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

Гидроаккумулирующие электростанции



Раздел 1. Способы выработки электрической энергии и экологические аспекты при её производстве

 

Виды энергии

Энергия – это способность производить работу. Например, при использовании электрических машин энергия совершает механическую работу.

Источники энергии (основные): ископаемое органическое топливо; вода; ядерное топливо.

Виды энергии: 1) потенциальная (вода); 2) кинетическая (ветер); 3) химическая (аккумуляторы); 4) электромагнитная; 5) электрическая; 6) световая; 7) ядерная (термоядерная).

Преимущества электрической энергии (ЭЭ) как вида:

· достаточно просто преобразовать в другие виды энергии (в механическую, световую и тепловую энергию) и обратно;

· электрическая энергия, при сравнении с другими видам энергии, достаточно просто передаётся потребителям и распределяется между ними.

Недостатки ЭЭ: нет источника, трудно аккумулируется.

 

 

Способы выработки электрической энергии

Классифицировать современные электростанции можно по способам выработки электрической энергии – традиционные способы выработки электроэнергии и возобновляемые источники энергии.

Традиционные способы выработки электроэнергии

Производство электроэнергии в ЕЭС России осуществляется тепловыми электростанциями (ТЭС) на органическом топливе – конденсационными электростанциями (КЭС, иногда их называют государственными районными электростанциями – ГРЭС) и теплоэлектроцентралями (ТЭЦ), атомными электростанциями (АЭС), гидроэлектростанциями (ГЭС) и гидроаккумулирующими электростанциями (ГАЭС).

На долю ТЭС здесь приходится более 68 % (46 % – доля КЭС и 22 % – ТЭЦ), на долю АЭС – более 11 % и на долю ГЭС (включая ГАЭС) – около 21 %.Структура генерирующих мощностей ЕЭС в течение последнего десятилетия изменялась в основном за счёт повышения доли АЭС.

Структура топливоснабжения ТЭС характеризуется данными табл. 1.1. Из этих данных видно, что происходит существенное увеличение доли газа, потребляемого электростанциями, и снижение доли мазута и угля. Основным генерирующим оборудованием на ТЭС России являются конденсационные энергоблоки мощностью от 150 до 800 МВт. Максимальная мощность энергоблока ТЭС составляет 1200, АЭС – 1000, ГЭС – 640 МВт. К концу 1997 г. эксплуатировалось 7 блоков мощностью по 500 МВт, 14 блоков мощностью по 800 МВт, 1 блок мощностью 1200 МВт. Единая энергосистема России характеризуется высокой концентрацией мощностей на электростанциях. Более 65 % установленной мощности ЕЭС России составляют крупные электростанции мощностью более 1 ГВт (к концу 1997 г. 35 ТЭС, 7 АЭС и 12 ГЭС). Мощность наиболее крупной ТЭС (Сургутской ГРЭС-2) достигла 4,8 ГВт, наиболее крупных АЭС (Балаковской, Калининской, Ленинградской) – 4, наиболее крупной ГЭС (Саяно-Шушенской) – 6,4 ГВт.

 

Таблица 1.1 Структура топливоснабжения ТЭС России*

Вид топлива Доля общего расхода топлива, %
1980 г. 1985 г. 1994 г. 1997 г.
Газ 23,6 40,0 62,8 61,5
Мазут 35,7 26,1 11,0 9,3
Твердое топливо (уголь, торф, сланцы) 40,7 33,9 26,2 29,2

* – в 1980 и 1985 гг. указаны данные по ЕЭС бывшего СССР.

 

 

Гидроэлектростанции

Гидроэлектростанции (ГЭС) предназначены для преобразования энергии воды в электрическую энергию.

Технологический процесс преобразования энергии воды в электрическую энергию показан на рисунке 1.

 

Рис. 1. Технологический процесс ГЭС

 

Вода из верхнего бьефа (ВБ) по напорному водоводу подводится к турбине и из неё выпускается в нижний бьеф (НБ). В турбине энергия воды преобразуется в механическую энергию вращения вала, от которого приводится во вращение ротор электрического генератора (гидрогенератора), где механическая энергия преобразуется в электрическую. Турбина, соединенная с генератором, называется агрегатом ГЭС, или гидроагрегатом. Характерными его параметрами являются напор (он определяется в основном разностью отметок ВБ и НБ) и мощность. Напоры на различных ГЭС изменяются в широком пределе – от нескольких метров (низконапорные ГЭС) до 700 – 1000 м.

ГЭС классифицируются по также по типу турбин.

1. Осевые турбины (за рубежом их обычно называют турбины Каплана) являются низконапорными турбинами, они используются при малых напорах – от 1-3 до 60-70 м.

2. Диагональные турбины, разработанные в последние десятилетия, отличаются от осевых турбин тем, что лопасти рабочего колеса установлены с наклоном к оси вращения (угол 45 – 60º). Они используются при напорах до 200 м.

3. Радиально – осевые турбины (за рубежом их обычно называют турбины Френсиса) являются средненапорными турбинами. Они используются при напорах в диапазоне от 40-60 до 500-700 м.

4. Ковшовые турбины (за рубежом их называют турбины Пельтона, иногда «свободноструйные») – это высоконапорные турбины, используемые при напорах более 400 – 600м.

Области использования турбин различных классов и видов по напорам представлены на рисунке 2.

 

Рис. 2. Области использования турбин различных классов

 

 

Гидроаккумулирующие электростанции

Разновидностью ГЭС являются гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС), представляющие собой гидромашины обратимого типа (насосотурбины), и предназначенных для выравнивания графика нагрузки энергосистем. В ночные часы, когда в энергосистеме имеется избыток мощности, агрегаты ГАЭС работают в насосном режиме и аккумулируют энергию, перекачивая воду из нижнего бассейна в верхний бассейн. В часы максимума нагрузки – пика они включаются в турбинный режим и выдают энергию в энергосистему. Таким образом, обратимая гидромашина может использоваться и как насос, и как турбина.

Гидроаккумулирующие электростанции строятся либо изолированно, либо в составе электрических (гидроэнергетических) комплексов, представляющих собой совокупность двух или нескольких электрических станций, объединенных совместным технологическим использованием водоёмов, электротехнических и других устройств, а также совместной эксплуатацией.

 

 

По аналогии с гидроэлектростанциями, работающими в активном режима, ГАЭС подразделяются на станции приплотиного типа, использующие концентрированный перепад уровней, создаваемый плотиной, и станции деривационного типа, использующие перепад между двумя бассейнами, соединенными наземными или туннельными водоводами.

В отечественной практике строительства ГАЭС получили станции деривационного типа. Их можно подразделить по следующим признакам:

- по напорам: на низконапорные – до 40-60 м, средненапорные – до 120 – 150 м и высоконапорные;

- по расположению здания ГАЭС: на надземные, подземные или полуподземные;

- по конструкции и назначению бассейнов: с использованием специальных бассейнов (наземных или подземных) и с использованием в качестве бассейнов естественных или искусственных водоемов;

- по конструкции водопроводящих сооружений: с открытым расположением стальных или железобетонных трубопроводов и с туннелями;

- по составу основного гидроэнергетического оборудования: с обратимыми гидромашинами и двигателями-генераторами по двухмашинной схеме, с насосами и гидротурбинами при обратимых двигателях-генераторах по трёхмашиннной схеме и с отдельным турбинно-генераторным и насосно-двигательным оборудованием по четырёхмашинной схеме.

 




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