Виды электростанций

Атомные электростанции

На третьем месте по количеству производимой электроэнергии находятся атомные электростанции. В России их доля в энергетике составляет чуть выше 10%. В США этот показатель равен 20%, в Германии – более 30%, во Франции – свыше 75%. Сокращение программ в области атомной энергетики произошло вследствие аварии на Чернобыльской АЭС.

Рассматривая виды электростанций в России, следует отметить, что наиболее известными АЭС считаются Ленинградская, Курская, Смоленская, Нововоронежская, Белоярская и другие. Новым направлением является создание АТЭЦ – атомных теплоэлектроцентралей, вырабатывающих электрическую и тепловую энергию. Подобный объект построен на Чукотке в поселке Билибино. Еще одно направление – строительство АСТ – атомных станций теплоснабжения, предназначенных для производства тепла. Такие установки успешно функционируют в Нижнем Новгороде и Воронеже.

Основные плюсы АЭС заключаются в следующем:

  • Возможность строительства в любых районах, без привязки к энергетическим ресурсам. Транспортировка атомного топлива не отнимает много средств, поскольку 1 кг урана эквивалентен 2500 т угля.
  • При отсутствии нарушений эксплуатации, АЭС являются самыми экологичными установками. Выбросы в атмосферу минимальны, кислород не поглощается, отсутствует парниковый эффект.

Рассматривая вопрос как работает АЭС, нужно в первую очередь остановиться на тяжелых последствиях в случае аварий. Кроме того, серьезные проблемы возникают с радиоактивными отходами в процессе их захоронения. Водоемы, используемые для технических целей АЭС, подвержены тепловому загрязнению.

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

КПД атомной электростанции

Наиболее высокий КПД (92-95%) – достоинство гидроэлектростанций. На них генерируется 14% мировой электро мощности.

Однако, этот тип станций наиболее требователен к месту возведения и, как показала практика, весьма чувствителен к соблюдению правил эксплуатации.

Пример событий на Саяно-Шушенской ГЭС показал, к каким трагическим последствиям может привести пренебрежение правилами эксплуатации в стремлении снизить эксплуатационные издержки.

Высоким КПД (80%) обладают АЭС. Их доля в мировом производстве электроэнергии составляет 22%.

Но АЭС требуют повышенного внимания к проблеме безопасности, как на стадии проектирования, так и при строительстве, и во время эксплуатации.

Малейшие отступления от строгих регламентов обеспечения безопасности для АЭС, чревато фатальными последствиями для всего человечества.

Пример тому авария на АЭС в Чернобыле и японское землетрясение в марте 2011 года, приведшее к аварии на АЭС, расположенной на острове Хонсю, в городе Окума, префектуры Фукусима.

Кроме непосредственной опасности в случае аварии, использование АЭС сопровождается проблемами безопасности, связанными с утилизацией или захоронением отработанного ядерного топлива.

КПД тепловых электростанций не превышает 34%, на них вырабатывается до шестидесяти процентов мировой электроэнергии.

Кроме электроэнергии на тепловых электростанциях производится тепловая энергия, которая в виде горячего пара или горячей воды может передаваться потребителям на расстояние в 20-25 километров. Такие станции называют ТЭЦ (Тепло Электро Централь).

ТЕС и ТЕЦ не дорогие в строительстве, но если не будут приняты специальные меры, они неблагоприятно воздействуют на окружающую среду.

Неблагоприятное воздействие на окружающую среду зависит от того, какое топливо применяется в тепловых агрегатах.

Наиболее вредны продукты сгорания угля и тяжёлых нефтепродуктов, природный газ менее агрессивен.

ТЭС являются основными источниками электроэнергии на территории России, США и большинства стран Европы.

Однако, есть исключения, например, в Норвегии электроэнергия вырабатывается в основном на ГЭС, а во Франции 70% электроэнергии генерируется на атомных станциях.

Научные разработки в сфере атомной энергетики

Конечно, имеются недостатки и опасения, но при этом атомная энергия представляется самой перспективной.

Альтернативные способы получения энергии, за счёт энергии приливов, ветра, Солнца, геотермальных источников и др. в настоящее время имеют не высокий уровнем получаемой энергии, и её низкой концентрацией.

Необходимые виды получения энергии, имеют индивидуальные риски для экологии и туризма, например производство фотоэлектрических элементов, которое загрязняет окружающую среду, опасность ветряных станций для птиц, изменение динамики волн.

Ученые разрабатывают международные проекты ядерных реакторов нового поколения, например ГТ-МГР, которые позволят повысить безопасность и увеличить КПД АЭС.

Россия начала строительство первой в мире плавающей АЭС, она позволяет решить проблему нехватки энергии в отдалённых прибрежных районах страны.

США и Япония ведут разработки мини-АЭС, с мощностью порядка 10-20 МВт для целей тепло и электроснабжения отдельных производств, жилых комплексов, а в перспективе — и индивидуальных домов.

Уменьшение мощности установки предполагает рост масштабов производства. Малогабаритные реакторы создаются с использованием безопасных технологий, многократно уменьшающих возможность утечки ядерного вещества.

Производство водорода

Правительством США принята Атомная водородная инициатива. Совместно с Южной Кореей ведутся работы по созданию атомных реакторов нового поколения, способных производить в больших количествах водород.

INEEL (Idaho National Engineering Environmental Laboratory) прогнозирует, что один энергоблок атомной электростанции следующего поколения, будет производить ежедневно водород, эквивалентный 750000 литров бензина.

Финансируются исследования возможностей производства водорода на существующих атомных электростанциях.

Термоядерная энергетика

Ещё более интересной, хотя и относительно отдалённой перспективой выглядит использование энергии ядерного синтеза.

Термоядерные реакторы, по расчётам, будут потреблять меньше топлива на единицу энергии, и как само это топливо (дейтерий, литий, гелий-3), так и продукты их синтеза нерадиоактивны и, следовательно, экологически безопасны.

В настоящее время при участии России, на юге Франции ведётся строительство международного экспериментального термоядерного реактора ITER.

Как начиналось производство электричества в России

Во второй половине 19-го века стало ясно, что электричество можно получать не только во время физических опытов, но и промышленным способом. Для этих целей были изготовлены специальные машины, использующие энергию воды или пара. Вначале появились динамо-машины небольшой мощности, подающие электричество в отдельные дома Санкт-Петербурга и Москвы. Таким образом, электрификация России началась задолго до ленинского плана ГОЭЛРО.

В 1879 году русским инженером Яблочковым была запущена первая электростанция для освещения петербургского Литейного моста, а вслед за ним спроектирована и реализована практически система освещения в торговом комплексе на Лубянке в Москве. В середине 80-х годов к электричеству были подключены все самые важные объекты в крупных российских городах.
В конце 19-го – начале 20-го века появились первые электростанции в России, работающие на энергии воды: возле Петербурга на речке Охте и около Ессентуков на речке Подкумке. Петербургская ГЭС России была маломощная, всего на 350 л.с., а вот Кавказская станция обеспечивала светом сразу несколько городов.

Дальнейшему развитию энергетической отрасли помешала 1-я мировая война. Ее возрождение и дальнейшее развитие началось после гражданской войны и то не сразу, а лишь в конце 20-х годов, во время первых пятилеток. После Великой отечественной войны были не только восстановлены разрушенные объекты. Началось активное строительство новых электростанций, в том числе и на атомной энергии.

Работы по изучению и использованию энергии атомного ядра активно проводились в послевоенные годы. Было установлено, что цепная реакция по расщеплению ядра споровождается выделением огромного количества тепловой энергии. В дальнейшем это тепло использовалось для нагрева воды и превращения ее в пар, приводящий в действие турбины парогенераторов.

В 1950 году началось строительство первой атомной электростанции в городе Обнинске. Она была введена в эксплуатацию в 1954 году и обеспечивала электроэнергией лишь небольшое количество объектов, поскольку ее мощность не превышала 5 мегаватт. Данная отрасль продолжала развиваться и в настоящее время АЭС дают свет и тепло крупным территориально-производственным комплексам, где живут и работают миллионы людей.

На данный момент единая энергосистема включает в себя примерно 600 электростанций различного типа, а установленная мощность электростанций России доходит до 210 гигаватт. Среди них около 70% занимают тепловые установки – ТЭС, 21% приходится на ГЭС и ГАЭС, доля АЭС составляет 11% от общей мощности. Чтобы до конца уяснить их роль и значение, следует подробнее рассмотреть каждый тип станций с наиболее значимыми объектами.

Дизельные электростанции

Для работы дизельных электростанций, которые называют ДЭС, используются различные виды жидкого топлива. Основой системы является дизель-генератор, включающий в себя дизельный двигатель, электрический генератор, системы смазки и охлаждения, пульт управления.

Данные установки применяются как альтернативные в отдаленных районах, где являются основными источниками электроэнергии. Как правило, подведение стационарных ЛЭП в такие места экономически не выгодно. Кроме того, дизельные электростанции служат аварийными или резервными источниками питания, когда потребители не должны отключаться от электроснабжения.

Виды дизельных электростанций могут быть стационарными (4-5 тысяч кВт) и мобильными (12-1000 кВт). Благодаря небольшим размерам, они могут размещаться в небольших зданиях и помещениях. Эти станции постоянно готовы к пуску, а сам процесс запуска не занимает много времени. Большинство функций установок автоматизировано, а остальные легко переводятся в автоматический режим. Основным недостатком дизельных станций является привозное горючее и все мероприятия, связанные с его доставкой и хранением.

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.

Нетрадиционные источники электроэнергии

Нетрадиционные источники представлены геотермальными электростанциями (рис. 1), работающими на тепловой энергии, поступающей из земных недр. Чем глубже от поверхности земли, тем выше температура данного слоя. В России такие установки построены на Камчатке и на Курильских островах.

Существуют конструкции приливных электростанций (рис. 2), которые функционируют от энергии, создаваемой приливами и отливами в самом узком месте искусственного залива, отсеченного от моря. В качестве примера можно привести опытную Кислогубскую ПЭС, возведенную на Кольском полуострове.

Классификация электростанций включает в себя солнечные и ветровые альтернативные установки (рис. 3). Все виды таких систем обеспечивают электроэнергией небольшие предприятия и производства, используются в частном секторе для удовлетворения бытовых потребностей. В основном, это районы и места, где отсутствует централизованное электроснабжение и нет возможности подключиться к обычным ЛЭП.

Виды электростанций 11 классВиды электростанций 11 класс

3.Преимущества и недостатки конденсационной электростанции (кэс) по сравнению с тэс.

Теплофикационные электростанции —
теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Они отличаются
от КЭС тем, что отработанное тепло
применяется в промышленных и бытовых
целях. Тепло применяется для отопления,
горячего водоснабжения, кондиционирования.
Соответственно эффективность ТЭЦ
гораздо выше КЭС.

ТЭЦ сооружаются в непосредственной
близости от потребителей, обычно в
промышленных центрах. Основное отличие
ТЭЦ от КЭС заключается в специфике
пароводяного контура и структуре выдачи
мощности. Поскольку ТЭЦ располагают
близко к потребителю, есть возможность
применения генераторного напряжения
(ГРУ) для подключаемой нагрузки, а также
избыток мощности на высоких напряжениях
можно выдавать в энергосистему, но
количество оборудования и специфика
станции требует большой мощности на
собственные нужды, чем на КЭС.

Это станции, которые используют тепловую
энергию ядерных реакций. Один из основных
узлов АЭС это ядерный реактор, в котором
используются ядерные реакции расщепления
урана по действие тепловых нейтронов.
Кроме топлива урана U-235,
применяются замедлитель нейтронов и
теплоноситель, отводящий тепло из
реактора. Реактор типа ВВЭР (водо-водяной
энергетический) в качестве замедлителя
и теплоносителя использует обычную
воду под давлением, рисунок 1.6. В реакторах
типа РБМК (реактор большой мощности
канальный) в качестве теплоносителя
применяется вода, а замедлителя — графит.
АЭС, как и ТЭС выполняется по блочному
принципу, при этом в блоке устанавливаются
один реактор и два турбоагрегата или
один реактор и один турбоагрегат.
Технологическая схема АЭС на быстрых
нейронах приведена на рисунке 1.7.

Рисунок 1.4 — Принципиальная технологическая
схема ТЭЦ

1 — сетевой насос, 2 — сетевой водонагреватель

Рисунок 1.5 — Размещение основного
оборудования ТЭЦ

1 — дымовые трубы, 2 — главный корпус, 3 —
многоамперные токопроводы, 4 — здание
ГРУ, 5 — трансформатор связи, 6 — ОРУ, 7 –
градирни

Атомные электростанции России

Балаковская АЭС

Расположена рядом с городом Балаково, Саратовской области, на левом берегу Саратовского водохранилища. Состоит из четырёх блоков ВВЭР-1000, введённых в эксплуатацию в 1985, 1987, 1988 и 1993 годах.

Балаковская АЭС — одна из четырёх крупнейших в России АЭС, одинаковой мощностью по 4000 МВт.

Ежегодно она вырабатывает более 30 миллиардов кВт•ч электроэнергии. В случае ввода в строй второй очереди, строительство которой было законсервировано в 1990-х, станция могла бы сравняться с самой мощной в Европе Запорожской АЭС.

Белоярская АЭС

Белоярская АЭС расположена в городе Заречный, в Свердловской области, вторая промышленная атомная станция в стране (после Сибирской).

На станции были сооружены четыре энергоблока: два с реакторами на тепловых нейтронах и два с реактором на быстрых нейтронах.

В настоящее время действующими энергоблоками являются 3-й и 4-й энергоблоки с реакторами БН-600 и БН-800 электрической мощностью 600 МВт и 880 МВт соответственно.

БН-600 сдан в эксплуатацию в апреле 1980 — первый в мире энергоблок промышленного масштаба с реактором на быстрых нейтронах.

БН-800 сдан в промышленную эксплуатацию в ноябре 2016 г. Он также является крупнейшим в мире энергоблоком с реактором на быстрых нейтронах.

Билибинская АЭС

Расположена рядом с городом Билибино Чукотского автономного округа. Состоит из четырёх блоков ЭГП-6 мощностью по 12 МВт, введённых в эксплуатацию в 1974 (два блока), 1975 и 1976 годах.

Вырабатывает электрическую и тепловую энергию.

Калининская АЭС

Калининская АЭС — одна из четырёх крупнейших в России АЭС, одинаковой мощностью по 4000 МВт.

Расположена на севере Тверской области, на южном берегу озера Удомля и около одноимённого города.

Состоит из четырёх энергоблоков, с реакторами типа ВВЭР-1000, электрической мощностью 1000 МВт, которые были введены в эксплуатацию в 1984, 1986, 2004 и 2011 годах.

4 июня 2006 года было подписано соглашение о строительстве четвёртого энергоблока, который ввели в строй в 2011 году.

Кольская АЭС

Кольская АЭС расположена рядом с городом Полярные Зори Мурманской области, на берегу озера Имандра.

Состоит из четырёх блоков ВВЭР-440, введённых в эксплуатацию в 1973, 1974, 1981 и 1984 годах.
Мощность станции — 1760 МВт.

Курская АЭС

Курская АЭС — одна из четырёх крупнейших в России АЭС, одинаковой мощностью по 4000 МВт.

Расположена рядом с городом Курчатов Курской области, на берегу реки Сейм.

Состоит из четырёх блоков РБМК-1000, введённых в эксплуатацию в 1976, 1979, 1983 и 1985 годах.

Мощность станции — 4000 МВт.

Ленинградская АЭС

Ленинградская АЭС — одна из четырёх крупнейших в России АЭС, одинаковой мощностью по 4000 МВт.

Расположена рядом с городом Сосновый Бор Ленинградской области, на побережье Финского залива.

Состоит из четырёх блоков РБМК-1000, введённых в эксплуатацию в 1973, 1975, 1979 и 1981 годах.

Мощность станции — 4 ГВт. В 2007 году выработка составила 24,635 млрд кВт•ч.

Нововоронежская АЭС

Расположена в Воронежской области рядом с городом Воронеж, на левом берегу реки Дон. Состоит из двух блоков ВВЭР.

На 85 % обеспечивает Воронежскую область электрической энергией, на 50 % обеспечивает город Нововоронеж теплом.

Мощность станции (без учёта Нововоронежской АЭС-2) — 1440 МВт.

Ростовская АЭС

Расположена в Ростовской области около города Волгодонск. Электрическая мощность первого энергоблока составляет 1000 МВт, в 2010 году подключен к сети второй энергоблок станции.

В 2001—2010 годах станция носила название «Волгодонская АЭС», с пуском второго энергоблока АЭС станция была официально переименована в Ростовскую АЭС.

В 2008 году АЭС произвела 8,12 млрд кВт-час электроэнергии. Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) составил 92,45 %. С момента пуска (2001) выработала свыше 60 млрд кВт-час электроэнергии.

Смоленская АЭС

Расположена рядом с городом Десногорск Смоленской области. Станция состоит из трёх энергоблоков, с реакторами типа РБМК-1000, которые введены в эксплуатацию в 1982, 1985 и 1990 годах.

В состав каждого энергоблока входят: один реактор тепловой мощностью 3200 МВт и два турбогенератора электрической мощностью по 500 МВт каждый.

Ранние годы

Александр Ладыгин родился в Свердловске 11 июня 1984 года. Окончил исторический факультет Уральского государственного педагогического университета в 2006 году. После окончания вуза Ладыгин учился в аспирантуре Уральского государственного технического университета (преобразованного в 2009 году в Уральский федеральный университет). В этом вузе он в 2010 году защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата исторических наук по специальности «Отечественная история» (тема работы — «Образ Германии в сознании российского общества в 1870—1890 гг. (по материалам прессы)»).

Ладыгин до защиты диссертации работал ассистентом кафедры всеобщей истории Уральского государственного педагогического университета. После защиты диссертации он стал старшим преподавателем кафедры истории России Департамента гуманитарного образования студентов инженерно-технических направлений Уральского федерального университета и проработал в этой должности до 31 мая 2016 года.

в чём преимущества и недостатки гидравлических электростанций по сравнению с тепловыми???

во всем гидравлические лутше и экологичней

это — секретная информация

Только 1 минус — ГЭС где угодно не понастроишь

Положительные стороны — отсутствие вредных выбросов.
Отрицательные стороны — затапливамемые земли. При их затоплении в Поволжье и в Сибири нанесли огромное количество вреда сельскому хозяйству и культуре. Затапливали не то что деревни, города затапливали, не говоря уже о монастырях. Поэтому строить ГЭС можно только в ущельях, и их в России мало. Или в малонаселенных местностях.
ГЭС мешают нерестовому ходу рыб — осетра, стерляди, угря, лосося, застаивается вода, тина, грязь, а это жуткий вед экологии.
Поэтому от ГЭС больше вреда, чем пользы.
В России много мест для строительства морских приливных электростанций. Вот они для России выгодны и полезны, в отличии от ГЭС.

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