1. Какие виды природных ресурсов используют на электростанциях для выработки электроэнергии?
2. Как называют электростанции в зависимости от вида производимой электроэнергии?
3. Какие вам известны способы передачи
электроэнергии, газа, воды?
Ключевые слова: производство и распределение электроэнергии; линия электропередачи; тепловые электростанции; гидроэлектростанции; атомные электростанции; производство и распределение газообразного топлива; снабжение паром и горячей водой.
1. Производство и распределение электроэнергии. Это процесс, при котором разными типами электростанций производится электроэнергия и передаётся потребителям. Электроэнергию нельзя накапливать, но зато её можно передавать на большие расстояния по линиям электропередач (ЛЭП). ЛЭП — сооружение из проводов (кабелей) и вспомогательных устройств для передачи электрической энергии от электростанций к потребителям. Использовать электроэнергию могут разные потребители: промышленность,
сельское хозяйство, транспорт, связь, население и др. Из всех видов экономической деятельности промышленность является основным её потребителем. Быстрый рост городов приводит к тому, что всё большее количество производимой электроэнергии потребляет население. Основная часть вырабатываемой электроэнергии в мире (более 60 %) приходится на пять стран: Китай, США, Японию, Индию и Россию.
АЭС, ТЭС, ГЭС
Для производства электрической энергии наиболее широко используются уголь, природный газ, нефть, гидроэнергия (энергия воды) и атомная энергия. Рост мирового энергопотребления и ухудшение качества окружающей среды способствуют освоению нетрадиционных энергоресурсов (энергия ветра, энергия морских приливов, солнечная энергия). Наибольших успехов в их освоении достигли Германия, Бразилия, США. Для населения, проживающего в ряде стран Африки, Юго-Восточной Азии, основным источником энергии по-прежнему служит древесина.
В зависимости от видов природных ресурсов, используемых для получения электроэнергии, выделяют разные типы электростанций: тепловые, гидроэлектростанции, атомные электростанции. Электростанции различных типов объединяются линиями электропередач и образуют энергетическую систему страны или нескольких стран.
2. Типы электростанций. Преобладающую часть электроэнергии в мире дают тепловые электростанции (ТЭС), работающие на угле, мазуте или газе. Этот вид электростанций отличается надёжностью, постоянством производства энергии, не зависящим от времени года. Тепло, выделяемое при сжигании горючих ископаемых, преобразуется на ТЭС в электроэнергию.
Поэтому ТЭС размещают, как правило, в районах добычи топлива, вблизи транспортных магистралей (железнодорожных линий, трубопроводов) или портов. Поскольку ТЭС для охлаждения необходимо большое количество воды, их строят рядом с крупными реками, озёрами или морями. Самая мощная в мире ТЭС расположена на о. Тайвань (Китай).
К тепловым электростанциям относятся и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), на которых одновременно с электроэнергией производят пар и горячую воду для нужд предприятий и населения. ТЭЦ размещаются в непосредственной близости от потребителей пара и горячей воды, поскольку их можно передавать на небольшое расстояние (10—15 км).
Какие бывают электростанции? Обзор #энерголикбез
Второе место по производству электроэнергии занимают гидроэлектростанции (ГЭС). Энергия падающей воды (гидроэнергия) преобразуется на ГЭС в электроэнергию. В настоящее время ГЭС вырабатывают почти пятую часть потребляемой в мире электроэнергии. Они являются весьма эффективными источниками энергии, поскольку используют возобновляемые ресурсы.
Однако получать большую долю энергии таким способом могут лишь страны, обладающие огромными гидроресурсами (многоводными горными реками): Бразилия, Канада, Россия, Китай, Норвегия. При этом строительство ГЭС требует огромных денег, является продолжительным по времени и сопровождается затоплением значительных по площади земель, нередко плодородных. Самая мощная ГЭС
мира находится в Китае.
Атомные электростанции (АЭС) имеют большое преимущество по сравнению с тепловыми. Их можно строить там, где нужна энергия, но недостаточно топливных ресурсов (из 1 кг ядерного топлива можно получить столько же энергии, сколько при сжигании 3000 т угля или 1500 т нефти). При нормальной работе они не дают выбросов в атмосферу в отличие от тепловых электростанций.
Велика доля АЭС в производстве электроэнергии Франции (80 %), Бельгии (55 %), Украины (45 %), Швеции (40 %) и Японии (30 %). Крупнейшая АЭС мира расположена в Канаде. После катастрофы на Чернобыльской АЭС некоторые страны приостановили развитие атомной энергетики (Германия, Италия, Австрия и др.). Беларусь начала строить свою АЭС.
Кроме ТЭС, ГЭС и АЭС есть и другие типы электростанций. К ним относятся солнечные, геотермальные, ветровые и приливные. Пока доля этих электростанций в общем производстве электроэнергии мира незначительна (4 %), однако сложная экологическая ситуация и быстрое сокращение запасов органического топлива в недрах Земли заставляют всё больше использовать нетрадиционные источники энергии.
3. Производство и распределение газообразного топлива. В хозяйстве стран мира используются разные газы: водяной (получается при газификации бурых углей), коксовый (продукт коксования каменных углей),
попутный нефтяной (отделённый от сырой нефти), сланцевый (продукт термической переработки горючих сланцев) и др. Однако важнейшее место занимает природный газ — высококалорийное газообразное топливо, состоящее в основном из метана (СН4).
Диапазон его применения очень широк: от топлива до производства разнообразных товаров (азотных удобрений, пластмасс, синтетических тканей и др.). Сильное загрязнение атмосферного воздуха во многих странах мира и высокая теплотворная способность привели к тому, что природный газ преимущественно используется в производстве электроэнергии. На мировой рынок поступает примерно пятая часть добываемого природного газа. Крупнейшие его экспортёры — Россия, Канада и Норвегия, импортёры — США, Германия и Япония. Основная часть природного газа транспортируется по газопроводам и только 20 % — в сжиженном виде специальными танкерами.
4. Снабжение паром и горячей водой. Рост городов мира вызвал необходимость в проведении их теплофикации. Основным источником получения пара и горячей воды являются ТЭЦ, от которых по тепловым сетям они поступают или к предприятиям (организациям), или к жилым домам.
Небольшая часть тепловой энергии вырабатывается самостоятельными котельными и прочими источниками. Наибольших масштабов система теплофикации достигла в высокоразвитых странах. Однако следует иметь в виду, что на её развитие оказывает существенное влияние климатический фактор.
5. Экологические проблемы. Производство и распределение электроэнергии, газа и воды имеет отрицательные экологические последствия. Особенно это касается тепловых электростанций, которые загрязняют окружающую среду выбросами тяжёлых металлов. При авариях на газопроводах также возникает опасность всему живому в радиусе нескольких десятков километров.
Экологические проблемы атомной энергетики связаны не только со строительством АЭС, но и с созданием хранилищ для отработанного ядерного топлива и его переработки.
З. Я. Андриевская,
кандидат педагогических наук, доцент,
О. В. Сарычева,
методист отдела методического обеспечения
естественно-математического образования
научно-методического учреждения
«Национальный институт образования» Министерства образования
Республики Беларусь,
В. Н. Сосновский,
кандидат географических наук, доцент
ТРАНСПОРТ И СВЯЗЬ
Источник: zdamsam.ru
Что такое тэс гэс аэс
Электричество можно генерировать с помощью кинетической энергии воды, тепловой энергии солнца и угля, или от ядерной энергии, которая выделяется за счет деления ядерного топлива. Читайте дальше, чтобы узнать о различных видах электростанций, которые используют один из многочисленных ресурсов для выработки электроэнергии.
Энергия для нас является важным требованием. От кондиционеров для охлаждения воздуха до заправки наших автомобилей, наша повседневная жизнь зависит от энергии. Потребности в энергии привели многие страны к войне, и она продолжает быть яблоком раздора между многими народами. Недостаточная мощность (энергия) питания является одной из основных причин, парализующих экономику.
Сильная энергетика показывает высокие темпы экономического роста и процветания любой нации. Энергия приходит в различных формах. Самой удобной из всех них является электрическая энергия. И она также может быть создана с помощью ряда различных способов, с помощью различных типов электростанций.
Хотя слово ‘генерируется’ обычно используется вместе с термином «энергия», энергия не может быть создана или уничтожена. Мы можем просто изменить форму энергии. На электростанциях энергия, которая доступна в особой форме преобразуется в другую форму.
Различные типы электростанций
Атомные электростанции
Атомные электростанции работают на химическом процессе деления. Ядерные реакторы используются для выработки электроэнергии. Расщепление — это разновидность ядерной реакции, в которой, атомы определенных элементов, называемых ядерным топливом поглощая свободные нейтроны, разделяются на два или более мелких ядер и нейтронов.
В процессе высвобождается большое количество энергии. Свободные нейтроны сталкиваются с атомами других расщепляющихся материалов, тем самым давая начало цепной реакции. Энергия, вышедшая из этой цепной реакции, используется для выработки электроэнергии.
Атомные электростанции способны контролировать или остановить эти реакции, когда они, выходят из-под контроля и становятся угрожающими. Энергия, выделяющаяся при ядерных реакциях в миллионы раз больше, чем содержится в равном количестве любого другого традиционного топлива.
Однако, то что вызывает озабоченность по поводу этих реакций заключается в том, что в процессе создается много радиоактивного материала. Эти вещества остаются радиоактивные на очень долгое время. При этом возникает проблема управления ядерными отходами. Отчеты показывают, что есть около 435 рабочих атомных электростанций в мире.
Вы, наверное, слышали и читали о ядерной аварии Фукусима. Управление «топливом» на заводах и снижения вероятности угроз предполагает высокий творческий потенциал, обширные исследования и использование передовых технологий. Кроме того, атомные станции должны быть в состоянии предотвращать теракты, крупные пожары или взрывы, так как атомные электростанции являются предпочтительными мишенями для террористических атак.
Тепловые электростанции
Эти электростанции вырабатывают электрическую энергию из тепловой энергии. Так как тепло вырабатывается за счет сжигания ископаемого топлива, такого как уголь, нефть или газ, они также именуются электростанциями на органическом топливе. Угольные электростанции были самыми ранними из тепловых электростанций.
Даже сегодня уголь является самым распространенным топливом, используемым на тепловых электростанциях. Тепло, выделяемое при сжигании ископаемого топлива, используется для вращения вращающегося оборудования, чаще всего паровой турбины или газовой турбины, которая изменяет тепловую энергию в механическую. Вращающиеся турбины подключен к генератору, который превращает механическую энергию вращения турбины в электрическую энергию. Обработка и утилизация золы играет важную роль в поддержании экологического баланса. В наши дни строятся, тепловые электростанции, использующие биомассу или биотопливо для выработки электроэнергии.
ГЭС
Эти электростанции используют кинетическую энергию текущей воды для производства электрической энергии. ГЭС хранит воду в крупных водохранилищах. Вода в этих резервуарах стекает с плотины и вращает турбины. На лопатках турбины установлены магниты. Эти магниты вращаются в медных катушках и с каждого вращения, производится электричество.
Несмотря на их полезность, их основным недостатком является то, что они сильно зависят от гидрологического цикла района, где они построены. Когда поступление воды недостаточно генерируется меньше электричества. Некоторые ГЭС останавливаются из-за нехватки воды.
Прямые выгоды плотин, водохранилищ и ГЭС включают в себя повышение доступности воды для питья и для посевов, улучшение ирригации, благоприятные возможности занятости и повышение уровня жизни селян в окрестностях. Строительство плотин и гидроэлектростанций результаты в области экономического и социального развития местного населения. Водоемы также способствуют рыбоводству и ЭКО туризму в области.
Солнечные электростанции
Солнечная энергия является одним из самых богатых природных ресурсов, способной обеспечить больше энергии, чем требует текущий спрос. Большинство солнечных электростанций концентрируют лучи солнца в один луч с помощью линз и зеркал. Потом этот луч, используется для нагрева рабочей жидкости, которая используется для выработки электроэнергии.
Кроме того, в последнее время строятся мульти-МВт фотоэлектрические электростанции, в этих электростанциях, солнечные лучи концентрируются на фотоэлектрической поверхности, которая преобразовывает энергию Солнца в электрическую энергию с помощью фотоэлектрического эффекта. Ученые работают над идеей создания космических солнечных электростанций.
Это включает в себя сбор солнечной энергии в солнечных панелях, закрепленных на спутнике на орбите земли и ее использования на земле. В космосе больше солнечной энергии, чем имеется на поверхности земли. На поверхности земли, различные факторы, такие как цикл дня и ночи, смена погоды и времена года влияют на процесс сбора энергии. Также лучи солнца проходят через газы, присутствующие в атмосфере Земли, и их интенсивность снижается. Я надеюсь, ученые преуспеют в достижении своих целей в течение нескольких десятилетий.
Человек открыл много различных способов выработки электроэнергии, но их недостаточно, поскольку потребность в электроэнергии постоянно увеличивается. Высоковольтные электродвигатели применяемые на большинстве производств потребляют много электричества. Поэтому ученые до сих пор ищут новые способы генерации энергии. Хотя деления является единственным способом получения энергии на атомных электростанциях, использование термоядерного синтеза и радиоактивного распада для производства энергии является наиболее опасным и загрязнённым способом. Что касается сохранения энергии, мы должны экономить электроэнергию, поднимаясь по лестнице вместо лифта, когда это возможно, выключив вентиляторы, телевизоры, музыкальные системы, свет и т. д. выходя из комнаты, используя таймеры и датчики, и т. д. Таким образом, мы можем сэкономить ресурсы на земле.
Вы должны быть зарегистрированы чтобы оставлять комментарии
Источник: buildinn.ru
Типы Электростанций
* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.
Оглавление
2.Типы электростанций
2.1 Тепловая электростанция
2.2 Конденсационная электростанция
2.3 Теплоэлектроцентраль
2.4 Атомная электростанция
2.5 Гидроэлектростанция
2.6 Геотермическая электростанция
3.Заключение
4.Список литературы
1.Введение
Электрическая станция — совокупность установок, оборудования и аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии, а также необходимые для этого сооружения и здания, расположенные на определённой территории.
В нашей стране электростанции можно разделить на четыре типа:
— тепловые электростанции (ТЭС), использующие природное топливо;
— гидроэлектростанции (ГЭС), использующие энергию падающей воды запруженных рек;
— атомные электростанции (АЭС), использующие ядерную энергию;
— иные электростанции, использующие ветровую, солнечную, геотермальную и другие виды энергий.
2.Типы электростанций
2.1 Тепловая электростанция
Основным типом электростанций в России являются тепловые (ТЭС). Эти установки вырабатывают примерно 67% электроэнергии России. На их размещение влияют топливный и потребительский факторы. Наиболее мощные электростанции располагаются в местах добычи топлива. ТЭС, использующие калорийное, транспортабельное топливо, ориентированы на потребителей.
Принципиальная схема тепловой электростанции представлена на рис.1. Стоит иметь в виду, что в ее конструкции может быть предусмотрено несколько контуров — теплоноситель от тепловыделяющего реактора может не идти сразу на турбину, а отдать свое тепло в теплообменнике теплоносителю следующего контура, который уже может поступать на турбину, а может дальше передавать свою энергию следующему контуру. Также в любой электростанции предусмотрена система охлаждения отработавшего теплоносителя, чтобы довести температуру теплоносителя до необходимого для повторного цикла значения. Если поблизости от электростанции есть населенный пункт, то это достигается путем использования тепла отработавшего теплоносителя для нагрева воды для отопления домов или горячего водоснабжения, а если нет, то излишнее тепло отработавшего теплоносителя просто сбрасывается в атмосферу в градирнях (их можно видеть на рисунке обложки: из себя они представляют широкие конусообразные трубы). Конденсатором отработавшего пара на неатомных электростанциях чаще всего служат именно градирни.
Тепловые электростанции используют широко распространенные топливные ресурсы, относительно свободно размещаются и способны вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний. Их строительство ведется быстро и связано с меньшими затратами труда и материальных средств. Но у ТЭС есть существенные недостатки.
Они используют невозобновимые ресурсы, обладают низким КПД (30-35%), оказывают крайне негативное влияние на экологическую обстановку. ТЭС всего мира ежегодно выбрасывают в атмосферу 200-250 млн. т золы и около 60 млн. т сернистого ангидрида, а также поглощают огромное количество кислорода. Установлено, что уголь в микродозах почти всегда содержит U238, Th232 и радиоактивный изотоп углерода. Большинство ТЭС России не оснащены эффективными системами очистки уходящих газов от оксидов серы и азота. Хотя установки, работающие на природном газе экологически существенно чище угольных, сланцевых и мазутных, вред природе наносит прокладка газопроводов (особенно в северных районах).
2.2 Конденсационная электростанция
Конденсационные электростанции (КЭС) тяготеют и к источникам топлива, и к потребителям, и поэтому очень широко распространены.
Чем крупнее КЭС, тем дальше она может передавать электроэнергию, т.е. по мере увеличения мощности возрастает влияние топливно-энергетического фактора. Ориентация на топливные базы происходит при наличии ресурсов дешевого и нетранспортабельного топлива (бурые угли Канско-Ачинского бассейна) или в случае использования электростанциями торфа, сланцев и мазута (такие КЭС обычно связаны с центрами нефтепереработки).
2.3 Теплоэлектроцентраль
ТЭЦ (теплоэлектроцентрали) представляют собой установки по комбинированному производству электроэнергии и теплоты. Их КПД доходит до 70% против 30-35% на КЭС. ТЭЦ привязаны к потребителям, т.к. радиус передачи теплоты (пара, горячей воды) составляет 15-20 км. Максимальная мощность ТЭЦ меньше, чем КЭС.
В последнее время появились принципиально новые установки:
• газотурбинные (ГТ) установки, в которых вместо паровых применяются газовые турбины, что снимает проблему водоснабжения (на Краснодарской и Шатурской ГРЭС);
• парогазотурбинные (ПГУ), где тепло отработавших газов используется для подогрева воды и получения пара низкого давления (на Невинномысской и Кармановской ГРЭС);
• магнитогидродинамические генераторы (МГД-генераторы), которые преобразуют тепло непосредственно в электрическую энергию (на ТЭЦ-21 Мосэнерго и Рязанской ГРЭС).
В России мощные (2 млн. кВт и более) построены в Центральном районе, в Поволжье, на Урале и в Восточной Сибири.
На базе Канско-Ачинского бассейна создается мощный топливно-энергетический комплекс (КАТЭК). В проекте предусмотрено строительство восьми ГРЭС мощностью по 6,4 млн. кВт. В 1989 г. был введен в строй первый агрегат Березовской ГРЭС-1 (0,8 млн. кВт).
2.4 Атомная электростанция
Атомная электростанция (АЭС), электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор (см. Ядерный реактор).
Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, затем так же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию. В отличие от ТЭС, работающих на органическом топливе, АЭС работает на ядерном горючем (в основном 233U, 235U. 239Pu).
При делении 1 г изотопов урана или плутония высвобождается 22 500 квт ч, что эквивалентно энергии, содержащейся в 2800 кг условного топлива. Установлено, что мировые энергетические ресурсы ядерного горючего (уран, плутоний и др.) существенно превышают энергоресурсы природных запасов органического топлива (нефть, уголь, природный газ и др.).
Это открывает широкие перспективы для удовлетворения быстро растущих потребностей в топливе. Кроме того, необходимо учитывать всё увеличивающийся объём потребления угля и нефти для технологических целей мировой химической промышленности, которая становится серьёзным конкурентом тепловых электростанций. Несмотря на открытие новых месторождений органического топлива и совершенствование способов его добычи, в мире наблюдается тенденция к относит увеличению его стоимости. Это создаёт наиболее тяжёлые условия для стран, имеющих ограниченные запасы топлива органического происхождения. Очевидна необходимость быстрейшего развития атомной энергетики, которая уже занимает заметное место в энергетическом балансе ряда промышленных стран мира.
Первая в мире АЭС опытно-промышленного назначения мощностью 5 Мвт была пущена в СССР 27 июня 1954 г. в г. Обнинске. До этого энергия атомного ядра использовалась преимущественно в военных целях. Пуск первой АЭС ознаменовал открытие нового направления в энергетике, получившего признание на 1-й Международной научно-технической конференции по мирному использованию атомной энергии (август 1955, Женева).
Принципиальная схема АЭС с ядерным реактором, имеющим водяное охлаждение, приведена на рис. 2. Тепло, выделяющееся в активной зоне реактора 1, отбирается водой (теплоносителем) 1-го контура, которая прокачивается через реактор циркуляционным насосом 2. Нагретая вода из реактора поступает в теплообменник (парогенератор) 3, где передаёт тепло, полученное в реакторе, воде 2-го контура. Вода 2-го контура испаряется в парогенераторе, и образующийся пар поступает в турбину 4.
Наиболее часто на АЭС применяются 4 типа реакторов на тепловых нейтронах: 1) водо-водяные с обычной водой в качестве замедлителя и теплоносителя; 2) графито-водные с водяным теплоносителем и графитовым замедлителем; 3) тяжеловодные с водяным теплоносителем и тяжёлой водой в качестве замедлителя; 4) графито-газовые с газовым теплоносителем и графитовым замедлителем.
Выбор преимущественно применяемого типа реактора определяется главным образом накопленным опытом в реакторостроении, а также наличием необходимого промышленного оборудования, сырьевых запасов и т. д. На АЭС США наибольшее распространение получили водо-водяные реакторы. Графито-газовые реакторы применяются в Англии. В атомной энергетике Канады преобладают АЭС с тяжеловодными реакторами.
В зависимости от вида и агрегатного состояния теплоносителя создаётся тот или иной термодинамический цикл АЭС. Выбор верхней температурной границы термодинамического цикла определяется максимально допустимой температурой оболочек тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), содержащих ядерное горючее, допустимой температурой собственно ядерного горючего, а также свойствами тенлоносителя, принятого для данного типа реактора.
На АЭС, тепловой реактор которой охлаждается водой, обычно пользуются низкотемпературными паровыми циклами. Реакторы с газовым теплоносителем позволяют применять относительно более экономичные циклы водяного пара с повышенными начальными давлением и температурой.
Тепловая схема АЭС в этих двух случаях выполняется 2-контурной: в 1-м контуре циркулирует теплоноситель, 2-й контур — пароводяной. При реакторах с кипящим водяным или высокотемпературным газовым теплоносителем возможна одноконтурная тепловая АЭС. В кипящих реакторах вода кипит в активной зоне, полученная пароводяная смесь сепарируется, и насыщенный пар направляется или непосредственно в турбину, или предварительно возвращается в активную зону для перегрева В высокотемпературных графито-газовых реакторах возможно применение обычного газотурбинного цикла. Реактор в этом случае выполняет роль камеры сгорания.
При работе реактора концентрация делящихся изотопов в ядерном топливе постепенно уменьшается, т. е. ТВЭЛы выгорают. Поэтому со временем их заменяют свежими. Ядерное горючее перезагружают с помощью механизмов и приспособлений с дистанционным управлением. Отработавшие ТВЭЛы переносят в бассейн выдержки, а затем направляют на переработку.
К реактору и обслуживающим его системам относятся: собственно реактор с биологической защитой, теплообменники, насосы или газодувные установки, осуществляющие циркуляцию теплоносителя; трубопроводы и арматура циркуляционного контура; устройства для перезагрузки ядерного горючего; системы спец. вентиляции, аварийного расхолаживания и др.
В зависимости от конструктивного исполнения реакторы имеют отличительные особенности: в корпусных реакторах ТВЭЛы и замедлитель расположены внутри корпуса, несущего полное давление теплоносителя; в канальных реакторах ТВЭЛы, охлаждаемые теплоносителем, устанавливаются в специальных трубах-каналах, пронизывающих замедлитель, заключённый в тонкостенный кожух. Такие реакторы применяются в СССР (Сибирская, Белоярская АЭС и др.).
При авариях в системе охлаждения реактора для исключения перегрева и нарушения герметичности оболочек ТВЭЛов предусматривают быстрое (в течение несколько секунд) глушение ядерной реакции; аварийная система расхолаживания имеет автономные источники питания.
Оборудование машинного зала АЭС аналогично оборудованию машинного зала ТЭС. Отличительная особенность большинства АЭС — использование пара сравнительно низких параметров, насыщенного или слабоперегретого.
При этом для исключения эрозионного повреждения лопаток последних ступеней турбины частицами влаги, содержащейся в пару, в турбине устанавливают сепарирующие устройства. Иногда необходимо применение выносных сепараторов и промежуточных перегревателей пара. В связи с тем что теплоноситель и содержащиеся в нём примеси при прохождении через активную зону реактора активируются, конструктивное решение оборудования машинного зала и системы охлаждения конденсатора турбины одноконтурных АЭС должно полностью исключать возможность утечки теплоносителя. На двухконтурных АЭС с высокими параметрами пара подобные требования к оборудованию машинного зала не предъявляются.
Экономичность АЭС определяется её основными техническими показателями: единичная мощность реактора, кпд, энергонапряжённость активной зоны, глубина выгорания ядерного горючего, коэффициент использования установленной мощности АЭС за год. С ростом мощности АЭС удельные капиталовложения в неё (стоимость установленного квт) снижаются более резко, чем это имеет место для ТЭС. В этом главная причина стремления к сооружению крупных АЭС с большой единичной мощностью блоков. Для экономики АЭС характерно, что доля топливной составляющей в себестоимости вырабатываемой электроэнергии 30-40% (на ТЭС 60-70%).
Из-за аварии в Чернобыле в 1986 году программа развития атомной энергетики была сокращена. После значительного увеличения производства электроэнергии в 80-е годы темпы роста замедлились, а в 1992-1993 гг. начался спад. При правильной эксплуатации, АЭС – наиболее экологически чистый источник энергии. Их функционирование не приводит к возникновению “парникового” эффекта, выбросам в атмосферу в условиях безаварийной работы, и они не поглощают кислород.
К недостаткам АЭС можно отнести трудности, связанные с захоронением ядерных отходов, катастрофические последствия аварий и тепловое загрязнение используемых водоемов. В нашей стране мощные АЭС расположены: в Центральном и Центрально-Черноземном районах, на Севере, на Северо-Западе, на Урале, в Поволжье и на Северном Кавказе. Новым в атомной энергетике является создание АТЭЦ и АСТ. На АТЭЦ, как и на обычной ТЭЦ, производится тепловая и электрическая энергия, а на АСТ – только тепловая. АТЭЦ действует в поселке Билибино на Чукотке, строятся АСТ.
2.5 Гидроэлектростанция
Гидроэлектростанции являются весьма эффективными источниками энергии. Они используют возобновимые ресурсы — механическую энергию падающей воды. Необходимый для этого подпор воды создается плотинами, которые воздвигают на реках и каналах. Гидравлические установки позволяют сокращать перевозки и экономить минеральное топливо (на 1 кВт-ч расходуется примерно 0,4 т угля).
Они достаточно просты в управлении и обладают очень высоким коэффициентом полезного действия (более 80%). Себестоимость этого типа установок в 5-6 раз ниже, чем ТЭС, и они требуют намного меньше обслуживающего персонала.
Гидравлические установки представлены гидроэлектростанциями (ГЭС), гидроаккумулирующими электростанциями (ГАЭС) и приливными электростанциями (ПЭС). Их размещение во многом зависит от природных условий, например, характера и режима реки. В горных районах обычно возводятся высоконапорные ГЭС, на равнинных реках действуют установки с меньшим напором, но большим расходом воды. Гидростроительство в условиях равнин сложнее из-за преобладания мягких оснований под плотинами и необходимости иметь крупные водохранилища для регуляции стока. Сооружение ГЭС на равнинах вызывает затопление прилегающих территорий, что приносит значительный материальный ущерб.
ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию.
Напор ГЭС создаётся концентрацией падения реки на используемом участке плотиной, либо деривацией, либо плотиной и деривацией совместно. Основное энергетическое оборудование ГЭС размещается в здании ГЭС: в машинном зале электростанции — гидроагрегаты, вспомогательное оборудование, устройства автоматического управления и контроля; в центральном посту управления — пульт оператора-диспетчера или автооператор гидроэлектростанции.
Повышающая трансформаторная подстанция размещается как внутри здания ГЭС, так и в отдельных зданиях или на открытых площадках. Распределительные устройства зачастую располагаются на открытой площадке. Здание ГЭС может быть разделено на секции с одним или несколькими агрегатами и вспомогательным оборудованием, отделённые от смежных частей здания. При здании ГЭС или внутри него создаётся монтажная площадка для сборки и ремонта различного оборудования и для вспомогательных операций по обслуживанию ГЭС.
По установленной мощности (в Мвт) различают ГЭС мощные (свыше 250), средние (до 25) и малые (до 5). Мощность ГЭС зависит от напора Нб (разности уровней верхнего и нижнего бьефа), расхода воды Q (м3/сек), используемого в гидротурбинах, и кпд гидроагрегата hг. По ряду причин (вследствие, например, сезонных изменений уровня воды в водоёмах, непостоянства нагрузки энергосистемы, ремонта гидроагрегатов или гидротехнических сооружений и т.п.) напор и расход воды непрерывно меняются, а кроме того, меняется расход при регулировании мощности ГЭС. Различают годичный, недельный и суточный циклы режима работы ГЭС.
По максимально используемому напору ГЭС делятся на высоконапорные (более 60 м), средненапорные (от 25 до 60 м) и низконапорные (от 3 до 25 м). На равнинных реках напоры редко превышают 100 м, в горных условиях посредством плотины можно создавать напоры до 300 м и более, а с помощью деривации — до 1500 м. Классификация по напору приблизительно соответствует типам применяемого энергетического оборудования: на высоконапорных ГЭС применяют ковшовые и радиально-осевые турбины с металлическими спиральными камерами; на средненапорных — поворотнолопастные и радиально-осевые турбины с железобетонными и металлическими спиральными камерами, на низконапорных — поворотнолопастные турбины в железобетонных спиральных камерах, иногда горизонтальные турбины в капсулах или в открытых камерах. Подразделение ГЭС по используемому напору имеет приблизительный, условный характер.
По схеме использования водных ресурсов и концентрации напоров ГЭС обычно подразделяют на русловые, приплотинные, деривационные с напорной и безнапорной деривацией, смешанные, гидроаккумулирующие и приливные. В русловых и приплотинных ГЭС напор воды создаётся плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уровень воды в верхнем бьефе.
При этом неизбежно некоторое затопление долины реки. В случае сооружения двух плотин на том же участке реки площадь затопления уменьшается. На равнинных реках наибольшая экономически допустимая площадь затопления ограничивает высоту плотины. Русловые и приплотинные ГЭС строят и на равнинных многоводных реках и на горных реках, в узких сжатых долинах.
В состав сооружений русловой ГЭС, кроме плотины, входят здание ГЭС и водосбросные сооружения. Состав гидротехнических сооружений зависит от высоты напора и установленной мощности. У русловой ГЭС здание с размещенными в нём гидроагрегатами служит продолжением плотины и вместе с ней создаёт напорный фронт. При этом с одной стороны к зданию ГЭС примыкает верхний бьеф, а с другой — нижний бьеф. Подводящие спиральные камеры гидротурбин своими входными сечениями закладываются под уровнем верхнего бьефа, выходные же сечения отсасывающих труб погружены под уровнем нижнего бьефа.
В соответствии с назначением гидроузла в его состав могут входить судоходные шлюзы или судоподъёмник, рыбопропускные сооружения, водозаборные сооружения для ирригации и водоснабжения. В русловых ГЭС иногда единственным сооружением, пропускающим воду, является здание ГЭС.
В этих случаях полезно используемая вода последовательно проходит входное сечение с мусорозадерживающими решётками, спиральную камеру, гидротурбину, отсасывающую трубу, а по специальным водоводам между соседними турбинными камерами производится сброс паводковых расходов реки. Для русловых ГЭС характерны напоры до 30—40 м; к простейшим русловым ГЭС относятся также ранее строившиеся сельские ГЭС небольшой мощности.
На крупных равнинных реках основное русло перекрывается земляной плотиной, к которой примыкает бетонная водосливная плотина и сооружается здание ГЭС. Такая компоновка типична для многих отечественных ГЭС на больших равнинных реках. Волжская ГЭС им. 22-го съезда КПСС — наиболее крупная среди станций руслового типа.
Самые мощные ГЭС сооружены на Волге, Каме, Ангаре, Енисее, Оби и Иртыше. Каскад гидроэлектростанций представляет собой группу ГЭС, расположенных ступенями по течению водного потока с целью полного последовательного использования его энергии. Установки в каскаде обычно связаны общностью режима, при котором водохранилища верхних ступеней регулирующе влияют на водохранилища нижних ступеней. На основе ГЭС восточных районов формируются промышленные комплексы, специализирующиеся на энергоемких производствах.
В Сибири сосредоточены наиболее эффективные по технико-экономическим показателям ресурсы. Одним из примеров этого может служить Ангаро-Енисейский каскад, в состав которого входят самые крупные гидроэлектростанции страны: Саяно-Шушенская (6,4 млн. кВт), Красноярская (6 млн. кВт), Братская (4,6 млн. кВт), Усть-Илимская (4,3 млн. кВт). Строится Богучановская ГЭС (4 млн. кВт). Общая мощность каскада в настоящее время – более 20 млн. кВт.
2.6 Геотермическая электростанция
Геотермическая электростанция — паротурбинная электростанция, использующая глубинное тепло Земли. В вулканических районах термальные глубинные воды нагреваются до температуры свыше 100?С на сравнительно небольшой глубине, откуда они по трещинам в земной коре выходят на поверхность. На геотермических электростанциях пароводяная смесь выводится по буровым скважинам и направляется в сепаратор, где пар отделяется от воды; пар поступает в турбины, а горячая вода после химической очистки используется для нужд теплофикации. В России подобные электростанции сооружены на Камчатке: Паужетская (11 тыс. кВт)
Функционирование тепловых, атомных и гидравлических электростанции негативно влияет на состояние окружающей среды. Поэтому в настоящее время большое внимание уделяется изучению возможностей использования нетрадиционных, альтернативных источников энергии. Практическое применение уже получили энергия приливов и отливов и внутреннее тепло Земли.
Ветровые энергоустановки имеются в жилых поселках Крайнего Севера. Ведутся работы по изучению возможности использования биомассы в качестве источника энергии. В будущем, возможно, огромную роль будет играть гелиоэнергетика. В США и Франции построены установки, которые работают на энергии Солнца.
3.Заключение
В связи с растущим влиянием электростанций на окружающую среду человечество вынуждено искать альтернативные источники электрической энергии. Уже сейчас во многих развитых странах Европы и Америки
начинают массово внедряться в нашу жизнь мини-станции, работающие на энергии солнца, ветра и других источников. Однако их энергия никогда не сможет в полной мере заменить АЭС, ГЭС и ТЭЦ.
Источник: referatbank.ru