписан Акт приемки в эксплуатацию 1-го пускового комплекса КП РАО. Кроме того, группой высококвалифицированных экспертов в области ядерной безопасности Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) на Смоленской АЭС проведена миссия ОСАРТ по проверке соответствия безопасной эксплуатации станции международным стандартам. По результатам проверки дана положительная оценка и отмечен ряд положительных практик, рекомендованных к внедрению на АЭС мира: высокая эксплуатационная надежность энергоблоков, профессиональная подготовка персонала и другие.

В 2013 г. САЭС стала обладателем международного экологического сертификата и золотого знака «International Ecologists Initiative 100% eco quality», подтверждающих экологичность предприятия. В этом же месяце Смоленской АЭС присуждена главная премия международных экологов «Global Eco Brand» в номинации «Лидер социально и экологически ответственного бизнеса».В 2016 г. Смоленская АЭС вошла в число образцовых ПСР-предприятий отрасли и получила статус «Предприятие — Лидер ПСР». А также за надежность и безопасность была признана лидером в корпоративном конкурсе «Лучшая АЭС России по культуре безопасности»; Смоленская АЭС «Лучшая АЭС России» по результатам 2015 года традиционного отраслевого конкурса

В этом же году было принято важное решение – Ростехнадзор выдал лицензии, а на правительственном уровне вышло соответствующее распоряжение о размещении в Смоленской области двух энергоблоков ВВЭР-ТОИ, замещающих мощности действующих блоков, которые подлежат выводу из эксплуатации. 2017 г

Расстояние до города-спутника (г. Десногорск) – 3 км, до областного центра (г. Смоленск) – 150 км.

НОМЕР ЭНЕРГОБЛОКА ТИП РЕАКТОРА УСТАНОВЛЕННАЯ МОЩНОСТЬ, М ВТ ДАТА ПУСКА
1 РБМК-1000 1000 09.12.1982
2 РБМК-1000 1000 31.05.1985
3 РБМК-1000 1000 17.01.1990
Суммарная установленная мощность 3000 МВТ

Калининская АЭС

Условно включена в четверку самых больших АЭС на российской территории с показателем мощности 4 тысячи мегаватт.

Построена в северной части Тверской области возле населенного пункта Удомля. Располагающаяся прямо возле озера с одноименным названием, она не испытывает перебоев с охлаждающей жидкостью. Конструктивно состоит из 4-х энергетических блоков с реакторами ВВЭР-1000, по 1000 МВт. Они поэтапно вводились в действие в 1984, 1986, 2004 и 2011 годах.

По высоковольтным ЛЭП электричество передается в Тверь и другие большие города – Москву, Санкт-Петербург, Владимир. Такой широкий охват стал реально осуществим, благодаря удачному географическому положению установки.

Энергетические блоки, используемые в АЭС, относятся к самым эффективным и безопасным, что существенно улучшает производительность их работы. Оборудование станции постоянно модернизируется, позволяя увеличить производство электроэнергии и существенно продлить эксплуатационный ресурс энергоблоков. Так, в 2016 году на 3-м энергоблоке был заменен конденсатор турбины. На данных блока такая операция была проведена впервые и успешно завершилась. Калининская АЭС находится в хорошем техническом состоянии и может эксплуатироваться до 2038 года.

Классификация тэс.

  1. По виду отпускаемой
    энергии:

    1. тепловые станции,
      отпускающие только электрическую
      энергию. Они оснащаются турбинами типа
      К (конденсационные): КЭС, ГРЭС(Государственная
      районная электростанция). Очень крупные.
      КПД=35-40%;

    2. тепловые
      электростанции, отпускающие и
      электрическую и тепловую энергию-ТЭЦ.
      На них более полно используется теплота
      топлива. КПД=60-70%. Бывают двух типов:
      промышленные и отопительные. Промышленные
      ТЭЦ работают исключительно для
      удовлетворения потребности в тепловой
      энергии какого-либо предприятия.
      Отопительные ТЭЦ предназначены для
      отопления жилых районов, городов. Зимой
      работают по графику, летом переходят
      на конденсатный режим.

  1. По технологической
    структуре:

    1. ТЭС с блочной
      структурой основного оборудования.
      Используется несколько блоков.
      Принципиальная схема не зависит от
      блоков. Количество парогенераторов
      равно количеству турбин.

Эта
структура появилась 30-40 лет назад.
Причины: переход на промперегрев пара
для увеличения КПД установки; необходимость
упрощения схем паропроводов; требование
надежной автоматизации и регулирования
основных агрегатов и вспомогательного
оборудования;

    1. ТЭС не блочной
      структуры. С поперечными связями и
      общим паровым трансфером. Количество
      парогенераторов не равно количеству
      турбин.

  1. По типу теплового
    двигателя:

    1. станции с
      паротурбинными установками (КПД до
      40%);

    2. станции с
      газотурбинными установками (КПД=30-33%).

Топливо и сжатый
воздух подаются в камеру сгорания, затем
продукты сгорания расширяются в газовой
турбине. ГТУ более компактны, чем ПТУ,
менее металлоемкие, маневренные;

    1. станции с
      парогазовыми установками (КПД=50-55%).

Работают по циклу
газовой и паровой турбин. Основное
достоинство-экономичность;

    1. тепловые станции
      с двигателями внутреннего сгорания.

  1. По виду
    используемого топлива:

    1. угольные;

    2. газовые (больше
      всего);

    3. мазутные.

  1. По типу
    парогенератора:

    1. с прямоточным
      парогенератором;

    2. с барабанным
      парогенератором.

  1. По величине
    начальных параметров пара:

    1. со сверхкритическими
      параметрами пара (Р>22 МПа);

    2. с высокими
      параметрами пара (Р>16 МПа);

    3. со средними
      параметрами пара (Р>4 МПа);

    4. с низкими
      параметрами пара (Р<4 МПа).

  1. По мощности.

    1. станции большой
      мощности (Nуст>1000
      МВт);

    2. станции средней
      мощности (Nуст>160
      МВт);

    3. станции средней
      мощности (Nуст<160
      МВт).

  1. По типу часов
    использования установленного
    оборудования:

    1. базовые (Туст>5000
      час/год);

    2. полупиковые (Туст
      от 5000 до
      1500-2000 час/год);

    3. пиковые (Туст
      <1500-2000).

  1. По способу
    водоснабжения:

    1. прямоточные;

    2. с обратным
      водоснабжением.

Принцип действия ядерного реактора

В активной зоне реактора располагаются тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ) – ядерное топливо.

Они собраны в кассеты, включающие в себя по несколько десятков ТВЭЛов. По каналам через каждую кассету протекает теплоноситель.

ТВЭЛы регулируют мощность реактора. Ядерная реакция возможна только при определённой (критической) массе топливного стержня.

Масса каждого стержня в отдельности ниже критической. Реакция начинается, когда все стержни находятся в активной зоне. Погружая и извлекая топливные стержни, реакцией можно управлять.

Итак, при превышении критической массы топливные радиоактивные элементы, выбрасывают нейтроны, которые сталкиваются с атомами.

В результате образуется нестабильный изотоп, который сразу же распадается, выделяя энергию, в виде гамма излучения и тепла.

Частицы, сталкиваясь, сообщают кинетическую энергию друг другу, и количество распадов в геометрической прогрессии увеличивается.

Это и есть цепная реакция — принцип работы ядерного реактора. Без управления она происходит молниеносно, что приводит к взрыву. Но в ядерном реакторе процесс находится под контролем.

Таким образом, в активной зоне выделяется тепловая энергия, которая передаётся воде, омывающей эту зону (первый контур).

Здесь температура воды 250-300 градусов. Далее вода отдаёт тепло второму контуру, после этого – на лопатки турбин, вырабатывающих энергию.

Преобразование ядерной энергии в электрическую можно представить схематично:

  • Внутренняя энергия уранового ядра
  • Кинетическая энергия осколков распавшихся ядер и освободившихся нейтронов
  • Внутренняя энергия воды и пара
  • Кинетическая энергия воды и пара
  • Кинетическая энергия роторов турбины и генератора
  • Электрическая энергия

Активная зона реактора состоит из сотен кассет, объединенных металлической оболочкой. Эта оболочка играет также роль отражателя нейтронов.

Среди кассет вставлены управляющие стержни для регулировки скорости реакции и стержни аварийной защиты реактора.

Далее, вокруг отражателя устанавливается теплоизоляция. Поверх теплоизоляции находится защитная оболочка из бетона, которая задерживает радиоактивные вещества и не пропускает их в окружающее пространство.

АЭС на территории бывшего СССР

С конца 1950-х и с начала 1960-х в СССР начинается интенсивное строительство таких электростанций в разных регионах страны. Список АЭС России и союзных республик включает 17 подобных сооружений, 7 из которых остались за пределами нынешней Российской Федерации:

  • Армянская, близ города Мецамора. Имеет два энергоблока общей мощностью 440 МВт. После Спитакского землетрясения 1988 года, которое АЭС выдержала без серьезных аварий благодаря заложенной при проектировании сейсмоустойчивости, было принято решение об её остановке. Однако в дальнейшем, из-за высокой потребности в электроэнергии, правительство республики решило запустить в 1995 году второй энергоблок. Несмотря на то что это произошло с учетом возросших требований по технологической и экологической безопасности, Евросоюз настаивает на его консервации.
  • Игналинская АЭС на северо-востоке Литвы действовала с 1983 по 2009 год и была закрыта по требованию Евросоюза.
  • Запорожская, самая мощная АЭС в Европе, расположена на берегу Каховского водохранилища, в городе Энергодаре, построена в 1978 году. В её составе 6 энергоблоков ВВЭР-1000, производящих пятую часть электроэнергии Украины – около 40 млрд кВт/ч в год. Она полностью соответствует нормативам Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ).
  • Ровенская, близ города Кузнецовска в Ровенской области Украины. Имеет 4 энергоблока типа ВВЭР общей мощностью 2835 МВт. Получила высокую оценку МАГАТЭ по результатам проверки состояния безопасности.
  • Хмельницкая, возле города Нетешина, около речки Горини на Украине. Задействованы 2 ВВЭР-1000.
  • Южно-Украинская, расположена на берегу Южного Буга в Николаевской области Украины. 3 энергоблока ВВЭР-1000 обеспечивают 96 % потребностей юга Украины в электроэнергии.
  • Чернобыльская, возле города Припять, стала местом крупнейшей техногенной катастрофы 26 апреля 1986 года. Последний из четырех энергоблоков РБМК-1000 остановлен в 2000 году.

Доля электроэнергии, выработанной на АЭС, в общем энергобалансе крупнейших АЭС, ГЭС, ТЭС в России составляет около 18%. Это значительно меньше, чем, например, у лидера в атомной энергетической отрасли – Франции, где эта цифра составляет 75%. Согласно принятой правительством энергетической стратегии, за период до 2030 года планируется довести это соотношение до 20-30 % и увеличить производство электроэнергии с помощью энергоблоков, работающих на ядерном топливе, в 4 раза.

КПД тепловой электростанции

Основным показателем любой тепловой электростанции является ее коэффициент полезного действия. Например, для угольных ТЭС существует термический КПД, определяемый количеством угля, необходимого для выработки 1 кВт*ч электроэнергии. Если в начале 20-х годов прошлого века этот показатель составлял 15,4 кг, то в 60-е годы он снизился до 3,95 кг. В дальнейшем расход угля вновь незначительно поднялся до 4,6 кг.

Причиной такого подъема стали газоочистители, уловители пыли и золы, из-за которых угольная электростанция снизила выходную мощность на 10%. Многие станции пользуются более чистым в экологическом плане углем, что также привело к увеличению потребления топлива.

Процентное выражение термического КПД тепловой электростанции составляет не более 36%, что связано с высокими тепловыми потерями, вызываемыми отходящими газами при горении. У атомных электростанций, отличающимися низкими температурами и давлением термический КПД еще ниже – 32%. Самый высокий показатель у газотурбинных установок, оборудованных котлами-утилизаторами и дополнительными паровыми турбинами. КПД электростанций с таким оборудованием превышает 40%. Этот показатель полностью зависит от величины рабочих температур и давления пара.

Современные паротурбинные электростанции используют промежуточный перегрев пара. После того как он частично отработает в турбине, происходит его отбор в промежуточной точке для последующего повторного нагрева до первоначальной температуры. Система промежуточного перегрева может состоять из двух ступеней и более, что способствует значительному увеличению термического КПД.

Виды тепловых электростанций

Стандартная тепловая электростанция представляет собой целый комплекс, включающий в себя различные устройства и оборудование, преобразующие топливную энергию в электричество и тепло.
Подобные установки отличаются параметрами и техническими характеристиками, по которым и выполняется их классификация:

  • В соответствии с видами и назначением поставляемой электроэнергии, тепловые станции могут быть районными и промышленными. Районные установки известны как ГРЭС или КЭС и предназначены для обслуживания всех потребителей региона. Электростанции, вырабатывающие тепло, называются ТЭЦ. Мощность районных станций превышает 1 млн. кВт. Промышленные электростанции предназначены для электро- и теплоснабжения конкретных предприятий и производственных комплексов. Их мощность значительно меньше, чем у ГРЭС и устанавливается в соответствии с потребностями того или иного объекта.
  • Все типы тепловых электростанций работают на различных источниках энергии. Прежде всего, это обычные органические ресурсы, используемые большинством ТЭС и продукты нефтепереработки. Наибольшее распространение получили уголь, природный газ, мазут. Наиболее прогрессивные установки работают на ядерном топливе и называются атомными электростанциями – АЭС.
  • Силовые установки, преобразующие энергию тепла в электричество, бывают паротурбинными, газотурбинными и смешанной парогазовой конструкции.
  • Технологическая схема паропроводов ТЭС может быть разной. В блочных конструкциях тепловые электрические станции используют одинаковые энергетические установки или энергоблоки. В них пар от котла подается лишь к собственной турбине и после конденсации он вновь возвращается в свой котел. По данной схеме построено большинство ГРЭС (КЭС) и ТЭЦ. Другой вариант предполагает использование поперечных связей, когда пар от котлов подается к общему коллектору – паропроводу, обеспечивающему работу всей паровых турбин станции.
  • По параметрам начального давления ТЭС могут быть с критическим и сверхкритическим давлением. В первом случае российские стандарты для ТЭС-ТЭЦ составляют 8,8-12,8 Мпа или 90-130 атмосфер. Второй вариант имеет более высокие параметры, составляющие 23,5 Мпа или 240 атмосфер. В таких конструкциях используется промежуточный перегрев и блочная схема.

Применение Биоглобина В Растениеводстве

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий