Pagina 5 din 35
Clasificarea centralelor electrice și caracteristicile procesului de producție
Fig. 6. Diagrama schematică a căldurii de proces și puterea electrică de condensare termică, pe bază de cărbune
Condensare centrală electrică (IES). Luați în considerare de lucru IES (figura 6.) Cu stocare a combustibilului 1 pentru cărbune intră transportoarele 2 și ugledrobilnye dispozitiv de pulverizare 3 unde este la sol stări pulverizați prin arzător este insuflat în cuptor cazan 4 ventilator 7. Pentru o mai bună ardere a cărbunelui pulverizat este preîncălzit de aer cald. Aerul încălzit în preîncălzitorul de aer 6 gazele de ardere ale cazanului. Gazele sunt aspirate în ventilator de evacuare a aerului 8. Aburul furnizat de cazan turbinei 14. determinând-o să se rotească. Arborele turbinei este cuplat cu arborele 9 al generatorului electric, prin care energia mecanică este transformată în energie electrică. Energia electrică este furnizată la stația de busbar 10; o parte din acesta este distribuit la tensiunea generatorului, cealaltă parte este furnizată intensifice substație 11 și la o tensiune de 35 kV este transmis pe linia aeriană la rețea.
Aburul de evacuare al turbinei este condensat în condensatorul 13 sub acțiunea fluxului de temperatură a apei de pompă 12 dintr-un râu sau iaz. Pompa de condens 20 este alimentat în vasul de alimentare 18 și apoi prin pompa 16 printr-un preîncălzitor 15
5 și intră în cazan. Utilizarea condensului de abur reduce contaminarea cazanului. Pentru a compensa pierderile din turbina, condensatorul și alte elemente și fluxul de abur și apă pe sursa auxiliară de energie în cada 18, se adaugă apă din apă, pre-curățat în dispozitivul 17 de impurități mecanice și chimice. Apa intră temperatura cazanului 160-200 ° C.
K. n. D. IES este de 35%. O astfel de k scăzută. N. D. explicat prin pierderile în condensator, cazanul de abur, linii, turbine, generatoare. K. n. D. IES (%)
(1)
în care 860 - echivalent termic de 1 kWh kcal; și - consumul specific de combustibil, kg / (kw-h);
7000 - valoare calorică de 1 kg de combustibil, Kcal.
De exemplu, atunci când a = 0,34 kg / (kw-hr) avem m) = 36,2%.
În CES folosit turbogeneratoare astăzi cu o capacitate de 200; 300; 500; 800 si 1200-lea. KW cu o presiune de vapori de 22-30 MPa și o temperatură de 600 ° supraincalzirea 560- C. Cu parametrii de abur în creștere și o capacitate de unitate. Crește N. D. Putere. IES, de obicei, construit în locuri de producție ieftine de combustibili fosili, deoarece transportul pe distanțe lungi neeconomice.
combinată de căldură și energie (CHP). Are o centrală termică în domeniul consumului de energie termică, și lucrează pe bază de combustibil dens de energie importată. Turbinele de încălzire au mai multe perechi de etape de selecție. Din aceste etape aburul livrat direct de producție (vezi. Linia întreruptă din fig. 6) și 21 din boiler (cazan), prin care o pompă 22, încălzită la 100-120 ° C, apa este furnizată în sisteme de încălzire și pentru serviciile casnice. cazanul
vaporii cedează căldură, se condensează și pompa de condens 19 este alimentat în sistemul de alimentare a cazanului.
K. n. D. CHP 60-70%. ieșire combinată în scopuri de energie termică și electrică de economisire a 15-20% din combustibil, în comparație cu generarea separată IES energie electrică și termică în centrale. Cel mai economic este modul de funcționare a CHP în grafic cu cel mai mic pasaj aportul caloric al aburului la condensator.
Transatlantice montate turbine cu 50, 100 și 250 mii. Generatorului KW, cu o tensiune de 6 și 10 kV. Pentru conectarea la sistemul de energie electrică construirea pas-up de transformare cu tensiunea secundară de 35-220 kV.
centrală nucleară (NPP). La uzina, energia termică a fisiunea materialelor fisionabile: uraia 235 plutoiiya-239, uraniu-233, a primit numele de combustibil nuclear. reactoare atomice au moderatori speciale, numite reactoare. În aceste energie intranucleare este transformată în căldură, iar căldura prin agentul de răcire (apă și abur) - în energie electrică. Constructing cu reactoarele termice centrale nucleare si rapid ameliorator. Ei pot lucra la procesul tehnologic IES sau cogenerare.
Să considerăm diagrama simplificată a unui exemplu de realizare a funcționării procedeului a centralei nucleare (Fig. 7). În reactorul 1 există o reacție în lanț de fisiune uraia 235 neutroni lent, provocând o mare cantitate de energie termică. Grafitul este folosit ca un moderator de neutroni. Blocurile de grafit 2 sunt canale cilindrice, care sunt introduse în manșonul 3, fabricate din uraniu sub forma unui aliaj special. Fiind în interiorul canalului 5 conductele din oțel în formă de U aflate sub presiune se scurge apa. Căldura eliberată în procesul de căldură a uraniului de fisiune este îndepărtată prin circularea apei în tuburi.
Fig. 7. Diagrama schematică a procesului de condensare electrice nucleare
Incalzit la 320 ° C, cu o presiune a apei de 20 MPa în separatorul 6, în partea superioară, care va abur saturat. Acest abur este supraîncălzit și dezumidificat prin care trece din nou prin tuburile 4 ale canalului reactorului. Aburul supraîncălzit din canalele (530 ° C și 17 MPa) este furnizată generatorului de abur prin tuburi 9; trecându-l, condensează abur și condens, împreună cu apa din pompa separator 6 7 este alimentat în canalele 5 ale reactorului.
Generatorul de abur include un preîncălzitor de condens 8, vapori de abur 10 și supraîncălzitor 11. curge aburul supraîncălzit din generatorul de abur pentru turbina cu abur 12, care antrenează un generator 13. Aburul de evacuare al turbinei este alimentat la condensatorul 14 unde pompa de condens 15 este alimentat în preîncălzitorul 16 și în continuare la generatorul de abur 9.
Reactorul și lichidul de răcire de răcire - o sursă de pericol pentru oamenii de radiații radioactive.
De aceea, reactoare și generatoare de abur și gestiune structuri ale scutului de protecție realizate din straturi groase de beton, plumb, apă, și altele; materiale. NPP cu două circuite separate de circulație, cu condiția ca se face pentru siguranța personalului de exploatare. Vaporii de-al doilea circuit este supraîncălzit la 480-500 ° C și o presiune de 9 MPa este livrată către turbina.
Reactor Productivitatea ajustată prin tije confecționate dintr-un material care absoarbe puternic neutroni, și fiind în canalele de reactor. Schimbarea poziției acestor tije, schimbând intensitatea reacției uraniului de fisiune. . K d n astfel de NPP. - 35%. costul energiei electrice pe puternice NPP sub costul de energie electrică pe KES. În reacția nucleară 1 g de uraniu 235 eliberează energie 22 de mii. Kwh (19 milioane. Kcal), care este echivalent cu energia eliberată prin arderea de 2800 kg de cărbune. prima centrala nucleara din lume, cu o capacitate de 5000. Kw, a fost pus în funcțiune în URSS în 1954. Puterea unităților nucleare moderne este 1-1,500,000. KW.
Dezvoltarea în continuare și îmbunătățirea energiei nucleare - construcția CNE cu reactoare cu neutroni rapizi, care este combustibilul pentru plutoniu-239 și uraniu-233 (acestea nu sunt prezente în natură) obținute respectiv uraniu-238 și toriu-232 în reactoare amelioratorului. In 1 t de uraniu natural conținut 7 kg uraia-235 și 99,3% au reprezentat uraia 238, în mod normal, fisionabil. Ca urmare, reacțiile în același timp, pentru a produce energie reproduse substanță nouă - plutoniu-239, care este un combustibil nuclear eficient. reactoare rapide nu numai că sunt în măsură să producă energie, dar, de asemenea, pentru a furniza combustibil pentru reproducerea operei sale. Rata de reproducere a combustibilului nuclear ajunge la 1,4-1,7, în funcție de tipul de reactor.
Conversia în reactoare ameliorator, uraniu-238, plutoniu-239 în resurse de combustibil nuclear sporitã de aproximativ 100 de ori, și toriu-232 U-233 - 200 de ori. În URSS, prima capacitate nucleară crescătorului rapid de 350 de mii. KW rulează din 1973 în orașul Shevchenko. Beloyarsk NPP (în Urali) unitățile de lucru cu o capacitate de 600 de mii. Kwh. Perspectiva folosirii energiei nucleare - modul în care fuziunea nucleelor atomice ușoare. reacția de fuziune a nucleelor atomice ușoare și formarea numit fuziune mai grele sau fuziunea termonucleară. nuclee compuse de hidrogen greu - hidrogen supergreu și deuteriu - tritiu in timpul formelor de sinteză cu heliu, care a lansat de 7-8 ori mai multă energie decât atunci când reacția de fisiune nucleară. După rezolvarea problemei de reacție termonucleară controlată va sursa inepuizabila de energie, ca și numărul de deuteriu din oceane este foarte mare (
5-1013 m).
hidroelectrică de putere (CHE). Uniunea Sovietică are resurse hidroelectrice mari, utilizarea pe scară largă le pentru generarea de energie electrică economisește combustibili solizi și lichizi. CHE construit pe râuri și canale, și de a construi o centrală electrică mareelor (PES), utilizarea energiei mareelor oceanelor și mărilor. Munte flux de râuri de apă este retrasă hidro canal derivațional sau tunel ocolind fluxul principal. Statii hidraulice, în cazul în care se creează presiunea și a barajului și diversiunea, baraj-numite derivațional. Derivațional CHE construi putere mici și mijlocii. Pe râurile pline cu curgere câmpiile presiunii create de baraj, îndiguire albia râului. Aceste baraj hidroelectric numit. Principalele facilități sunt baraj hidroelectric, centru de putere și de blocare de navigare. Nivelul apei în fața unui baraj se numește raza superioară sub baraj - fuga. Diferența dintre befov numita presiune superioară și inferioară.
Barajul deversor și sunt surzi; Acestea pot fi construite din beton armat și pământ. Stăvilare crea presiunea necesară și au dispozitive de cădere excesul de apă în aval în timpul inundațiilor. baraje Surd servesc doar pentru a crea presiunea necesară. Cu cap mic (30 m) este introdus în centrala electrică pompele de apă de construcție, și este o continuare a barajului. Acestea numit albie hidroelectrică.
La capetele 30-40 m construct în mod tipic HPP tipul barajului, în care clădirea este situată sub baraj, din aval. Toate presiunea apei perceputa de corpul barajului 1 (Fig. 8). Apa din piscina superioară 2 pe canalul 3 intră în camera de baraj spirală 6 și curge pe paletele roții turbinei 5, apoi prin conducta 4 - în aval 7. Sub acțiunea capului de apă H transferă energia către turbina având ca rezultat rotirea generatorului 9. turbinei și Generatorul are un arbore comun 8 și sunt dispuse în general vertical. Energia electrică de la generatorul este alimentat la tensiunea generatorului de 6,6 anvelope; 10,5; 18 și 21 kV. O parte din acesta este distribuit la aceeași tensiune, iar restul după creșterea tensiunii de la 35-750 kV aeriene transmise pe rețeaua de distribuție.
Hydro hidro set 10, 20, 30, 50, 100, 200, 300, 500 și 640 de mii. KW. K. n. D. hidroelectric ajunge la 85-86% (pierderi hidro 4%, 6% turbine și generatoare de 3-5%). costul de energie electrică 5-8 ori CHE mai mică decât cea generată pe KES.
Fig. 8. Crucea secțiune baraj hidroelectric
Pompata stație de alimentare de stocare (PSP). Energia electrică nu poate fi stocată în cantități mari. Dar aceste rezerve sunt necesare în legătură cu un consum neregulat de energie electrică de zi cu zi, în centrele industriale mari și orașe. La anumite ore din zi (dimineața, seara), consumul de energie crește dramatic timp de noapte este redusă. Pentru a acoperi „vârf“ a graficului de sarcina sistemului electric și servește PSPP. În timpul nopții, în timpul orelor de reducere sarcini PSPP cu turbine de lucru ca o pompă, de pompare a apei din râu într-un rezervor special situat la o altitudine mai mare decât râu. În ceas „vârf“ apa de încărcare din acest rezervor este furnizat PSP turbină, prin care energia electrică este generată pentru a acoperi aceste sarcini. PSP este capabil să dezvolte puterea necesară pentru câteva minute, în timp ce turbinele IES și centralele nucleare sunt necesare pentru acest ceas.
Primul PSP din această țară se execută lângă Kiev. centrale electrice Zagorskului în construcție aproape de capacitatea de Moscova de 1200 mii. KWh. Se va folosi o picătură de 100 de metri între râu și un rezervor artificial. PSP va fi construit și în alte părți ale țării, puterea de fiecare sumă la 1,5-2,0 MW.
Informații generale despre substație
Generatoare și receptoare de energie electrică produsă la un anumit standard de tensiune (GOST 721- 77), astfel încât transportul și distribuția de energie electrică trebuie să transforme de mai multe ori prin schimbarea tensiunii. convertoare de curent alternativ sunt transformatoare de putere.
Instalațiile electrice care servesc pentru recepție, conversie de tensiune de curent alternativ la altul, la aceeași frecvență și distribuția energiei electrice, numite posturi de transformare. Step-up substație poate fi P1 (Figura 9) și coborârea în primul rând construirea de lângă putere și servesc pentru a crește tensiunea generatorului la valoarea dorită:. 35-750 kW în funcție de consumatori la distanță. Hub substație situat la sediul consumului de energie și de distribuție, iar acestea sunt concepute pentru a reduce stresul (35; 10,5 kV și mai jos).
Fig. 9. Diagrama schematică a sursei de alimentare a consumatorilor de HPP
substație Hub este împărțit în regionale și locale. zone mari de alimentare cu energie electrică regională cu urbane, industriale, căi ferate și a altor consumatori. Aceste substații sunt livrate pe linia de 110 kV și mai sus, o tensiune secundară de 110; 35; 10,5 sau 6,3 kV. Rayon substație poate fi P2 nodal (vezi. Fig. 9), PP și prin P4 impas.
substații locale sunt proiectate pentru a alimenta orașe mici, stații de cale ferată sau de noduri. Ele pot fi alimentate 110-35 kV liniile aeriene P4. Tensiunea secundară de 6 kV și 10 kV. substație Hub având una tensiune de alimentare cu 400/230 V secundară de alimentare pentru rețeaua de iluminat sau o sarcină de putere mică (TP2) sau două tensiune 400/230 și 690 (TA1) este denumit posturi de transformare. Acestea oferă consumatorilor, stabilind una sau două transformatoare de putere joasă (consumatori de tensiune 380/220 și 660).