Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Теплові електростанції



 

Теплові електростанції (ТЕС) залежно від виду енергії, яка відпускається споживачам, поділяються на конденсаційні електростанції (КЕС), призначені для відпускання електроенергії, і теплоелектроцентралі (ТЕЦ) для відпускання теплової та електричної енергії. На сучасних ТЕС головні технологічні схеми виконано за блочним принципом, при якому на електростанції встановлюють блоки, не пов'язані між собою (рис. 5.1).

Основне обладнання ТЕЦ і КЕС - це парогенератор, парова турбіна, турбогенератор і трансформатор. Усі інші елементи належать до допоміжних. Така схема спрощує технологічні комунікації, підвищує надійність, зменшує трудовитрати і спрощує експлуатацію станції.

У конденсаційних електростанціях(КЕС) теплота, яка утворюється при спалюванні органічного палива, перетворюється спочатку на механічну енергію, а потім в електричну. Їх конструктивною відмінністю є те, що відпрацьований у турбінах пар прямує в конденсатори, де перетворюється на воду, яка знов подається в паровий котел для повторного використання.

Теплота від спалювання палива в паровому котлі використовується для отримання в парогенераторі пари, яка по паропроводу поступає в парову турбіну, якасполучена з електричним генератором. Після цього відпрацьована пара конденсується в конденсаторі, для охолоджування якого використовується вода, що подається циркуляційним насосом з джерела води - це спеціально створене водоймище (водосховище-охолоджувач, басейн) або градирня (баштовий охолоджувач). Окрім вище перелічених елементів до складу споруд КЕС входять відкриті підстанції, розподільні пристрої, щити управління тощо.

Технологічна схема теплоелектроцентралі (ТЕЦ) відрізняється від схеми КЕС лише наявністю проміжних відборів пари з турбіни на опалювальні та інші потреби. У зв'язку із цим на ТЕЦ до її конденсатора доходить лише невелика кількість пари. Тому і втрати теплоти з водою, що охолоджує конденсатор, на таких станціях значно менше, ніж на конденсаційних.

Крім ТЕЦ, які обладнаними турбінами потужністю до 250 МВт з конденсацією і регульованим відбором пари на потреби теплофікації, існують ТЕЦ, які використовують турбіни з протитиском. У них відсутній конденсатор, а вся відпрацьована пара прямує до споживача тепла. ККД таких станцій (до 75%) вище, ніж у КЕС (менше 60%), що говорить на користь їх проектування.

Теплові електростанції розміщують поблизу водних джерел, паливно-сировинної бази і споживачів, враховуючи при цьому вимоги щодо охорони природи.

Промислові майданчики ТЕС за функціональним призначенням поділяють на чотири зони: передзаводську виробничу, підсобну та складську. Якщо за технологічними, санітарно-гігієнічними і протипожежними умовами створюється така можливість, то виробничу, підсобну й складську зони об'єднують в одну.

 

Атомні електростанції

Схема отримання енергії на АЕС зводиться до наступного: тепло, яке виділилося в результаті ділення ядер атомного пального в реакторі, передається воді, випаровує її, і пара, яка утворилася, прямує до турбіни - приводу електричного генератора. Відпрацьована пара конденсується і знов прямує на нагрів і випаровування.

Ядерний реактор - це пристрій, у якому відбувається керована ланцюгова реакція ділення атомних ядер з виділенням тепла, що передається теплоносію, що охолоджує реактор (наприклад, воді).

Ядерні реактори відрізняються один від одного характером розміщення палива, видом сповільнювача і теплоносія, енергетичним спектром нейтронів. Головними критеріями при виборі типу реактора є надійність, оптимальні техніко-економічні показники і безпека АЕС

Більшість АЕС працюють як конденсаційні. Принципові схеми АЕС і типи енергетичних ядерних реакторів наводяться на рис. 5.2.

Зараз існує два основні напрями в розвитку атомної енергетики: в основу одного покладено водо-водяний енергетичний реактор (ВВЕР), іншого - реактор великої потужності канальний (РВПК, рос. - РБМК); обидва реактори - на теплових повільних нейтронах (рис. 5.3).

Водо-водяний енергетичний реактор (ВВЕР) є компактною, порівняно простою й зручною в експлуатації енергетичною установкою потужністю 1370 МВт (Рівненська АЕС) та 3000 МВт (Південноукраїнська АЕС). Такі реактори надійні та стійкі в експлуатації на будь-якому рівні потужності, дозволяють забезпечити високе вигоряння палива та високі техніко-економічні показники.

Корпусний реактор типу ВВЕР являє собою вертикальну товстостінну циліндричну посудину із кришкою, що самоущільнюється та яка розрахована на тиск до 18 МПа.

Корпус реактора ВВЕР-400 має діаметр 4,5 м, висоту 11 м. Активна зона реактора, яка розміщена у корпусі, має діаметр 2,9 м, висоту 2,5 м і складається з 349 шестигранних касет, з яких 276 заповнені ядерним паливом (або твелами), які є робочими; решта (73 касети), виконують функцію керування та захисту реактора. Шляхом введення або виведення з активної зони здійснюється регулювання потужності реактора або його аварійна зупинка.

За допомогою насосів через активну зону прокачують під тиском воду (теплоносій), яка відводить від ядерного палива тепло і править за уповільнювач нейтронів.

Такі реактори працюють за двоконтурною схемою (див. рис. 5.2, а). Нагріта в реакторі вода циркулює по замкненому прямому контуру, потім вона надходить у спеціальні теплообмінники-парогенератори, віддає тепло воді другого контуру, випарює її, пара подається в турбіну, конденсується після відпрацювання в турбіні та повертається на підживлення в парогенератор.

При двоконтурній схемі пара, яка надходить до турбіни, є нерадіоактивною. Заміну витраченого ядерного палива на нове виконують після зупинки й охолодження реактора. Для цього знімають кришку корпусу і за допомогою спеціальних пристроїв проводять операцію по перевантаженню ядерного палива.

Ядерним паливом є спечений діоксид урану, збагачений до 3,3% Загальне завантаження ураном становить 42 т. У середньому щорічно необхідно обмінювати одну третину касет. Для порівняння: ТЕС такої ж потужності потребує близько 750 тис. т мазуту на рік, для перевезення якого необхідно майже 10 тис. цистерн.

Реактор великої потужності канальний (РВПК). Реактор РВПК-1000 розміщується в бетонній шахті розміром 21,6 м × 21,6 м і заввишки 25,5 м. Графітова кладка циліндричної форми служить уповільнювачем нейтронів. Її маса - 1700 т.

Атомні електростанції з таким реактором працюють за одноконтурною схемою (див. рис. 5.2, б). Вода нагрівається і перетворюється на пару безпосередньо в реакторі. До нього вона повертається після конденсації пари, яка відпрацювала в турбіні. На відміну від двоконтурної схеми, пара, яка надходить до турбіни, є радіоактивною, що потребує вжиття суворих заходів безпеки при обслуговуванні. У той же час за своїми компонувальними рішеннями одноконтурна схема є набагато простішою і не потребує спорудження парогенераторів високої вартості. Заміну відпрацьованого палива в реакторі РБМК можна здійснювати без його зупинки. Контроль за станом каналу активної зони реактора проводиться постійно й у разі потреби можна оперативно замінити паливне складання, яке втратило герметичність.

В Україні і в багатьох державах використовуються реактори на теплових нейтронах: уран-графітові реактори типу (РБМК) та корпусні водо-водяні енергетичні реактори з водою під тиском (ВВЕР). У світі поряд з АЕС на теплових нейтронах працюють АЕС з реакторами на швидких нейтронах (ШН), але в дуже обмеженій кількості.

Ядерні реактори АЕС розташовують 3 основними способами:

1. Активна частина реактора знаходиться на рівні землі або дещо вище її. Перевага цього способу полягає в простоті конструкції, у менших термінах будівництва та меншої вартості, у полегшенні ремонту і реконструкції АЕС, виключена необхідність в облаштуванні складної гідроізоляції зовнішніх стін. Недоліком є підвищена небезпека для навколишнього району при аварії реактора.

2. Весь реактор або його активна зона розташовується нижче за рівень землі.

3. Реактор разом з технічними і службовими приміщеннями розташовується в підземних камерах (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Схема наземного розташування реактора АЕС:

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.