Общая энергетика. Лекции ГТУ ПСУ АЭС ГЭС

Содержание

Слайд 2

Газотурбинные установки Газотурбинные установки (ГТУ) предназначены для получения электроэнергии при сжигании

Газотурбинные установки

Газотурбинные установки (ГТУ) предназначены для получения электроэнергии при сжигании топлива,

когда вращение турбины электрогенератора производится газообразными продуктами сгорания, а не посредством водяного пара.
По конструктивному исполнению и принципу преобразования энергии газовые турбины существенно не отличаются от паровых. Вместо громоздкого  парогенератора в ГТУ используется относительно малогабаритная камера сгорания. Топливом служит мазут или природный газ.
Прошедшие турбину продукты сгорания при необходимости могут быть использованы для нагрева воды для теплоснабжения.
Слайд 3

Устройство ГТУ компрессор турбина камера сгорания воздух топливо горячие газы отработанные

Устройство ГТУ

компрессор

турбина

камера сгорания

воздух

топливо

горячие газы

отработанные газы

Простейшая ГТУ – ГТУ непрерывного сгорания.
Часть мощность,

развиваемой турбиной, затрачивается на вращение компрессора (нагнетает воздух в камеру сгорания), а оставшаяся часть (полезная мощность) идет потребителю. Мощность, потребляемая компрессором, велика, и может в 2-3 раза превышать полезную мощность ГТУ. То есть в такой системе КПД невелик.
Старт производится от пускового мотора, с помощью которого производится раскрутка компрессора до запуска турбины.

~

электро-
генератор

Слайд 4

Цикл ГТУ Воздушный компрессор К сжимает атмо­сферный воздух, повышая его давление

Цикл ГТУ

Воздушный компрессор К сжимает атмо­сферный воздух, повышая его давление от

р0 до р2, и непрерывно подает его в камеру сгорания КС. Туда же специальным насосом непрерывно подается необходимое количество жидкого топлива. Образующиеся в камере продукты сгорания выходят из нее с тем­пературой Тз и практически с тем же давлением р2 (если не учи­тывать сопротивления), что и на выходе из компрессора (р2 = р3). Следовательно, горение топлива (т. е. подвод теплоты) происхо­дит при постоянном давлении.
В газовой турбине (ГТ) продукты сгорания адиабатно расширя­ются, в результате чего их температура снижается до Т4, а давление уменьшается до атмосферного р0. Весь перепад давлений р3 -р0 ис­пользуется для получения технической работы в турбине lтех. Боль­шая часть этой работы /к расходуется на привод компрессора, раз­ность lтех - lк затрачивается на производство электроэнергии в элек­трическом генераторе (Г) или на другие цели. Эта разность и со­ставляет полезную работу цикла (расход энергии на привод топ­ливного насоса невелик и в первом приближении его можно не учитывать).

цикл га­зотурбинной установки 1—2—3—4
1-2 – адиабатное сжатие компрессором
2-3 -Сгорание топлива изобарным подводом теплоты
3-4 -адиабатное расширение в газовой турбине
4-1 - охлаждение выброшенных в атмосферу продуктов сгорания — изобарный отвод теп­лоты

Слайд 5

Показатели ГТУ ГТУ позволяют осуществлять работу при резкопеременной нагрузке. Они могут

Показатели ГТУ

ГТУ позволяют осуществлять работу при резкопеременной нагрузке. Они могут часто

останавливаться, быстро запускаться, обеспечивать высокую скорость набора мощности и достаточно экономичную работу в широком диапазоне нагрузки. Используются как собственный источник электроэнергии на предприятиях и в небольших поселках. Стандартный порядок мощности – 100 МВт.
При полной нагрузке КПД ГТУ составляет 27-28%. Объем строительно-монтажных работ на газотурбинных электростанциях уменьшается в два раза, так  как нет необходимости в сооружении котельного цеха и насосной станции.
Основные потери в ГТУ – потери с отработанными газами (60-70%). Они на выходе из турбины имеют температуру 400-450°С. Поэтому эффективность использования возрастет при использовании ГТУ и для тепловодоснабжения по той же схеме, как и в ТЭЦ.
Слайд 6

Парогазовые установки Парогазовые электростанции – сочетание паровых и газовых турбин. Это

Парогазовые установки

Парогазовые электростанции – сочетание паровых и газовых турбин. Это объединение

позволяет снизить потери  тепловой энергии в газовых турбинах или теплоты уходящих газов паровых котлов. Тем самым обеспечивается повышение электрического КПД (до 58%) по сравнению с отдельно взятыми паротурбинными и газотурбинными установками.
Парогазовые электростанции используют два вида рабочего тела – пар и газ – и относятся к классу бинарных установок.
Применяется жидкое топливо (мазут) или газ (природный).
Схема относительно нова, но уже применяется на практике: например, на Сургутской ГРЭС-1 установлена ПГУ мощностью 250 МВт, включающая паровую турбину К-210-130 (210 МВт) и газовую турбину мощностью 40 МВт.
Как правило, такие системы используются в случае, когда необходимо максимизировать производство электроэнергии.
Слайд 7

Принцип работы ПГУ Устройство состоит из двух блоков: газотурбинной (ГТУ) и

Принцип работы ПГУ

Устройство состоит из двух блоков: газотурбинной (ГТУ) и паросиловой

(ПС) установок. В ГТУ вращение вала газовой турбины обеспечивается образовавшимися в результате сжигания топлива газами. Образовавшиеся в камере сгорания продукты горения вращают ротор турбины, а та крутит вал генератора 1 и компрессора, нагнетающего кислород в камеру сгорания.
Отработавшие в ГТУ, но все еще горячие газы поступают в котел-утилизатор. Там они нагревают пар до t=400°С и P=80 атм, достаточных для работы паровой турбины, на валу которой находится генератор 2.

В газотурбинном цикле КПД не превышает 38%. В паросиловом цикле используется еще около 20% энергии сгоревшего топлива. В сумме КПД всей установки оказывается около 58%.
Разрабатываются и другие, пока опытные, типы комбинированных ПГУ.

Слайд 8

Примеры парогазовых электростанций Университетский городок UCLA (Лос-Анджелес, США) Затраты: $188 млн

Примеры парогазовых электростанций

Университетский городок UCLA (Лос-Анджелес, США)

Затраты: $188 млн за 4

года (в конце 1990-х).
Состав: 2×14.5 МВт ГТУ; 1×48 МВт паровая турбина.
Принцип действия: ГТУ работают на природном газе и биогазе. Выхлоп этих турбин направляется к двум паровым котлам-утилизаторам, которые производят пар 400°С. Он приводит в движение генератор паровой турбины, а часть этого пара через распределительную сеть направляется к более чем 100 зданиям городка для их отопления и горячего водоснабжения.
Экономия: закупки «внешнего» электричества сократились на 85%. Затраты окупились за 7-8 лет.

Лидская ТЭЦ (Белоруссия)

Газотурбинная установка ГТЭ-25 (на основе авиадвигателя НК-321) мощностью 25 МВт, КПД не менее 36.4%, температура на выходе 460°С. Утилизируемое тепло – на паровую турбину мощностью 40 МВт. Время останова и запуска установки – около 30 минут.

Слайд 9

Северо-Западная ТЭЦ Северо-Западная ТЭЦ (С.-Петербург, Ольгино) – первая в России ТЭЦ

Северо-Западная ТЭЦ

Северо-Западная ТЭЦ (С.-Петербург, Ольгино) – первая в России ТЭЦ с

парогазовым циклом.
Мощность на 2010 год – 900 МВт (2 блока по 450 МВт). Средняя выработка в первой половине 2010 г.- ок.450000 МВт∙ч в месяц.
Оборудование – парогазовый энергоблок ПГУ-450Т (2 газовые турбины ГТЭ-160, по 160 МВт; и паровая турбина Т-125/150-7.4, на 130 МВт).
Использование парогазового цикла обеспечило КПД 51.5%, экономию топлива (=> и снижение выбросов в атмосферу) до 25%.
Максимальные приземные концентрации вредных веществ от ТЭЦ по всем ингредиентам с учетом фона не превышают 0,5 ПДК.
Потребители – экспорт в энергосистемы Финляндии, а также ЛенЭнерго, Псковская, Новгородская, Мурманская области.
Слайд 10

Электростанции с двигателями внутреннего сгорания Дизельные электростанции (ДЭС) – преобразует механическое

Электростанции с двигателями внутреннего сгорания

Дизельные электростанции (ДЭС) – преобразует механическое вращение

вала двигателя внутреннего сгорания (дизеля) в электроэнергию, вырабатываемую синхронным или асинхронным генератором переменного тока
Это самый распространенный тип локальных источников электроэнергии.
ДЭС очень просты в изготовлении и обслуживании.
ДЭС мобильны, автономны и потому широко используются в труднодоступных районах, в мобильном вооружении.
Дизель-генераторы используются в качестве резервных источников питания систем собственных нужд АЭС и крупных ТЭС.
Слайд 11

Параметры ДЭС Современные ДЭС представлены в очень широком диапазоне параметров в

Параметры ДЭС

Современные ДЭС представлены в очень широком диапазоне параметров в зависимости

от предполагаемой сферы применения.
Они вырабатывают переменный ток (50 Гц, 1-3 фазы, 220-380 В), мощность составляет 0.5-5000 кВт, удельный расход топлива – 200-500 г/кВт·ч, масса – 20 (переносные)-1500 (на автошасси)- 5000 (контейнерные) кг.
КПД ДЭС составляет в основном не более 25-30%.
Стоимость ДЭС составляет от $500 до $1000000.

Переносная ДЭС Контейнерная ДЭС

Слайд 12

Проблемы и перспективы ДЭС Первоочередные проблемы использования ДЭС – экологические (выхлоп,

Проблемы и перспективы ДЭС

Первоочередные проблемы использования ДЭС – экологические (выхлоп, утечка

топлива и масла).
ДЭС применяются как основной источник энергии в условиях Крайнего Севера ⇒ себестоимость их энергии из-за завозного топлива и невысокого КПД достигает 20 руб/кВт·ч!!! (в 100 раз больше, чем электроэнергия, производимая на ГЭС, в 20 раз больше, чем электроэнергия, производимая на ТЭЦ и КЭС)
Направления увеличения эффективности эксплуатации
Использование выхлопов для нагрева воды (теплоснабжение)
Использование дешевых типов топлива (например, сырая нефть)
Совместная эксплуатация с нетрадиционными источниками энергии (например, ветроэлектростанции: ДЭС включается во время безветрия)
Слайд 13

Влияние ТЭС на экологию двуокиси серы – 27 млн. тонн двуокиси

Влияние ТЭС на экологию

двуокиси серы – 27 млн. тонн
двуокиси углерода –

53 млн. тонн
окиси азота – 9 млн. тонн
углеводородов – 12 млн. тонн

Отрицательное влияние ТЭС на окружающую среду связано: с расходованием больших количеств кислорода на горение топлива; с выбросом в атмосферу СО2, а также с повышением температуры окружающего воздуха. Кроме того, ТЭС, использующие органическое топливо, загрязняют окружающую среду окислами азота, серы, углерода, а также углеводородами.
На долю ТЭС приходится около 14 процентов общего загрязнения атмосферы техническими средствами, что составляет в год:

Особенно опасны канцерогенные окислы азота.

СО2 – столько же, сколько все люди и животные

Слайд 14

Влияние ТЭС на экологию (продолжение) В выбросах ТЭС присутствуют и радиоактивные

Влияние ТЭС на экологию (продолжение)

В выбросах ТЭС присутствуют и радиоактивные элементы

(изотопы углерода С14 и пр.) ⇒ фон вокруг ТЭС выше, чем вокруг АЭС.
ТЭС на 2400 МВт при высоте дымовой трубы 180 м создает концентрацию вредных выбросов в атмосферу, которые на расстоянии 1 км от нее в 3-12 раз превышают ПДК.
ТЭС, работающие на каменном угле, создают значительные золоотвалы. Для ТЭС мощностью в 1 ГВт они ежегодно занимают площадь 0,5 км2  при высоте в 2 м. Вообще, ТЭС, работающие на угле, загрязняют окружающую среду больше, чем на других видах топлива («рекорд» – Hazelwood, Австралия, ТЭС на буром угле).
ТЭС оказывают отрицательное воздействие и за счет сброса в водоемы охлаждающей воды, подогретой в конденсаторах. При этом происходит «тепловое загрязнение» водоемов и  интенсивное размножение водорослей.
Слайд 15

Самые грязные теплоэлектростанции, ТОР 10 Hazelwood Австралия 1.58 Edwardsport США 1.56

Самые грязные теплоэлектростанции, ТОР 10

Hazelwood Австралия 1.58
Edwardsport США 1.56
Frimmersdorf Германия 1.27
HR Milner Канада 1.25
CTG Portes

Gil Мексика 1.18
Belchatow Польша 1.09
Prunerov Чехия 1.07
Niihamanishi Япония 1.02
Cockenzie Великобритания 0.99
Porto Tolle Италия 0.78

(По «эффективности» выброса СО2 – мегатонн на ТВт·ч)

Слайд 16

Снижение вредных выбросов на ТЭС Производится оптимизация условий сгорания топлива для

Снижение вредных выбросов на ТЭС

Производится оптимизация условий сгорания топлива для уменьшения

удельного расхода топлива и снижения выбросов золы и вредных газов (предварительная подготовка: добавка малого количества воды в мазут на 30% снижает образование оксида азота; используются оптимизированные горелочные устройства).
Для улавливания летучей золы применяются циклонные. сепараторы (центрифуга), фильтры и мокрые золоуловители (разбрызгиватели воды).
Зола в зависимости от вида топлива, метода его сжигания и способа удаления из топки котла может служить ценным сырьем для промышленности строительных материалов.
Применяются каталитические фильтры очистки отработавших газов (как и в автомобилях). Платиновые катализаторы для окисления «недогоревшего» топлива (углеводородов).
Слайд 17

Снижение вредных выбросов на ТЭС (2) ТЭС без выбросов СО2 –

Снижение вредных выбросов на ТЭС (2)

ТЭС без выбросов СО2 – Элсам,

Дания (2006, 420 МВт). СО2 из дыма связывается специальной жидкостью, которая при нагреве до 120°С отдает газ, собираемый в хранилище (исчерпанные газоносные слои). Технология снижает расходы на удаление СО2 из выбросов с 60 до 30 € за тонну. Стоимость проекта – 16 млн € (пополам ЕС и частные предприятия), из которых 30% - на хранение СО2. План – получить экономически выгодные технологии к 2020 г., снизить промышленные выбросы СО2 в ЕС на 30% (т.е. полные выбросы СО2 в ЕС – на 10%).
Расчеты показывают, что при применении данной технологии стоимость энергии возрастет на 50% (в т.ч. и из-за энергоемкости дополнительных процессов). Но полученный СО2 можно закачивать в нефтяные скважины, увеличивая выход нефти с 40 до 60%. Тогда стоимость энергии вырастет всего на 30%.

Другой метод – очистка топлива, особенно каменного угля, от вредных примесей (серы, ртути). Основной метод – газификация с целью получения сепарируемых горючих газов и утилизируемых отходов. Также предлагается удаление влаги из угля => более полное сгорание. Разрабатываются в США и Австралии (большая доля использования угля в промышленности), инвестиции $ 2.5 млрд.
По оценкам, проект станет экономически жизнеспособным не ранее 2025 года. Для заметного снижения выбросов надо инвестировать $20 млрд в течении 10 лет

Слайд 18

Снижение вредных выбросов на ТЭС (3) Существующий в РФ алгоритм расчета

Снижение вредных выбросов на ТЭС (3)

Существующий в РФ алгоритм расчета ущерба

природе приводит к малым суммам штрафов за выбросы.
Например, ТЭЦ-1 в Красноярске за превышение норм выброса и неоплату нормированных квот выброса была оштрафована на 200000 р, что сравнимо с ее доходами за день работы.
(Для сравнения, в Казахстане за превышение норм выброса двух ТЭЦ «Астана-Энерго» был начислен штраф 116 млн. тенге≈25 млн.р.)
Этого хватает лишь на содержание аппарата природоохранных ведомств и организацию контроля окружающей среды, средств для восполнения нанесенного ущерба нет.
Эксплуатационные затраты существующих установок комплексной химической очистки достигают 10% от годового дохода предприятия. При этом относительный размер штрафных санкций равен 0.05%.
Следовательно, сегодня в России у предприятий-загрязнителей полностью отсутствуют экономические стимулы к проведению природоохранных мероприятий!
Слайд 19

Снижение вредных выбросов на ТЭС (4) При сотрудничестве СПбГПУ и ЛенЭнерго

Снижение вредных выбросов на ТЭС (4)

При сотрудничестве СПбГПУ и ЛенЭнерго была

создана и испытана на ТЭЦ-15 (Автово) установка глубокой электронно-лучевой очистки (ЭЛО) топочных газов от окислов серы и азота.
Поток дыма обрабатывается пучком электронов, которые выбивают из основных молекул воздуха N2, O2, H2O активные радикалы N, O, H, OH, которые доокисляют NOx и SOx до кислот HNO3 и H2SO4. При добавлении аммиака образуются твердые сухие соли аммония, которые легко собираются и используются как удобрение. Очищенный газ (степень очистки - до 98%) - в дымовую трубу.

Выигрыш «нашей» схемы – в основном за счет более дешевых и экономичных в эксплуатации ускорителей электронов.

Слайд 20

Классификация ТЭС Конденсационные электростанции 2.1. Схема КЭС 2.2. Оборудование КЭС 2.3.

Классификация ТЭС
Конденсационные электростанции
2.1. Схема КЭС
2.2. Оборудование КЭС
2.3. Показатели КЭС
3.

Теплоэлектроцентрали
4. Газотурбинные установки
5. Парогазовые установки
6. Электростанции с двигателями внутреннего сгорания
Влияние ТЭС на экологию
Гидроэлектростанции
Слайд 21

АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ Обычные ТЭС принципиально отличаются от АЭС только тем,

АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ

Обычные ТЭС принципиально отличаются от АЭС только тем,

что рабочее тело на них получает теплоту в парогенераторах при сжигании органического топлива (на АЭС - в ядерных реакторах). Для подогревания воды и превращения ее в пар на ТЭС используется теплота, получаемая при сжигании угля, а на АЭС - теплота, получаемая с помощью управляемой ядерной реакции деления.
На атомных электрических станциях тепловая энергия, которая идет на производство пара, выделяется при делении ядер атомов вещества, это вещество называется ядерным топливом или ядерным горючим. Им служит в основ-ном обогащенный природный уран U238 в смеси с ураном U235 и иногда торий (Th 232). Ядерное топливо выделяет теплоты в миллион раз больше, чем лучшее органическое топливо.
Слайд 22

Схема работы АЭС с (ВВЭР)

Схема работы АЭС с (ВВЭР)

Слайд 23

Ядерная реакция ТВЭЛ – тепловыделяющий элемент

Ядерная реакция

ТВЭЛ – тепловыделяющий элемент

Слайд 24

Основные элементы ядерного реактора 1. Ядерное топливо – обычный или обогащенный

Основные элементы ядерного реактора

1. Ядерное топливо – обычный или обогащенный

уран, плутоний
2. Замедлитель нейтронов – если родившийся при делении ядра нейтрон ничем не затормозить, он не будет захвачен другим ядром рабочего урана U 235. Это графит, тяжелая вода, обычная вода.
3. Отражатель – это тот же замедлитель, но расположенный вокруг реактора, его атомы отражают нейтроны, стремящиеся покинуть реактор.
4. Регулирующие стержни. Они изготовлены из материалов, поглощающих нейтроны. Если в реакторе число нейтронов повышается (а это опасно), – стержни опускают в реактор. Если нейтронов слишком мало (падает мощность котла), – стержни поднимают.
5. Теплоноситель – вода, пар, расплавленные металлы, газы.
Слайд 25

Принцип работы атомных электрических станций Основной элемент станции - ядерный реактор,

Принцип работы атомных электрических станций

Основной элемент станции - ядерный реактор, который

состоит из активной зоны, отражателя, системы охлаждения, системы управления, регулирования и контроля, корпуса и биологической защиты.
В рабочие каналы активной зоны помещают ядерное топливо в виде урановых или плутониевых стержней, покрытых герметичной металлической оболочкой. В этих стержнях и происходит ядерная реакция, сопровождаемая выделением большого количества тепловой энергии. Поэтому стержни с ядерным топливом называют тепловыделяющими элементами или сокращенно твэлами. Количество твэлов в активной зоне доходит до нескольких
В активную зону помещают замедлитель нейтронов, через нее также проходит теплоноситель, под которым понимают вещество, служащее для отвода теплоты. В качестве теплоносителя используется обычная вода, тяжелая вода, водяной пар, жидкие металлы, некоторые инертные газы (углекислый газ, гелий). Теплоноситель с помощью принудительной циркуляции омывает в рабочих каналах поверхности твэлов, нагревается и уносит теплоту для дальнейшего использования. Активная зона окружена отражателем, который возвращает в нее вылетающие нейтроны.
Мощность энергетического реактора определяется возможностями быстрого отвода теплоты из активной зоны.
Основная часть энергии, выделяющейся при ядерной реакции в твэлах, идет на нагревание ядерного топлива, а небольшая часть - на нагревание замедлителя. Поскольку отвод теплоты происходит за счет конвективного теплообмена, то для повышения его интенсивности следует увеличивать скорость движения теплоносителя. Так, скорость движения воды в активной зоне составляет примерно 3 - 7 м/с, а скорость газов 30 - 80 м/с.
Управление реактором производится с помощью специальных стержней, поглощающих нейтроны. Стержни вводятся в активную зону и изменяют поток нейтронов, а, следовательно, и интенсивность ядерной реакции
Слайд 26

Принцип работы атомных электрических станций Общий вид и схемы работы АЭС:

Принцип работы атомных электрических станций

Общий вид и схемы работы АЭС:
а

– общий вид атомной электростанции: 1 – хранилища топлива;
2 – реакторные здания; 3 – машинный зал; 4 – электрическая подстанция;
5 – хранилище жидких отходов;
Слайд 27

Схема первой АЭС Элементы первой АЭС 1 – графитовый замедлитель; 2

Схема первой АЭС

Элементы первой АЭС
1 – графитовый замедлитель;
2 – стержни

реактора;
3 – кольцевой коллектор;
4 – подогреватель;
5 – парогенератор;
6 – пароперегреватель;
7 – турбина;
8 – конденсатор;
9 – насос второго контура;
10 – компенсатор;
11 – насос первого контура;
12 – стальной кожух;
13 – графитовый отражатель;
4 – бетонная защита
Слайд 28

Типы ядерных реакторов Теплота, выделяемая в реакторе, может передаваться рабочему телу

Типы ядерных реакторов

Теплота, выделяемая в реакторе, может передаваться рабочему телу

теплового двигателя (турбины) по одноконтурной, двухконтурной и трехконтурной схемам.
Каждый контур представляет собой замкнутую систему.
Схема АЭС, в которой пар, направляемый в турбину, производится реактором, называется одноконтурной
Вода, в особенности содержащая твердые примеси, становится радиоактивной в корпусе реактора. Поэтому в одноконтурных АЭС все оборудование работает в радиационно-активных условиях. Это усложняет его эксплуатацию. Преимуществом таких АЭС является лишь простота конструкции.

Принципиальные схемы одноконтурной АЭС:
1 – реактор; 2 – турбина;
– парогенератор;
4 - конденсатор;
5 – деаэратор;
6 – сепаратор;
7 – паросборник;
8 – компенсатор объема;
9 – конденсатный насос;
10 – циркуляционный насос;

Слайд 29

Типы ядерных реакторов В двухконтурных АЭС контуры первичного теплоносите-ля и рабочего

Типы ядерных реакторов

В двухконтурных АЭС контуры первичного теплоносите-ля и рабочего

тела разделены. Теплоноситель, циркулирующий в первом кон-туре, является источником теплоты для второго контура. Во втором контуре имеется парогенерирующее устройство, в котором образуется пар для паротур-бинной установки. В этом случае рабочее тело обладает гораздо меньшей ради-ационной активностью, что упрощает эксплуатацию АЭС.
В первом контуре двухконтурной АЭС поддерживается более высокое давление, чем давление пара во втором контуре, чтобы избежать вскипания во-ды. Для уменьшения давления в реакторе можно использовать теплоноситель кипящих при высокой температуре жидких металлов или газа..

Принципиальные схемы двухконтурной АЭС:
1 – реактор; 2 – турбина;
– парогенератор;
4 - конденсатор;
5 – деаэратор;
6 – сепаратор;
7 – паросборник;
8 – компенсатор объема;
9 – конденсатный насос;
10 – циркуляционный насос;
11 – питательный насос;
12 – промежуточный пароперегреватель

Слайд 30

Трехконтурная АЭС схема работы трехконтурных АЭС; 1 – реактор с первичной

Трехконтурная АЭС

схема работы трехконтурных АЭС; 1 – реактор с первичной биологической

защитой;
2 – вторичная биологическая защита;
3 – турбина;
4 – электрический генератор;
5 – конденсатор или газоохладитель;
6 – насос или компрессор;
7 – регенаративный теплообменник;
8 – циркуляционный насос;
9 – парогенератор;
10 – промежуточный теплообменник
Слайд 31

Классификация реакторов Реакторы делятся по следующим показателям: 1. назначению: энергетические, исследовательские,

Классификация реакторов

Реакторы делятся по следующим показателям:
1. назначению: энергетические, исследовательские,

экспериментальные;
2. нейтронно-физическим характеристикам: реакторы на быстрых нейтронах, реакторы на промежуточных нейтронах, реакторы на теп-ловых нейтронах;
3. виды ядерного топлива:
- природная урановая руда – в ней содержится 0,7% урана U235;
- малообогащенный уран – в нем содержится 1-2% U235;
- высокообогащенный уран - – в нем содержится более 90 % урана U235.
4. роду замедлителя: вода, графит, тяжелая вода;
5. роду теплоносителя: вода, пар, жидкие металлы, газы;
6. конструктивным особенностям: корпусные, канальные.
Слайд 32

Особенности АЭС . В ядерном реакторе температура производимого пара существенно ниже,

Особенности АЭС

. В ядерном реакторе температура производимого пара существенно ниже, чем

в парогенераторе ТЭС на органическом топливе, поскольку в первом применяется теплообменник и турбину вращает пар вторичного контура. В результате термический КПД АЭС только 30 %, в то время как для электростанций на угле, нефти или газе он достигает 40 %. А это означает, что при одинаковом производстве электроэнергии на АЭС образуется примерно в полтора раза больше сбросной теплоты, чем на электростанции на органическом топливе. Потенциально опасные отходы производства образуются на электростанциях обоих типов (ТЭС и АЭС). На АЭС – это отходы с высоким уровнем радиоактивности, значительная часть которых имеет длительное время полураспада.
Так как для существующих АЭС характерен низкий перегрев то пар поступает в турбину насыщенным, поэтому при достижении предельной влажности (по условиям эрозийного износа лопаток 8-12%) он выводится из промежуточных ступеней турбины и пропускается через сепаратор для отделения влаги, а за-тем через пароперегреватель. Затем пар снова поступает в последующие ступени турбины
Единичные мощности энергоблоков достигают 1000 МВТ и более. Себе-стоимость производимой на АЭС энергии сопоставима с себестоимостью электроэнергии, отпускаемой с ТЭС.
Слайд 33

РЕАКТОРЫ-РАЗМНОЖИТЕЛИ НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ Природный уран состоит из смеси двух изотопов.

РЕАКТОРЫ-РАЗМНОЖИТЕЛИ НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ

Природный уран состоит из смеси двух изотопов. Один

из изотопов урана имеет атомный вес 235, а второй - атомный вес 238, причем изотоп урана с атомным весом 238 (U 238) очень широко распространен в природе. Природная урановая руда на 99,3% состоит из изотопов урана с атомным весом 238, и лишь 0,7% приходится на изотоп урана с атомным весом 235. Ядра U 238 де- лятся от нейтронов очень высоких энергий (быстрых нейтронов). Но количе- ство нейтронов, полученных в результате деления, невелико – что не вызывает цепную реакцию этого изотопа. А для деления U235 нужны медленные нейтро- ны.
Изотоп урана U 235 – является единственным встречающимся в природе делящимся изотопом и относится к невозобновимым ресурсам. Этот изотоп не образуется в природе, и если его запасы использовать в реакторах, он исчезнет навсегда. А изотоп урана U 238 является «бездельником» в обычных реакторах. Необходимо было создать такую технологию, чтобы использовать изотоп U 238, встречающийся в природе в гораздо больших количествах. Этот изотоп не поддерживает цепную реакцию, но может быть преобразован в элемент, кото- рый такую реакцию поддерживает.
У ученых родилась блестящая идея – окружить урановые блоки слоем урана U 238. Нейтроны, которые не были захвачены в рабочем уране, будут за- хвачены этим слоем.
Слайд 34

РЕАКТОРЫ-РАЗМНОЖИТЕЛИ НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ Ядро урана U 238, захватившее нейтрон, преобразуется

РЕАКТОРЫ-РАЗМНОЖИТЕЛИ НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ

Ядро урана U 238, захватившее нейтрон, преобразуется в

ядро нептуния, которое, в свою очередь, дает очень важный элемент – плутоний. Ядра плуто- ния распадаются так же легко, как ядра урана U 235.
Подобно урану U 238 ведут себя ядра тория. После захвата нейтрона ядро тория превращается в изотоп урана U 233, который, подобно плутонию, способен делиться.
Слайд 35

Эот процесс представляет собой расширенное воспроизводство ядерного горючего (в печке горят

Эот процесс представляет собой расширенное воспроизводство ядерного горючего (в печке горят

дрова, но их количество не уменьшается, а даже стано-вится больше).
На смену утраченным выгоревшим ядрам урана U 235 появляются новые столь же полезные ядра плутония или урана U 233.
Таким образом, ядерное топливо воспроизводится таким же или более быстрым темпом, чем оно расходуется. При этом более распространенный изо-топ урана U 238 превращается в делящийся материал, что существенно увели-чивает ресурсную базу ядерной энергетики.
В реакторе–размножителе на быстрых нейтронах в качестве теплоносителя нельзя использовать воду, так как замедление нейтронов здесь нежелательно. Вместо нее в современных конструкциях в качестве теплоносителя используется жидкий натрий.

РЕАКТОРЫ-РАЗМНОЖИТЕЛИ НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ

Слайд 36

Принципиальная схема реактора-размножителя на быстрых нейронах с жидкометаллическим теплоносителем: 1 –

Принципиальная схема реактора-размножителя на быстрых нейронах с жидкометаллическим теплоносителем:

1 – сепаратор

перегреватель;
2 – турбина низкого давления;
3 – генератор;
4 – конденсатор;
5 – конденсаци-онный насос;
6 – регенеративные теплообменники;
7 – испаритель;
8 – питательный насос;
9 – реактор;
10 – промежуточный теплообменник;
11 – пароперегреватель;
12 – турбина высокого давления
Слайд 37

Биологическая защита Биологическая защита выполняет функции изоляции реактора от окру-жающего пространства,

Биологическая защита

Биологическая защита выполняет функции изоляции реактора от окру-жающего пространства,

т. е. от проникновения за пределы реактора мощных потоков нейтронов, α-, β-, γ-лучей и осколков деления. Защита реактора выполняется в виде толстого слоя (до нескольких метров) бетона с внутренними каналами, по которым циркулирует вода или воздух для отвода теплоты. Количество этой теплоты равно 3 - 5 % от всей выделенной в реакторе энергии.
Защита должна ограничивать уровни излучений до значений, не превышающих допустимых доз как при работе реактора, так и при его останове.
Биологическая защита, в первую очередь, предназначается для создания безопасных условий работы обслуживающего персонала. Поэтому все излучающие устройства (первый контур) помещаются внутри защитной оболочки.
Слайд 38

Типы реакторов Самый распространенный тип реакторов – ВВЭР -( корпусных водоводяной

Типы реакторов

Самый распространенный тип реакторов –
ВВЭР -( корпусных водоводяной энергетический реактор)

Кроме в (ВВЭР) используются созданные нашими учеными канальные реакторы типа РБМК и реакторы-размножители на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем типа БН.
Слайд 39

Основные преимущества атомной энергетики: 1) АЭС почти не зависят от месторасположения

Основные преимущества атомной энергетики:

1) АЭС почти не зависят от месторасположения

источников сырья вследствие компактности ядерного топлива и легкой его транспортировки. Однако для охлаждения АЭС необходим мощный источник воды (морской или пресной);
2) сооружение мощных энергетических блоков имеет благоприятные перспективы, так как один реактор может дать электрическую мощность около 2 ГВт;
3) малый расход горючего не требует загрузки транспорта;
4) АЭС практически не загрязняют окружающую среду.
Слайд 40

Достоинства атомных станций Достоинства атомных станций: Сравнительный объем топлива, используемого за

Достоинства атомных станций

Достоинства атомных станций: 
Сравнительный объем топлива, используемого за год одним

реактором типа ВВЭР-1000Небольшой объём используемого топлива и возможность его повторного использования после переработки (для сравнения, ежедневно одна только Троицкая ГРЭС мощностью 2000 МВт сжигает за сутки два железнодорожных состава угля);
Высокая мощность: 1000—1600 МВт на энергоблок;
Низкая себестоимость энергии, особенно тепловой.
Возможность размещения в регионах, расположенных вдали от крупных водоэнергетических ресурсов, крупных месторождений угля, в местах, где ограничены возможности для использования солнечной или ветряной электроэнергетики.
При работе АЭС в атмосферу выбрасывается некоторое количество ионизированного газа, однако обычная тепловая электростанция вместе с дымом выводит еще бо́льшее количество радиационных выбросов, из-за естественного содержания радиоактивных элементов в каменном угле.
Слайд 41

Недостатки атомных станций Облучённое топливо опасно, требует сложных и дорогих мер

Недостатки атомных станций

Облучённое топливо опасно, требует сложных и дорогих мер по

переработке и хранению;
Нежелателен режим работы с переменной мощностью для реакторов, работающих на тепловых нейтронах;
С точки зрения статистики и страхования крупные аварии крайне маловероятны, однако последствия такого инцидента крайне тяжёлые;
Большие капитальные вложения, как удельные, на 1 МВт установленной мощности для блоков мощностью менее 700—800 МВт, так и общие, необходимые для постройки станции, её инфраструктуры, а также в случае возможной ликвидации.
Слайд 42

АЭС России Первая советская АЭС была построена в 1954 году в

АЭС России

Первая советская АЭС была построена в 1954 году в городе

Обнинске. Это двухконтурная АЭС. В реактор погружено 128 семиметровых стержней с графитовым замедлителем. Масса ядерного топлива составляет 550 кг.
На начало 1991г. в стране действовало 15 АЭС с 47 энергоблоками. На промышленных АЭС в основном установлены энергетические ядерные реакторы с водой под давлением корпусного типа (ВВЭР– 600 и ВВЭР- 1000) и канальные водографитовые реакторы РБМК-1000 и РБМК-1500, суммарная установленная мощность которых приведена ниже:
Тип реактора Число Мощность, МВт
ВВЭР-1000 16 16000
ВВЭР-440 8 3212
ВВЭР-365 1 365
РБМК-1000 14 14000
РБМК-1500 2 3000
АМБ-200 1 160
ЭГЦ-6 4 48
БН-600 1 600
Слайд 43

Действующие АЭС России Балаковская Белоярская Билибинская Волгодонская Калининская Кольская Курская Ленинградская Нововоронежская Смоленская

Действующие АЭС России

Балаковская
Белоярская
Билибинская
Волгодонская
Калининская

Кольская
Курская
Ленинградская
Нововоронежская
Смоленская

Слайд 44

Крупнейшие АЭС России Ленинградская ( мощность 4000 МВт) Калининская ( мощность

Крупнейшие АЭС России

Ленинградская ( мощность
4000 МВт)

Калининская ( мощность
3000

МВт)

- Смоленская ( мощность 3000 МВт)

- Курская ( мощность 4000 МВт)

Слайд 45

Проектируемые атомные станции Нижегородская Плавучая Калининградская Северская Тверская

Проектируемые атомные станции

Нижегородская
Плавучая
Калининградская
Северская
Тверская

Слайд 46

БИЛИБИНСКАЯ АТОМНАЯ ТЕПЛО-ЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛЬ. Магаданская область. Машинный зал

БИЛИБИНСКАЯ АТОМНАЯ ТЕПЛО-ЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛЬ. Магаданская область. Машинный зал

Слайд 47

География планируемого размещения ПАТЭС в России

География планируемого размещения ПАТЭС в России

Слайд 48

Использование энергии водных ресурсов «Хотя в мире нет предмета, который был

Использование энергии водных ресурсов

«Хотя в мире нет предмета, который был бы

слабее и нежнее воды, но она может разрушить самый твердый предмет»
древнекитайский философ Лао-цзы (IV–III вв. до н.э.) 
Слайд 49

1. Водные ресурсы

1. Водные ресурсы

Слайд 50

Рис. Круговорот воды в природе

Рис. Круговорот воды в природе

Слайд 51

Слайд 52

Гидроэнергетические ресурсы речного стока Гидравлическая энергия рек представляет собой работу, которую

Гидроэнергетические ресурсы речного стока

Гидравлическая энергия рек представляет собой работу,
которую совершает текущая

в них вода.
Силой, осуществляющей работу водного потока, является
собственный вес воды.
Слайд 53

Энергия морей и океанов Энергия Мирового океана включает в себя энергию

Энергия морей и океанов

Энергия Мирового океана включает в себя энергию ветровых

волн, океанических течений, приливов, прибоев, градиентов солености и теплоты.
Приливная энергия:
Средняя потенциальная мощность за приливной период:
Слайд 54

Энергия волн морей и океанов. Полная энергия волны складывается из потенциальной и кинетической энергий:

Энергия волн морей и океанов. Полная энергия волны складывается из потенциальной и

кинетической энергий:
Слайд 55

Энергия морских течений Тепловая энергия океана

Энергия морских течений
Тепловая энергия океана

Слайд 56

Слайд 57

Гидроэнергетические установки (ГЭУ) - это совокупность компонентов, связанных между собой и

Гидроэнергетические установки (ГЭУ) - это совокупность компонентов, связанных между собой и

служащих для преобразования энергии (кинетической и потенциальной) в электрическую или наоборот.
В зависимости от преобразования и использования гидравлической энергии различают следующие основные типы ГЭУ:
- гидроэлектростанции (ГЭС)
- насосные станции (НС)
- гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС)
- приливные электростанции (ПЭС)
- волновые гидроэлектростанции (ВГЭС)
- малые гидроэлектростанции (МГЭС)

2. Гидроэнергетические установки и их типы

Слайд 58

Гидроэлектрическая станция (ГЭС) –гидроэнергетическая установка, включающая в себя плотину, которая перегораживает

Гидроэлектрическая станция (ГЭС) –гидроэнергетическая установка, включающая в себя плотину, которая перегораживает

реку и создает подъем уровня воды, и здание станции, в котором размещаются гидравлические турбины, генераторы и другое электрическое и механическое оборудование.
Слайд 59

Мощность Nгэс (Вт) гидроэлектростанции:

Мощность Nгэс (Вт) гидроэлектростанции:

Слайд 60

Схема ГЭС

Схема ГЭС

Слайд 61

https://www.youtube.com/watch?v=De47OX2oSF08 элементарно о гэс https://www.youtube.com/watch?v=uPjIJCmzm7w Как работает гэс

https://www.youtube.com/watch?v=De47OX2oSF08
элементарно о гэс
https://www.youtube.com/watch?v=uPjIJCmzm7w
Как работает гэс

Слайд 62

Принцип работы Общий принцип работы: ГЭС преобразуют кинетическую энергию падающей воды

Принцип работы

Общий принцип работы:
ГЭС преобразуют кинетическую энергию падающей воды в механическую

энергию вращения турбины, а турбина приводит во вращение электромашинный генератор тока.
Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией — естественным током воды.
Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.
Непосредственно в самом здании гидроэлектростанции располагается все энергетическое оборудование. В зависимости от назначения, оно имеет свое определенное деление. В машинном зале расположены гидроагрегаты (преобразуют энергию тока воды в электрическую энергию). Есть еще всевозможное дополнительное оборудование, устройства управления и контроля за работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое.
Слайд 63

Слайд 64

Слайд 65

Слайд 66

По способу создания напора ГЭС различают три основные схемы: плотинная, деривационная

По способу создания напора ГЭС различают три основные схемы: плотинная, деривационная

и плотинно-деривационная http://energetika.in.ua/ru/books/book-3/part-2/section-2/2-4

Рис. Принципиальные схемы ГЭС: а) плотинная; б) деривационная; в) комбинированная

Слайд 67

Плотина Дворжак, в 219 метров высотой– третья самая высокая плотина в

Плотина Дворжак, в 219 метров высотой– третья самая высокая плотина в

США и самая высокая прямоосная дамба в Западном полушарии.
Слайд 68

Теребля-Рикская ГЭС (за зданием ГЭС виден «выходной портал» туннеля и металлический водовод длиной 350 м)

Теребля-Рикская ГЭС (за зданием ГЭС виден «выходной портал» туннеля и металлический

водовод длиной 350 м)
Слайд 69

Насосная станция – гидроэнергетическая установка, предназначенная для перекачки воды с низких

Насосная станция – гидроэнергетическая установка, предназначенная для перекачки воды с низких

отметок на высокие и для перемещения воды в удаленные пункты.
Потребляет электрическую энергию, которая преобразуется в полезную для перекачки воды.
Слайд 70

гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС) – гидроэнергетическая установка, совмещающая работу гидроэлектростанции и насосной

гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС) – гидроэнергетическая установка, совмещающая работу гидроэлектростанции и насосной

станции
В часы пониженных нагрузок энергосистемы – режим насосной станции (потребляет электроэнергию)
В пики энергопотребления - режим ГЭС ( вырабатывает электроэнергию)
Вследствие потерь ГАЭС отдает с систему около 70-75% электрической энергии, получаемой ею из системы.
Слайд 71

Слайд 72

Рисунок 1 - Схема деривационной ГЭС 1 - водозаборное устройство; 2

Рисунок 1 - Схема деривационной ГЭС
1 - водозаборное устройство;
2

- безнапорный участок водовода (лоток);
3 - опорная конструкция водовода;
4 - напорный участок водовода;
5 - здание ГЭС;
6 - поперечное сечение безнапорного участка водовода
Слайд 73

Исходные данные для расчета

Исходные данные для расчета

Слайд 74

Порядок расчёта

  Порядок расчёта

Слайд 75

Порядок расчёта

Порядок расчёта

Слайд 76

Порядок расчёта

Порядок расчёта

Слайд 77

Задача 2 дз

Задача 2 дз

Слайд 78

Слайд 79

МУ по решению задачи 2

МУ по решению задачи 2

Слайд 80

Приливные электростанции (ПЭС) – используют приливные колебания уровня моря, которые обычно происходят два раза в сутки.

Приливные электростанции (ПЭС) – используют приливные колебания уровня моря, которые обычно

происходят два раза в сутки.
Слайд 81

В России, определена целесообразность строительства в XXІ веке семи ПЭС в

В России, определена целесообразность строительства в XXІ веке семи ПЭС
в створах Баренцева, Белого

и Охотского морей:
Кислогубская
Малая Мезенская
Северная (проект)
Мезенская (проект)
Пенжинская (южный створ) (проект)
Пенжинская (северный створ) (проект)
Тугурская (проект)
Слайд 82

Приливной потенциал бассейна: Wпот=1,97×106×Hср2×А, где Hср - средняя величина приливной волны, А – площадь бассейна

Приливной потенциал бассейна: Wпот=1,97×106×Hср2×А,
где Hср - средняя величина приливной волны,


А – площадь бассейна
Слайд 83

Слайд 84

c 1968 года действует экспериментальная приливная электростанция в Кислой губе на

c 1968 года действует экспериментальная приливная электростанция в Кислой губе на

побережье Баренцева моря, мощность 1,7 МВт, высота приливов - 5 метров, диаметр рабочего колеса 5 м
Слайд 85

Волновая гидроэлектростанция (ВГЭС) -электростанция, расположенная в водной среде, целью которой является

Волновая гидроэлектростанция (ВГЭС) -электростанция, расположенная в водной среде, целью которой является

получение электроэнергии из кинетической энергии волн.

Сегодня в волновых электростанциях для преобразования энергии волн используются преобразователи, отслеживающие профиль волны, применяющие колебания водного столба, а также подводные устройства.

Слайд 86

контурный (шарнирный) плот Кокерелля 1 – плавающие поплавковые преобразователи; 2–гидравлические поршни;

контурный (шарнирный) плот Кокерелля

1 – плавающие поплавковые преобразователи; 2–гидравлические поршни;

3 –поверхность волны; 4 – гидромагистраль; 5 – главный корпус; 6 – контрольно распределительное устройство; 7 – аккумулирующее устройство; 8 – отвод к потребителю.
Слайд 87

Слайд 88

утка солтера (колеблющееся крыло)

утка солтера (колеблющееся крыло)

Слайд 89

Значительные недостатки «уток Солтера»: Необходимость передачи медленного движения колебательной формы на

Значительные недостатки «уток Солтера»:
Необходимость передачи медленного движения колебательной формы на привод

генератора;
Необходимость снятия мощности с устройства большой протяженности, плавающего на значительной глубине;
Вследствие повышенной чувствительности системы к направлению волн необходимо отслеживать изменение их направления для получения достаточного КПД преобразования;
Большие нагрузки от ударов максимальных волн;
Сложность при монтаже и сборке из-за сложной формы «утки».
Слайд 90

буй масуды 1 – волновой подъем уровня; 2 –воздушный поток; 3

буй масуды

1 – волновой подъем уровня; 2 –воздушный поток;
3 –турбина;

4 –система впуска и выпуска воздуха;
5 – направление волны; 6 –опускание волнового уровня;
7 – морское дно.
Слайд 91

Слайд 92

Грейферный ковш

Грейферный ковш

Слайд 93

Энергия морских течений. Морское течение – Гольфстрим. Ширина течения - 60

 Энергия морских течений.

Морское течение – Гольфстрим. Ширина течения - 60 км, глубина до 800 м, а поперечное сечение 28 км2. 

Энергию  Е,  которую несет такой поток воды со скоростью 0,9 м/с, можно выразить при помощи выражения:
m – масса воды; – плотность воды; где: масса воды (кг), р –плотность воды (кг/м3), S – площадь поперечного сечения сечение (м2), v–скорость течения.
Подставив, выражение для энергии, соответствующие величины, получим: Е=50.103 МВт.
Слайд 94

Слайд 95

Тепловая энергия океана Технология преобразования тепловой энергии океана (OTEC) в электрическую

Тепловая энергия океана

Технология преобразования тепловой энергии океана (OTEC) в электрическую использует

разницу температур в воде на поверхности океана и глубоких слоях воды для производства электроэнергии.

1 – насос теплой воды;
2 – испаритель;
3 – насос осушителя парообразного рабочего тела; 4 – осушитель;
5 – турбина с электрогенератором;
6 – конденсатор;
7 – насос для забора холодной воды;
8 –насос для подачи рабочего тела.

Слайд 96

Малые ГЭС (МГЭС)

Малые ГЭС (МГЭС)

Слайд 97

Рис. Конструкции использующие энергию малых водотоков

Рис. Конструкции использующие энергию малых водотоков

Слайд 98

https://www.youtube.com/watch?v=6IXliOjof6o

https://www.youtube.com/watch?v=6IXliOjof6o

Слайд 99

3. От водяного колеса к турбине

3. От водяного колеса к турбине

Слайд 100

Подливное колесо Понселе

Подливное колесо Понселе

Слайд 101

Турбина Фурнейрона, 1832 г.

Турбина Фурнейрона, 1832 г.

Слайд 102

Турбина Пельтона, 1884 г.

Турбина Пельтона, 1884 г.

Слайд 103

4. Компоненты гидроэлектростанций Гидротурбина – предназначена для преобразования механической энергии, протекающей

4. Компоненты гидроэлектростанций

Гидротурбина – предназначена для преобразования механической энергии, протекающей через

нее воды в полезную энергию на вращающемся валу.
По действию воды на рабочее колесо, гидравлические турбины можно разделить на два вида:
- активные (водоструйные)
- реактивные (работающие с избытком давления)
Активные используют только кинетическую энергию потока
Реактивные используют главным образом потенциальную энергию потока.
Рабочее колесо реактивной турбины в отличие от активной полностью находится в воде, т.е. поток воды поступает одновременно на все лопасти колеса
Слайд 104

Слайд 105

Осевые турбины – поток воды подводится к колесу и отводится от

Осевые турбины – поток воды подводится к колесу и отводится от

него по цилиндрическим поверхностям, параллельным оси турбины
Слайд 106

Радиально –осевые турбины – поток подводится к рабочему колесу по радиальным

Радиально –осевые турбины – поток подводится к рабочему колесу по радиальным

к оси турбины поверхностям, а отводится параллельно оси турбины
Диагональные турбины – поток подводится к рабочему колесу и отводится от него по конусным поверхностям, образующим с осью турбины некоторый угол
Слайд 107

Слайд 108

Слайд 109

Слайд 110

https://www.youtube.com/watch?v=6IXliOjof6o&spfreload=5

https://www.youtube.com/watch?v=6IXliOjof6o&spfreload=5

Слайд 111

https://www.youtube.com/watch?v=De47OX2oSF8

https://www.youtube.com/watch?v=De47OX2oSF8

Слайд 112

Слайд 113

Слайд 114

Слайд 115

Статор турбины – служит для передачи на фундамент установки нагрузок от

Статор турбины – служит для передачи на фундамент установки нагрузок от

веса неподвижных и вращающихся частей агрегата, осевого гидравлического давления воды на рабочее колесо и веса бетонного перекрытия.
Слайд 116

Направляющий аппарат – изменяет величину и направление скоростей в потоке. Рабочее

Направляющий аппарат – изменяет величину и направление скоростей в потоке.
Рабочее колесо

– лопасти+ступица+обод
Отсасывающая труба – отвод воды от рабочего колеса
Слайд 117

Турбинная камера -устройство для подвода и равномерного распределения воды по окружности направляющего аппарата гидравли-ческой турбины.

Турбинная камера -устройство для подвода и равномерного распределения  воды по окружности направляющего аппарата гидравли-ческой турбины.

Слайд 118

Слайд 119

Слайд 120

Слайд 121

Виды гидротурбин: Ковшовая турбина (турбина Пельтона)

Виды гидротурбин:

Ковшовая турбина (турбина Пельтона)

Слайд 122

Слайд 123

Слайд 124

Слайд 125

Слайд 126

Слайд 127

Слайд 128

Слайд 129

Гидро- и гидроаккумулирующие электростанции Гидравлические электростанции (ГЭС) – комплекс гидротехнических сооружений

Гидро- и гидроаккумулирующие электростанции

Гидравлические электростанции (ГЭС) – комплекс гидротехнических сооружений и

энергетического оборудования, с помощью которых энергия водного потока преобразуется в электрическую энергию.
ГЭС, как правило, сооружаются не только для выработки электричества, но и для решения комплекса задач улучшения судоходства, ирригации и т.д.

Гидроэлектростанция состоит из двух частей:
гидротехнических сооружений, обеспечивающих концентрацию потока воды;
энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся воды в электрическую. Преобразование энергии осуществляется гидротурбиной.

ГЭС: проточные (деривационные) и аккумулирующие (плотинные)
На равнинных реках, где уклоны незначительны, концентрация гидроэнергии выполняется по плотинной схеме. При малом расходе воды она запасается в водохранилище, а ГЭС включается в часы пикового потребления.
На горных реках с большими уклонами используются деривационные схемы, с искусственным водоводом; у станции он переходит в напорный бассейн, откуда вода по турбинным водоводам поступает в здание ГЭС.

Слайд 130

Гидротехнические сооружения ГЭС Получаемая на ГЭС энергия зависит не только от

Гидротехнические сооружения ГЭС

Получаемая на ГЭС энергия зависит не только от расхода

воды, но и от условного перепада высот на подходе к турбине – от напора. Потенциальная энергия падающей на турбину воды пропорциональна напору. Для получения лучшего напора вода может подводиться к турбине через водовод: в сужающейся части потенциальная энергия гидростатического давления превращается в кинетическую энергию движения воды.

На гидроаккумулирующих ЭС в нерабочее время реверсивная турбина подкачивает воду из реки в водохранилище по тому же каналу.

Слайд 131

Гидросиловой аппарат ГЭС Гидросиловой агрегат ГЭС состоит из гидравлической турбины и

Гидросиловой аппарат ГЭС

Гидросиловой агрегат ГЭС состоит из гидравлической турбины  и генератора, имеющих

общий вал.
Напоры воды на различных ГЭС лежат в пределах от нескольких метров до 2 км. Для работы в таком широком диапазоне применяются различные типы турбин, отличающихся формой рабочих органов и принципом воздействия воды. Все гидротурбины разделяются  на два класса:
активные;
реактивные.

В активной турбине для повышения напора воды и коэффициента использования энергии вода из суживающейся насадки – сопла подается на ковшеобразные турбинные лопатки. Вода на лопатки реактивной турбины поступает через направляющий затвор. В суживающихся каналах между лопатками затвора происходит частичное преобразование потенциальной энергии воды в кинетическую. Дальнейшее преобразование энергии осуществляется на рабочих лопатках сложной формы

Слайд 132

Параметры ГЭС Одна из первых ГЭС – Крэгсайт, Англия, 1870 год

Параметры ГЭС

Одна из первых ГЭС – Крэгсайт, Англия, 1870 год

Мощнейшая –

«Три ущелья», Китай (18300 МВт, в 2011 – до 22500 МВт)

На снимке:
Плотина ГЭС Итайпу на реке Парана, Бразилия – Парагвай.
Строительство начато в 1970, первая очередь запущена в 1984, завершена в 2003.

Слайд 133

Плюсы и минусы ГЭС Плюсы: Отсутствие загрязняющих выбросов в окружающую среду;

Плюсы и минусы ГЭС

Плюсы:
Отсутствие загрязняющих выбросов в окружающую среду;
Очень низкая

стоимость электричества (себестоимость ~5 коп/кВт·ч);
Возможность очень длительной эксплуатации (не менее 50-100 лет);
Возможность улучшения условий судоходства и орошения;
Практически полная возобновляемость источника.
Минусы:
Блокировка некоторых рек приводит к потере нерестилищ рыб;
Создание крупных водохранилищ в равнинных районах приводит к подъему грунтовых вод ⇒ к заболачиванию местности;
Увеличение водной поверхности ⇒ возрастает испарение, меняется климат;
Колебания уровня воды в водохранилище и сбросовой зоне приводят к переформированию берегов реки как выше, так и ниже по течению.
- Предыдущая
Биогеохимия: основные понятия, история развития, практическое значение идей биогеохимии
Следующая -
Конкурс «О, химия – ты муза вдохновения!»

Похожие презентации

Анри Руссо
Дом мечты
Обоснование строительства Ейской ВЭС- 50 мвт
Презентация "Казаковская филигрань" - скачать презентации по МХК
Проект «Максимовский проспект»
Использование двоичной и шестнадцатеричной систем счисления
Оценка конкурентоспособности организации и ее продукта Тема 5
Управление образования Администрации Клинского муниципального района Лаврентьева Наталья Владимировна учитель начальных
Биометрическая система контроля и доступа Suprema
Кроссворд на тему: «Парные согласные на конце слов»
Олимпийские сооружения Сочи 2014
Работа для счастья
Управление знаниями в организациях
Артикуляционная гимнастика
Население и страны Южной Америки. 7 класс
Девиантное поведение подростков Работу выполнила студентка 2 курса факультета психологии ЗФО Бороздина Ольга
Духовная культура, нравственные ценности. Япония (3)
Малоэтажный жилой дом
Формы, виды и направления международного таможенного сотрудничества
Намагничивание сердечников трансформаторов. Приведение вторичной обмотки к первичной. Схема замещения
Массивы. Статические и динамические
Споры, связанные с самовольной постройкой Выполнил: студент 2-го курса очной формы обучения юридического факультета Гру
Пашка-Миллионщик - презентация для начальной школы
тропанон
Устное народное творчество
Маршрутизаторы, функция VPN
Влияние Интернета на русский язык
Древняя Греция
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть