Kondenza?n? elektr?rna (IES) vyr?b? pouze elektrickou energii. Historick? n?zev „GRES“ – st?tn? okresn? elektr?rna postupem ?asu ztratil sv?j p?vodn? v?znam („okres“) a v modern? ch?p?n? obvykle znamen? kondenza?n? elektr?rnu (CPS) vysok? v?kon(tis. MW), pracuj?c? v jednotn? energetick? soustav? spole?n? s dal??mi velk?mi elektr?rnami.

Princip fungov?n?(obr. 5.2) Kotel je nap?jen pomoc? nap?jec?ho ?erpadla 13. nap?jec? voda pod vysok?m tlakem, palivo a atmosf?rick? vzduch pro spalov?n?. P?i spalov?n? paliva se jeho chemick? energie p?em??uje na tepelnou a s?lavou energii a p?ed?v? se nap?jec? vod?, kter? se zah?eje na bod varu, va?? a m?n? se na p?ru. Nap?jec? voda prot?k? s?tov?mi trubkami 2 uvnit? topeni?t? kotle. Vznikl? p?ra v p?eh??v?ku 3 kotle se p?eh?eje nad satura?n? teplotu na cca 540 0 C a o tlaku 13–24 MPa je p?iv?d?na do parn? turb?ny 8 jedn?m nebo v?ce potrub?mi Parn? turb?na, elektrick? gener?tor 9 a budi? tvo?? celou turb?novou jednotku.

R??e. 5.2. Sch?ma elektr?rny s kondenza?n? parn? turb?nou: 1 - topeni?t? koteln? jednotky; 2 - s?tov? trubky; 3 - p?eh??va? p?ry; 4 - kotlov? t?leso; 5 - st?edn? p?eh??v?k; 6 - ekonomiz?r vody; 7 - oh??va? vzduchu; 8 - parn? turb?na; 9 - elektrick? gener?tor; 10 - kondenz?tor; 11 - ?erpadlo kondenz?tu; 12 - regenera?n? oh??va? nap?jec? vody; 13 - pod?vac? ?erpadlo; 14 - ventil?tor; 15 - lapa? popela; 16 - ods?va? kou?e; 17 - kom?n

V parn? turb?n? p?ra nar??? na lopatky 8 turb?ny a expanduje na velmi n?zk? tlak (asi 30kr?t ni??? ne? atmosf?rick? tlak). B?hem expanze se potenci?ln? energie stla?? a zah?eje na vysok? teplota p?ra se p?em??uje na kinetickou energii pohybu a pot? na mechanickou energii ot??en? rotoru turb?ny. Turb?na poh?n? elektrick? gener?tor, kter? p?em??uje rota?n? energii rotoru gener?toru na elektrick? proud.

Elektrick? gener?tor se skl?d? ze statoru, v jeho? elektrick?ch vinut?ch vznik? proud, a rotoru, co? je rotuj?c? elektromagnet nap?jen? budi?em.

Turb?nov? kondenz?tor 10 slou?? ke kondenzaci p?ry odv?d?n? v turb?n? a vytvo?en? hlubok?ho vakua (vakua) na v?stupu z turb?ny. D?ky t?to vlastnosti technologick? postup kondenza?n? elektr?rny dostaly sv? jm?no. P?ra je kondenzov?na do stavu vody v?m?nou tepla s chladic? vodou, na?e? je kondenz?t pomoc? ?erpadla 11 veden potrub?m zp?t do koteln? jednotky.

1. Hlavn? obvod by m?l b?t vyvinut na z?klad? mo?nosti dod?vat energii bez omezen? v norm?ln?m, oprav?rensk?m a nouzov?m re?imu, s p?ihl?dnut?m k p??pustn?m zkratov?m proud?m, p?i zachov?n? statick? a dynamick? stability.

2. U IES s bloky o v?konu 300 MW a v?ce by po?kozen? nebo porucha jak?hokoli jin?ho sp?na?e ne? SHSV a SV v hlavn?m okruhu nem?lo v?st k odstaven? v?ce ne? jednoho bloku. V p??pad? po?kozen? SSV nebo SV je povolena ztr?ta nejv??e dvou blok? a dvou veden?, pokud je zachov?na stabilita elektriza?n? soustavy.

3. Deaktivace mezisyst?mov?ch komunika?n?ch silov?ch linek by m?la b?t provedena ne v?ce ne? dv?ma p?ep?na?i a bloky AT a TSN - ne v?ce ne? t?emi.

4. Oprava jisti?e mus? b?t mo?n? bez rozpojen? spojen?.

5. Obvody sp?nac?ch p??stroj? vysok?ho nap?t? mus? zajistit mo?nost rozd?len? stanice na dv? nez?visl? ??sti za ??elem omezen? zkratov?ch proud?. d?len? mus? b?t stacion?rn? nebo automatick? (AFM).

6. P?i nap?jen? z jednoho rozv?d??e dv?ma spou?t?c?mi-z?lo?n?mi transform?tory, s.n. Mo?nost ztr?ty obou transform?tor? by m?la b?t vylou?ena, pokud je n?kter? sp?na? po?kozen nebo sel?e.

a) Sch?mata blok? IES a JE

1. Obvykle chyb? sp?na?e nap?t? gener?toru (monoblok)

Po?adavky:

1. Dod?vka energie a komunikace s elektriza?n? soustavou mus? b?t prov?d?na minim?ln? na dvou ?rovn?ch vysok?ho nap?t?, li??c?ch se zpravidla o jeden stupe? 110/330; 220/500; 330/750; 500/1150.

2. V?kon elektr?rny a blokov? v?kon nejv?t??ho bloku by nem?l p?ekro?it 10 % instalovan?ho v?konu elektriza?n? soustavy, aby se p?ede?lo syst?mov? hav?rii v p??pad? hav?rie elektr?rny.

3. P?i ni??? ?rovni nap?t? by m?lo b?t zaji?t?no nap?jen? m?stn?ch a bl?zk?ch spot?ebitel? (a? 25 - 30 % celkov?ho v?konu).

4. Na st?tn? okresn? elektr?rn? mus? b?t mezi dv?ma nap?t?mi zaji?t?no autotransform?torov? propojen? pro komunikaci s elektriza?n? soustavou, po?et AT mus? b?t alespo? dva v 3f?zov?m proveden? nebo jeden s f?zov?m p?ep?n?n?m. design, ale se z?lo?n? f?z?.

5. Mus? b?t vyvinuto vysoce spolehliv? sch?ma nap?jen? SN, kter? zajist? reverzaci stanice od nuly z energetick?ho syst?mu nebo neblokov?ch tepeln?ch elektr?ren nebo vodn?ch elektr?ren.

Sch?ma IES (6 x 800) MW

Obvody gener?tor? a v?konov?ch transform?tor?

u tepeln?ch elektr?ren na elektrobloc?ch. Um?n?. GRES

KONDENZA?N? ELEKTR?RNA (CPP), tepeln? parn? turb?nov? elektr?rna, jej?m? ??elem je v?roba elektrick? energie. energie pomoc? kondenza?n?ch turb?n. Teplo uvoln?n? p?i spalov?n? paliva je v kotlov? jednotce (vyv?je?i p?ry) p?ed?v?no pracovn? kapalin?, obvykle vodn? p??e. Tepeln? energie vodn? p?ry se v kondenza?n? turb?n? p?em??uje na mechanickou energii a ta na energii elektrickou. gener?tor - na elektrickou energii. P?ra odv?d?n? v turb?n? se kondenzuje, kondenz?t p?ry je ?erp?n nejprve ?erpadly kondenz?tu a pot? nap?jec?mi ?erpadly do parn?ho kotle (kotel, parogener?tor). ?e. vznik? uzav?en? cesta p?ra-voda: parn? kotel s p?eh??va?em - parovody z kotle do turb?ny - turb?na - kondenz?tor - kondenz?tn? a nap?jec? ?erpadla - nap?jec? potrub?. vodn? parn? kotel. Sch?ma cesty p?ra-voda je hlavn?. technologick? diagram elektr?rny s parn? turb?nou a naz?v? se tepeln? diagram IES (obr. 1).

v?hody:

1. Pou?it? palivo je pom?rn? levn?.

2. Vy?aduj? men?? kapit?lov? investice ve srovn?n? s jin?mi elektr?rnami.

3. Lze postavit kdekoli bez ohledu na dostupnost paliva. Palivo lze do m?sta elektr?rny dopravit po ?eleznici pop? silni?n? dopravou.

4. Zab?rat men?? plochu ve srovn?n? s vodn?mi elektr?rnami.

5. N?klady na v?robu elekt?iny jsou ni??? ne? n?klady na dieselov? elektr?rny.

nedostatky:

1. Zne?i??uj? atmosf?ru t?m, ?e je vypou?t?j? do ovzdu??. velk? po?et kou? a saze.

2. Vy??? provozn? n?klady oproti vodn?m elektr?rn?m.

IES diagram. V?hody, nev?hody, pou?it?.

IES – kondenza?n? elektr?rna. (Tepeln? podtyp) Navr?eno pro v?robu pouze elektrick? energie.

Nejjednodu??? sch?ma zapojen? Uheln? IES je zn?zorn?n na obr?zku.

Nejjednodu??? tepeln? diagram CES: T - palivo; B - vzduch; UG - v?fukov? plyny; SHZ - struska a popel; PC - parn? kotel; PE - p?eh??v?k p?ry; PT - parn? turb?na; G - elektrick? gener?tor; K - kondenz?tor; KN - ?erpadlo kondenz?tu; PN - pod?vac? ?erpadlo

Tepeln? kondenza?n? elektr?rny maj? n?zkou ??innost (30-40 %), od r v?t?ina energie se ztr?c? ve spalin?ch a chladic? vod? kondenz?toru. Je v?hodn? stav?t CPP v t?sn? bl?zkosti m?st v?roby paliva.

Sch?ma JE.

Jadern? elektr?rna (JE) je jadern? za??zen? na v?robu energie ve stanoven?ch re?imech a podm?nk?ch vyu?it?, um?st?n? na ?zem? vymezen?m projektem, ve kter?m je k tomuto ??elu vyu??v?no. jadern? reaktor(reaktory) a komplex pot?ebn?ch syst?m?, p??stroj?, za??zen? a konstrukc? s pot?ebn?mi pracovn?ky.

Elektrick? energie ji? d?vno vstoupila do na?ich ?ivot?. Dokonce i ?eck? filozof Thales v 7. stolet? p?. n. l. zjistil, ?e jantar nat?en? na vlnu za??n? p?itahovat p?edm?ty. Ale dlouho Nikdo t?to skute?nosti nev?noval pozornost. Teprve v roce 1600 se poprv? objevil term?n „Elekt?ina“ a v roce 1650 vytvo?il Otto von Guericke elektrostatick? stroj v podob? sirn? koule upevn?n? na kovov? ty?i, kter? umo??ovala pozorovat nejen efekt p?ita?livosti, ale i ??inek odpuzov?n?. Jednalo se o prvn? jednoduch? elektrostatick? stroj.

Od t? doby uplynulo mnoho let, ale i dnes, ve sv?t? pln?m terabajt? informac?, kdy si m??ete sami zjistit v?e, co v?s zaj?m?, z?st?v? pro mnoh? z?hadou, jak se vyr?b? elekt?ina, jak je dod?v?na k n?m dom?. , kancel??, podnik...

Tyto procesy probereme v n?kolika ??stech.

??st I. V?roba elektrick? energie.

odkud poch?z?? elektrick? energie? Tato energie se objevuje z jin?ch druh? energie – tepeln?, mechanick?, jadern?, chemick? a mnoha dal??ch. V pr?myslov?m m???tku Elektrick? energie se z?sk?v? v elektr?rn?ch. Uva?ujme pouze nejb??n?j?? typy elektr?ren.

1) Tepeln? elektr?rny. Dnes je lze v?echny slou?it pod jeden pojem - St?tn? okresn? elektr?rna (St?tn? okresn? elektr?rna). Samoz?ejm? dnes tento pojem ztratil sv?j p?vodn? v?znam, ale neode?el na v??nost, ale z?stal s n?mi.

Tepeln? elektr?rny jsou rozd?leny do n?kolika podtyp?:

A) Kondenza?n? elektr?rna (CPP) je tepeln? elektr?rna, kter? vyr?b? pouze elektrickou energii, tento typ elektr?rny vd??? za sv?j n?zev zvl??tnostem sv?ho principu ?innosti.

Princip ?innosti: Vzduch a palivo (plynn?, kapaln? nebo pevn?) jsou do kotle p?iv?d?ny pomoc? ?erpadel. V?sledkem je sm?s paliva a vzduchu, kter? ho?? v kotli a uvol?uje obrovsk? mno?stv? tepla. V tomto p??pad? voda proch?z? potrubn?m syst?mem, kter? je um?st?n uvnit? kotle. Uvoln?n? teplo se p?ed?v? t?to vod?, p?i?em? jej? teplota stoup? a je p?ivedena k varu. P?ra, kter? v kotli vznikla, se vrac? zp?t do kotle, aby se p?eh??la nad bod varu vody (p?i dan?m tlaku), pak parovodem jde do parn? turb?ny, ve kter? p?ra pracuje. Z?rove? se roztahuje, sni?uje se jeho teplota a tlak. Potenci?ln? energie p?ry se tak p?en??? na turb?nu, a proto se m?n? na kinetickou energii. Turb?na zase poh?n? rotor gener?toru t??f?zov?ho st??dav?ho proudu, kter? je um?st?n na stejn? h??deli jako turb?na a vyr?b? energii.

Pod?vejme se bl??e na n?kter? prvky IES.

Parn? turb?na.

Proud vodn? p?ry vstupuje vodic?mi lopatkami na zak?iven? lopatky upevn?n? po obvodu rotoru a p?soben?m na n? zp?sobuje ot??en? rotoru. Jak vid?te, mezi ?adami lopatek jsou mezery. Jsou tam proto, ?e tento rotor je vyjmut z pouzdra. V t?le jsou zabudov?ny i ?ady ?epel?, kter? jsou v?ak nehybn? a slou?? k tvo?en? po?adovan? ?hel padaj?c? p?ra na pohybuj?c? se lopatky.

Kondenza?n? parn? turb?ny se pou??vaj? k p?em?n? co nejv?t??ho mno?stv? tepla p?ry na mechanickou pr?ci. Funguj? tak, ?e uvol?uj? (vys?vaj?) spot?ebovanou p?ru do kondenz?toru, kde je udr?ov?no vakuum.

Turb?na a gener?tor, kter? jsou um?st?ny na stejn? h??deli, se naz?vaj? turbogener?tor. T??f?zov? gener?tor st??dav?ho proudu (synchronn? stroj).

Skl?d? se z:

Co? zv??? nap?t? na standardn? hodnotu (35-110-220-330-500-750 kV). V tomto p??pad? proud v?razn? kles? (nap??klad kdy? se nap?t? zv??? 2kr?t, proud se sn??? 4kr?t), co? umo??uje p?en??et v?kon na velk? vzd?lenosti. Je t?eba poznamenat, ?e kdy? mluv?me o nap??ov? t??d?, m?me na mysli line?rn? (sdru?en?) nap?t?.

?inn? v?kon produkovan? gener?torem je regulov?n zm?nou mno?stv? nosi?e energie a m?n? se proud ve vinut? rotoru. Pro zv??en? ?inn?ho v?konu je nutn? zv??it p??vod p?ry do turb?ny a zv??? se proud ve vinut? rotoru. Nem?li bychom zapom?nat, ?e gener?tor je synchronn?, co? znamen?, ?e jeho frekvence je v?dy rovna frekvenci proudu v energetick?m syst?mu a zm?na parametr? nosi?e energie neovlivn? jeho frekvenci ot??en?.

Krom? toho gener?tor vyr?b? tak? jalov? v?kon. Lze jej pou??t k regulaci v?stupn?ho nap?t? v mal?ch mez?ch (tj. nen? hlavn?m prost?edkem regulace nap?t? v energetick? soustav?). Funguje to takto. P?i p?ebuzen? vinut? rotoru, tzn. p?i zv??en? nap?t? na rotoru nad jmenovitou hodnotu se do energetick?ho syst?mu uvol?uje „p?ebyte?n?“ jalov? v?kon a p?i podbuzen? vinut? rotoru je jalov? v?kon spot?ebov?v?n gener?torem.

Ve st??dav?m proudu tedy mluv?me o zd?nliv?m v?konu (m??eno ve voltamp?rech - VA), kter? se rovn? druh? odmocnin? sou?tu ?inn?ho (m??eno ve wattech - W) a jalov?ho (m??eno ve voltamp?rech reaktivn? - VAR) v?kon.

Voda v z?sobn?ku slou?? k odvodu tepla z kondenz?toru. K t?mto ??el?m se v?ak ?asto pou??vaj? baz?ny s rozst?ikov?n?m.

nebo chladic? v??e. Chladic? v??e mohou b?t v??ov?ho typu obr. 8

nebo ventil?tor Obr.9

Chladic? v??e jsou navr?eny t?m?? stejn? jako ty, jen s t?m rozd?lem, ?e voda proud? p?es radi?tory, p?ed?v? jim teplo a jsou ochlazov?ny nucen?m vzduchem. V tomto p??pad? se ??st vody odpa?? a je un??ena do atmosf?ry.
??innost takov? elektr?rny nep?esahuje 30 %.

B) Elektr?rna s plynovou turb?nou.

V elektr?rn? s plynovou turb?nou je turbogener?tor poh?n?n nikoli p?rou, ale p??mo plyny vznikaj?c?mi p?i spalov?n? paliva. V tomto p??pad? m??ete pou??t pouze zemn? plyn, jinak turb?na rychle sel?e v d?sledku jej?ho zne?i?t?n? zplodinami ho?en?. ??innost na maxim?ln? zat??en? 25-33%

Mnohem vy??? ??innost (a? 60 %) lze dos?hnout kombinac? parn?ch a plynov?ch cykl?. Takov? rostliny se naz?vaj? rostliny s kombinovan?m cyklem. M?sto klasick?ho kotle maj? instalov?n kotel na odpadn? teplo, kter? nem? vlastn? ho??ky. P?ij?m? teplo z v?fuku plynov? turb?ny. V sou?asn? dob? jsou CCGT aktivn? zav?d?ny do na?ich ?ivot?, ale v Rusku je jich zat?m m?lo.

V) Tepeln? elektr?rny (u? d?vno se staly ned?lnou sou??st? velk?ch m?st). Obr.11

Tepeln? elektr?rna je konstruk?n? ?e?ena jako kondenza?n? elektr?rna (CPS). Zvl??tnost? elektr?rny tohoto typu je, ?e m??e sou?asn? vyr?b?t tepelnou i elektrickou energii. Podle typu parn? turb?na, existovat r?zn?mi zp?soby v?b?ry p?ry, kter? z n?j umo??uj? odeb?rat p?ru s r?zn?mi parametry. V tomto p??pad? ??st p?ry nebo cel? p?ra (podle typu turb?ny) vstupuje do s??ov?ho oh??va?e, p?ed?v? mu teplo a tam kondenzuje. Kogenera?n? turb?ny umo??uj? regulovat mno?stv? p?ry pro tepeln? nebo pr?myslov? pot?eby, co? umo??uje provoz tepeln? elektr?rny v n?kolika re?imech zat??en?:

tepeln? - v?roba elektrick? energie je zcela z?visl? na v?rob? p?ry pro pot?eby pr?myslov?ho nebo d?lkov?ho vyt?p?n?.

elektrick? - elektrick? z?t?? je nez?visl? na tepeln? z?t??i. Krom? toho mohou kogenera?n? jednotky pracovat v pln? kondenza?n?m re?imu. To m??e b?t vy?adov?no nap??klad p?i prudk?m nedostatku ?inn?ho v?konu v l?t?. Tento re?im je pro tepeln? elektr?rny nerentabiln?, proto?e ??innost je v?razn? sn??ena.

Sou?asn? v?roba elektrick? energie a tepla (kogenerace) je ziskov? proces, p?i kter?m se v?razn? zvy?uje ??innost stanice. Nap??klad vypo??tan? ??innost CES je maxim?ln? 30 % a ??innost CHP je asi 80 %. Nav?c kogenerace umo??uje sn??it tepeln? emise p?i ne?innosti, co? m? pozitivn? vliv na ekologii oblasti, ve kter? se tepeln? elektr?rna nach?z? (ve srovn?n? s tepelnou elektr?rnou podobn?ho v?konu).

Pod?vejme se bl??e na parn? turb?nu.

Kogenera?n? parn? turb?ny zahrnuj? turb?ny s:

Zp?tn? tlak;

Nastaviteln? odvod p?ry;

V?b?r a protitlak.

Turb?ny s protitlakem funguj? tak, ?e p?ra nen? odv?d?na do kondenz?toru jako v IES, ale do s??ov?ho oh??va?e, to znamen?, ?e ve?ker? p?ra, kter? proch?z? turb?nou, jde na pot?eby vyt?p?n?. Konstrukce takov?ch turb?n m? v?znamnou nev?hodu: rozvrh elektrick?ho zat??en? je zcela z?visl? na rozvrhu tepeln?ho zat??en?, to znamen?, ?e takov? za??zen? se nemohou pod?let na provozn? regulaci frekvence proudu v energetick?m syst?mu.

V turb?n?ch s ??zen?m odb?rem p?ry se odeb?r? p?i spr?vn? mno?stv? v mezistupn?ch a vyberte stupn? pro v?b?r p?ry, kter? jsou v tomto p??pad? vhodn?. Tento typ turb?ny je nez?visl? na tepeln?m zat??en? a ??zen? v?stupn?ho ?inn?ho v?konu lze nastavit ve v?t??ch mez?ch ne? u protitlak?ch kogenera?n?ch jednotek.

Ods?vac? a protitlak? turb?ny spojuj? funkce prvn?ch dvou typ? turb?n.

Kogenera?n? turb?ny tepeln?ch elektr?ren nejsou v?dy schopn? zm?ny tepeln? zat??en?. K pokryt? ?pi?ek zat??en? a n?kdy ke zv??en? elektrick? energie P?epnut?m turb?n do kondenza?n?ho re?imu se na tepeln?ch elektr?rn?ch instaluj? ?pi?kov? kotle na oh?ev vody.

2) Jadern? elektr?rny.

V Rusku jsou v sou?asnosti 3 typy reaktorov?ch elektr?ren. Obecn? princip jejich fungov?n? je p?ibli?n? podobn? pr?ce IES(za star?ch ?as? se jadern?m elektr?rn?m ??kalo st?tn? okresn? elektr?rny). Z?sadn? rozd?l je jen to tepeln? energie vyr?b?n? nikoli v kotl?ch vyu??vaj?c?ch fosiln? paliva, ale v jadern?ch reaktorech.

Pod?vejme se na dva nejb??n?j?? typy reaktor? v Rusku.

1) Reaktor RBMK.

Charakteristick?m rysem tohoto reaktoru je, ?e p?ra pro ot??en? turb?ny se z?sk?v? p??mo v aktivn? z?n? reaktoru.

J?dro RBMK. Obr.13

sest?v? ze svisl?ch grafitov?ch sloupk?, ve kter?ch jsou pod?ln? otvory, s vlo?en?mi trubkami ze slitiny zirkonu a nerez. Grafit p?sob? jako moder?tor neutron?. V?echny kan?ly jsou rozd?leny na palivov? a CPS (??d?c? a ochrann? syst?m). Maj? r?zn? chladic? okruhy. Do palivov?ch kan?lk? je vlo?ena kazeta (FA - palivov? sestava) s ty?emi (TVEL - palivov? ?l?nek), uvnit? kter?ch jsou uranov? pelety v hermeticky uzav?en?m pl??ti. Je jasn?, ?e pr?v? z nich se z?sk?v? tepeln? energie, kter? se pod vysok?m tlakem p?en??? do chladic? kapaliny nep?etr?it? cirkuluj?c? zdola nahoru - oby?ejn? voda, ale velmi dob?e o?i?t?n? od ne?istot.

Voda proch?zej?c? palivov?mi kan?ly se ??ste?n? odpa?uje, sm?s p?ry a vody vstupuje ze v?ech jednotliv?ch palivov?ch kan?l? do 2 separa?n?ch bubn?, kde doch?z? k odd?len? p?ry od vody. Voda jde op?t do reaktoru pomoc? ob?hov?ch ?erpadel (celkem 4 na smy?ku) a p?ra jde parovody do 2 turb?n. P?ra pak kondenzuje v kondenz?toru a m?n? se na vodu, kter? se vrac? zp?t do reaktoru.

Tepeln? v?kon reaktoru je ??zen pouze pomoc? ty?? absorb?ru neutron? b?ru, kter? se pohybuj? v kan?lech regula?n?ch ty??. Voda ochlazuj?c? tyto kan?ly p?ich?z? shora dol?.

Jak jste si mohli v?imnout, nikdy jsem se je?t? nezm?nil o n?dob? reaktoru. Faktem je, ?e ve skute?nosti RBMK nem? trup. Aktivn? z?na, o kter? jsem v?m pr?v? ?ekl, je um?st?na v betonov? ?acht? a naho?e je uzav?ena v?kem o hmotnosti 2000 tun.

V??e uveden? obr?zek ukazuje horn? biologickou ochranu reaktoru. Nem?li byste ale o?ek?vat, ?e zvednut?m jednoho z blok? uvid?te ?lutozelen? pr?duch aktivn? z?ny, ne. Samotn? v?ko je um?st?no v?razn? n??e a nad n?m v prostoru a? nahoru biologick? ochrana z?st?v? mezera pro kan?lov? komunikace a zcela odstran?n? ty?e absorb?ru.

Mezi grafitov?mi sloupky je ponech?n prostor pro tepelnou rozta?nost grafitu. V tomto prostoru cirkuluje sm?s plyn? dus?ku a helia. Jeho slo?en? se pou??v? k posouzen? t?snosti palivov?ch kan?l?. Aktivn? z?na RBMK je navr?ena tak, aby neprotrhla v?ce ne? 5 kan?l?, pokud dojde k odtlakov?n? v?ce, kryt reaktoru se odtrhne a zb?vaj?c? kan?ly se otev?ou. Takov? v?voj ud?lost? zp?sob? opakov?n? ?ernobylsk? trag?die (zde nem?m na mysli ?lov?kem zp?soben? katastrofa a jeho d?sledky).

Pod?vejme se na v?hody RBMK:

—D?ky regulaci tepeln?ho v?konu kan?l po kan?lu je mo?n? m?nit palivov? soubory bez zastaven? reaktoru. Ka?d? den se obvykle vym?n? n?kolik sestav.

—N?zk? tlak v CMPC (okruh s v?cen?sobn?m nucen?m ob?hem), kter? p?isp?v? k m?rn?j??mu v?skytu hav?ri? spojen?ch s jeho odtlakov?n?m.

— Absence obt??n? vyrobiteln? n?doby reaktoru.

Pod?vejme se na nev?hody RBMK:

—B?hem provozu byly objeveny ?etn? chyby v geometrii aktivn? z?ny, kter? nelze u st?vaj?c?ch energetick?ch blok? 1. a 2. generace (Leningrad, Kursk, ?ernobyl, Smolensk) zcela odstranit. Energetick? bloky RBMK 3. generace (je pouze jedna - na 3. energetick?m bloku JE Smolensk) jsou bez t?chto nedostatk?.

— Reaktor je jednookruhov?. To znamen?, ?e turb?ny rozt??? p?ra produkovan? p??mo v reaktoru. To znamen?, ?e obsahuje radioaktivn? slo?ky. Kdy? se turb?na odtlakuje (a to se stalo dne ?ernobylsk? jadern? elektr?rna v roce 1993) bude jeho oprava zna?n? komplikovan? a mo?n? i nemo?n?.

—?ivotnost reaktoru je d?na ?ivotnost? grafitu (30-40 let). Pot? p?ich?z? jeho degradace, projevuj?c? se jeho bobtn?n?m. Tento proces ji? vzbuzuje v??n? obavy u nejstar?? energetick? jednotky RBMK, Leningrad-1, postaven? v roce 1973 (je j? ji? 39 let). Nejpravd?podobn?j??m v?chodiskem ze situace je ucp?n? n-t?ho po?tu kan?l?, aby se sn??ila tepeln? rozta?nost grafitu.

—Grafitov? moder?tor je ho?lav? materi?l.

-Vzhledem k obrovsk? mno?stv? uzav?rac? ventily, je obt??n? reaktor ovl?dat.

— U 1. a 2. generace doch?z? k nestabilit? p?i provozu na n?zk? v?kony.

Obecn? lze ??ci, ?e RBMK je na svou dobu dobr? reaktor. V sou?asn? dob? padlo rozhodnut? nepostavit energetick? bloky s t?mto typem reaktoru.

2) VVER reaktor.

RBMK je v sou?asn? dob? nahrazen VVER. Oproti RBMK m? zna?n? v?hody.

J?dro je kompletn? obsa?eno ve velmi odoln? sk??ni, kter? je vyrobena v tov?rn? a p?epravena po ?eleznici a n?sledn? po silnici do rozestav?n? pohonn? jednotky v pln?m rozsahu hotov? formul??. Moder?tor je ?istou vodu pod tlakem. Reaktor se skl?d? ze 2 okruh?: voda z prvn?ho okruhu pod vysok?m tlakem ochlazuje palivov? soubory, p?ed?v? teplo do 2. okruhu pomoc? parogener?toru (pln? funkci v?m?n?ku mezi 2 izolovan?mi okruhy). V n?m se voda sekund?rn?ho okruhu va??, m?n? se v p?ru a jde do turb?ny. V prim?rn?m okruhu voda nev?e, proto?e je pod velmi vysok?m tlakem. Odpadn? p?ra kondenzuje v kondenz?toru a vrac? se zp?t do gener?toru p?ry. Dvouokruhov? obvod m? v?znamn? v?hody ve srovn?n? s jednookruhov?m:

P?ra proud?c? do turb?ny nen? radioaktivn?.

V?kon reaktoru lze ??dit nejen ty?emi absorb?ru, ale tak? roztokem kyselina borit?, co? ?in? reaktor stabiln?j??.

Prvky prim?rn?ho okruhu jsou um?st?ny velmi bl?zko u sebe, tak?e je lze um?stit do spole?n?ho ochrann?ho obalu. V p??pad? protr?en? prim?rn?ho okruhu se radioaktivn? prvky dostanou do kontejnmentu a neuniknou dovnit? prost?ed?. Krom? toho kontejnment chr?n? reaktor p?ed vn?j?? vliv(nap??klad z p?du mal?ho letadla nebo v?buchu mimo obvod stanice).

Provoz reaktoru nen? n?ro?n?.

Existuj? tak? nev?hody:

—Na rozd?l od RBMK nelze palivo m?nit za chodu reaktoru, proto?e je um?st?n ve spole?n? sk??ni a ne v samostatn?ch kan?lech, jako v RBMK. Doba dopln?n? paliva se obvykle shoduje s ?asem aktu?ln? opravy, co? sni?uje vliv tohoto faktoru na kapacitn? faktor (instalovan? ??in?k).

—Prim?rn? okruh je pod vysok?m tlakem, co? by mohlo potenci?ln? zp?sobit nehodu v?t??ho rozsahu b?hem odtlakov?n? ne? RBMK.

—N?dobu reaktoru je velmi obt??n? p?epravit z v?robn?ho z?vodu na staveni?t? jadern? elektr?rny.

Dob?e, pod?vali jsme se na pr?ci tepeln?ch elektr?ren, nyn? se pod?vejme na pr?ci

Princip fungov?n? vodn? elektr?rny je pom?rn? jednoduch?. ?et?zec hydraulick?ch struktur zaji??uje pot?ebn? tlak vody proud?c? k lopatk?m hydraulick? turb?ny, kter? poh?n? gener?tory vyr?b?j?c? elekt?inu.

Pot?ebn? tlak vody se vytv??? stavbou p?ehrady a v d?sledku koncentrace ?eky v ur?it?m m?st? nebo odklonem - p?irozen?m tokem vody. V n?kter?ch p??padech p?ij?mat po?adovan? tlak voda je vyu??v?na spole?n? jak p?ehradou, tak p?elo?kou. Vodn? elektr?rny maj? velmi vysokou flexibilitu vyr?b?n? energie a tak? n?zk? n?klady na vyrobenou elekt?inu. Tato vlastnost vodn?ch elektr?ren vedla ke vzniku dal??ho typu elektr?rny – p?e?erp?vac? elektr?rny. Takov? stanice jsou schopny akumulovat vyrobenou elekt?inu a vyu??vat ji v dob? ?pi?kov?ho zat??en?. Princip fungov?n? takov?ch elektr?ren je n?sleduj?c?: v ur?it?ch obdob?ch (obvykle v noci) funguj? hydroelektr?rny p?e?erp?vac?ch elektr?ren jako ?erpadla, spot?ebov?vaj? elektrickou energii z energetick?ho syst?mu a ?erpaj? vodu do speci?ln? vybaven?ch horn?ch baz?n?. Kdy? vznikne popt?vka (p?i ?pi?kov?m zat??en?), voda z nich vstupuje do tlakov?ho potrub? a poh?n? turb?ny. PSPP se prov?d?j? v?hradn? d?le?itou funkci v elektriza?n? soustav? (regulace frekvence), ale u n?s se p??li? nepou??vaj?, proto?e nakonec spot?ebuj? v?ce energie, ne? vyrob?. To znamen?, ?e stanice tohoto typu je pro majitele nerentabiln?. Nap??klad v PSPP Zagorskaja je kapacita hydrogener?tor? v gener?torov?m re?imu 1200 MW a v ?erpac?m re?imu – 1320 MW. Nicm?n? tento typ stanice t?m nejlep??m mo?n?m zp?sobem vhodn? pro rychl? zv??en? nebo sn??en? vyroben?ho v?konu, proto je v?hodn? je stav?t v bl?zkosti nap?. jadern?ch elektr?ren, proto?e ty pracuj? v z?kladn?m re?imu.

Pod?vali jsme se, jak p?esn? se vyr?b? elektrick? energie. Je ?as polo?it si v??nou ot?zku: „Jak? typ stanic nejl?pe spl?uje v?echny modern? po?adavky na spolehlivost, ?etrnost k ?ivotn?mu prost?ed? a nav?c bude m?t tak? n?zk? n?klady na energii?“ Ka?d? na tuto ot?zku odpov? jinak. Dovolte mi, abych v?m dal m?j seznam „nejlep??ch z nejlep??ch“.

1) Kogenerace na zemn? plyn. ??innost takov?ch stanic je velmi vysok?, cena paliva je tak? vysok?, ale zemn? plyn je jedn?m z „nej?ist??ch“ druh? paliva, co? je velmi d?le?it? pro ekologii m?sta, ve kter?m jsou obvykle tepeln? elektr?rny nach?z?.

2) HPP a PSPP. V?hody oproti tepeln?m stanic?m jsou z?ejm?, proto?e tento typ stanic nezne?i??uje ovzdu?? a vyr?b? „nejlevn?j??“ energii, kter? je nav?c obnoviteln?m zdrojem.

3) CCGT elektr?rna na zemn? plyn. Nejvy??? ??innost mezi tepeln?mi stanicemi a tak? mal? mno?stv? spot?ebovan?ho paliva ??ste?n? vy?e?? probl?m tepeln?ho zne?i?t?n? biosf?ry a omezen?ch z?sob fosiln?ch paliv.

4) Jadern? elektr?rna. Jadern? elektr?rna v b??n?m provozu vypou?t? do okol? 3-5x m?n? radioaktivn?ch l?tek ne? tepeln? stanice stejn?ho v?konu, tak?e ??ste?n? n?hrada tepeln?ch elektr?ren jadern?mi je zcela opr?vn?n?.

5) GRES. V sou?asn? dob? takov? stanice vyu??vaj? jako palivo zemn? plyn. To je naprosto nesmysln?, proto?e se stejn?m ?sp?chem v topeni?t?ch st?tn?ch region?ln?ch elektr?ren lze vyu??vat p?idru?en? ropn? plyn (APG) nebo spalovat uhl?, jeho? z?soby jsou ve srovn?n? se z?sobami zemn?ho plynu obrovsk?.

T?m kon?? prvn? ??st ?l?nku.

Materi?l p?ipravil:
student skupiny ES-11b South-West State University Agibalov Sergey.

Kondenza?n? elektr?rny

Kondenza?n? elektr?rny (CPS) jsou tepeln? elektr?rny s parn? turb?nou ur?en? k v?rob? elektrick? energie.

R??e. 2.1. Z?kladn? technologick? sch?ma kondenza?n? elektr?rna na tuh? paliva

Palivo vstupuj?c? do elektr?rny proch?z? p?ed?pravou. Nej?ast?ji se tedy pou??v? v tepeln?ch elektr?rn?ch tuh? palivo(uhl?) se nejprve drt? a pot? su?? a drt? na prach ve speci?ln?ch ml?nech. Sada za??zen? ur?en? pro vykl?d?n?, skladov?n? a p?ed?prava palivo, p?edstavuje spot?ebu paliva nebo dod?vku paliva. P??vod paliva 1 a p??prava prachu 2 tvo?? palivovou dr?hu IES (A na Obr. 2.1.).

Uheln? prach je spolu s proudem vzduchu vytv??en?m speci?ln?m ?erpadlem (dmychadlem) p?iv?d?n do topeni?t? kotle 3. Zplodiny spalov?n? paliva proch?zej? speci?ln?mi ?ist?c?mi za??zen?mi 7 (popeln?ky), kde se uvol?uje popel a dal?? ne?istoty (p?i spalov?n? ropy a plynu nejsou sb?ra?e pot?ebn?) a zbyl? plyny jsou odv?d?ny pomoc? odsava?e kou?e. 6 p?es kom?n 8 se uvol?uj? do atmosf?ry.

Teplo z?skan? spalov?n?m paliva v kotli se vyu??v? k v?rob? p?ry, kter? se p?eh??v? v p?eh??v?ku 4 a p?es parovod 9 vstupuje do parn? turb?ny 10. V turb?n? se energie p?ry p?em??uje na mechanickou pr?ci ot??en? jej?ho h??dele, kter? je s h??del? gener?toru spojen speci?ln? spojkou 13, vyr?b?j?c? elekt?inu. P?ra odv?d?n? v turb?n? se po expanzi z po??te?n?ho tlaku na vstupu do turb?ny 13-24 MPa na kone?n? tlak (na v?stupu) 0,0035-0,0045 MPa dost?v? do speci?ln? aparatury 11 , naz?van? kondenz?tor. V kondenz?toru se p?ra p?em??uje na vodu (kondenz?t), kter? je ?erp?na 12 zp?t do kotle a cyklus v cest? p?ra-voda (B na Obr. 2.1.) se opakuje. K ochlazen? p?ry v kondenz?toru se odeb?r? voda z ob?hov? ?erpadlo 14 z rybn?ka 17.

Takhle obecn? princip akce IES. V takov? elektr?rn? jsou energetick? ztr?ty p?i procesu p?em?ny energie nevyhnuteln?. Tepeln? bilance zn?zorn?n? na Obr. 2.2., d?v? obecn? my?lenka o t?chto ztr?t?ch.

R??e. 2.2. Tepeln? bilance kondenza?n? elektr?rny

Dokonalost IES (TES) je ur?ena jeho koeficientem u?ite?n? akce(??innost) jednotek stanice. ??innost stanice bez zohledn?n? spot?eby energie vlastn? pot?eby, nap?. pohon elektromotor? pomocn?ch jednotek, se naz?v? hrub? ??innost a m? tvar

i br = [Evyr / (G ? Q r)] ? 100 %,

kde: E exp - mno?stv? elekt?iny vyroben? gener?torem, kJ;

G - spot?eba paliva za stejnou dobu, kg;

Q r - spaln? teplo paliva, kJ/kg.

Faktor ??innosti (??innost) modern?ch velkoblokov?ch CPP obvykle nep?esahuje 35 %.

Hlavn? prvky TPP jsou:

Parn? kotel. Jedn? se o slo?itou technickou konstrukci ur?enou k z?sk?v?n? (v?rob?) p?ry se stanoven?mi tlakov?mi a teplotn?mi parametry z nap?jec? vody, kter? do n? vstupuje. Podle konstruk?n?ch prvk? parn? kotle se d?l? na bubnov? a p??moproud?.

Zjednodu?en? sch?ma pr?to?n?ho kotle je na Obr. 2.3. Cirkulaci vody a p?ry zaji??uj? ?erpadla. Konstruk?n? se takov? kotel skl?d? z ?ady paraleln? zapojen?ch z?vit? ocelov? trubky, do kter?ho p?es ekonomiz?r 1 p?ich?z? nap?jec? voda. Nejprve tato voda vstupuje do spodn? ??sti s?t (oto?en? potrub?) 2. Zde se zah??v? a stoup?, odpa?uje se a postupn? ztr?c? vlastnosti kapkov? kapaliny. V horn? ??sti obrazovek 3 p?ra je zpo??tku p?eh??t?, na?e? vstupuje do p?eh??v?ku 4 a pak pod?l parn?ho potrub? k turb?n?. V oh??va?i 5 vzduchu se vzduch oh??v? p?ed p?iveden?m do topeni?t? (tlak p?ry p?es 22 MPa).

R??e. 2.3. Zjednodu?en? sch?ma pr?to?n?ho parn?ho kotle.

Parn? turb?na. Parn? turb?na je tepeln? stroj, kter? p?em??uje potenci?ln? energii p?ry nejprve na kinetickou energii a pot? na mechanickou pr?ci na h??deli. P?em?na energie v turb?n? prob?h? ve dvou f?z?ch (obr. 2.4.).

V prvn? f?zi vstupuje p?ra z parn?ho potrub? do stacion?rn? trysky 1 (m??e b?t skupina rovnob??n?ch trysek tvo??c?ch tzv. tryskov? pole), kde se rozp?n? a tedy zrychluje ve sv?m pohybu ve sm?ru ot??en? lopatek rotoru. Jin?mi slovy, p?ra proch?zej?c? tryskou ztr?c? svou tepelnou energii (teplota a tlak kles?) a zvy?uje svou kinetickou energii (zvy?uje se rychlost). Za tryskami proud? p?ra do kan?lk? tvo?en?ch pracovn?mi lopatkami 2 p?ipojen? k disku 3 a pevn? spojen? s oto?n?m h??delem 4. Zde nast?v? druh? stupe? p?em?ny energie: kinetick? energie proud?n? se p?em??uje na mechanickou pr?ci rotace rotoru turb?ny (h??del s kotou?i a lopatkami).

V meze?e mezi tryskou a pracovn?mi m???kami se tlak p?ry nem?n? v pracovn?ch lopatk?ch.

R??e. 2.4. Sch?ma stupn? turb?ny

Kombinace za??zen? trysky a lopatky se naz?v? stupe? turb?ny. Konstruk?n? se turb?ny vyr?b?j? jako jednostup?ov? nebo v?cestup?ov? (obr. 2.5.). V druh?m p??pad? se pevn? pole trysek st??daj? s pracovn?mi.

V?echny velk? turb?ny jsou v?cestup?ov?. Na Obr. 2.5. ukazuje sch?ma aktivn? v?cestup?ov? turb?ny, kter? zahrnuje n?kolik po sob? jdouc?ch p?r? stup?? um?st?n?ch pod?l dr?hy, sed?c?ch na stejn? h??deli. Stupn? jsou od sebe odd?leny membr?nami, do kter?ch jsou zabudov?ny trysky. V takov?ch turb?n?ch tlak kles?, kdy? p?ra proch?z? tryskami a z?st?v? konstantn? u lopatek rotoru. Absolutn? rychlost p?ry ve stupni zvan?m tlakov? stupe? se pak zvy?uje - v trysk?ch,

R??e. 2.5. Sch?ma aktivn? turb?ny se t?emi tlakov?mi stupni:

1 - tryska; 2 - p??vodn? potrub?; 3 - pracovn? ?epel 1 kroky; 4 - tryska; 5 - pracovn? ?epel 2 kroky; 6 - tryska; 7 - pracovn? ?epel 3 kroky; 8 - v?fukov? potrub?; 9 - otvor

pak kles? - na pracovn?ch ?epel?ch. Proto?e objem p?ry se zv?t?uje, jak se rozp?n?, geometrick? rozm?ry pr?tokov? ??sti pod?l toku p?ry se zv?t?uj?.

Gener?tor ur?en? ke konverzi mechanick? pohyb(rotace h??dele turb?ny) na elektrick? proud. Elektrick? proud m??e b?t konstantn? nebo st??dav?. Ale ?iroce

R??e. 2.6. Nejjednodu??? instalace pro generov?n? st??dav?ho proudu elektrick? proud

pou??v? se st??dav? proud. To je zp?sobeno skute?nost?, ?e nap?t? a v?kon st??dav?ho proudu lze p?ev?d?t prakticky bez ztr?ty energie. St??dav? proud se z?sk?v? pomoc? gener?tor? st??dav?ho proudu vyu??vaj?c?ch jev? elektromagnetick? indukce. Na Obr. 2.6. zn?zor?uje schematick? diagram za??zen? pro generov?n? st??dav?ho proudu.

Princip instalace je jednoduch?. Dr?t?n? r?m se ot??? v rovnom?rn?m magnetick?m poli s konstantn? rychlost. Konce r?mu jsou upevn?ny na krou?c?ch, kter? se s n?m ot??ej?. Pru?iny, kter? funguj? jako kontakty, t?sn? p?il?haj? ke krou?k?m. M?n?c? se magnetick? tok bude plynule prot?kat povrchem r?mu, ale tok vytv??en? elektromagnetem z?stane konstantn?. V tomto ohledu vznikne v r?mu indukovan? emf.

Ve sv?tov? pr?myslov? praxi se hojn? vyu??v? t??f?zov? st??dav? proud, kter? m? oproti jednof?zov? proud. T??f?zov? syst?m se naz?v? syst?m, kter? m? t?i elektrick? obvody s vlastn?mi prom?nn?mi emf se stejn?mi amplitudami a frekvencemi, ale f?zov? posunut? v??i sob? navz?jem o 120° nebo o 1/3 periody.

Kondenz?tor. Provozn? ??innost parn? turb?ny je do zna?n? m?ry z?visl? na kone?n?m tlaku p?ry, s poklesem se zvy?uje pou?it? tepeln? diferenci?l a zvy?uje se ??innost turb?nov? jednotky. D? se ??ci, ?e ze t?? parametr? p?ry, kter? ur?uj? ??innost turb?ny - po??te?n? tlak, po??te?n? teplota a kone?n? tlak - m? na ??innost turb?ny nejv?t?? vliv posledn? parametr.

R??e. 2.7. Obvod kondenz?toru.

Sn??en? tlaku p?ry po v?stupu z turb?ny se prov?d? pomoc? za??zen? zvan?ho kondenz?tor, ve kter?m je udr?ov?n n?zk? absolutn? tlak 0,005-0,0035 MPa.

Kondenz?tor je v nejjednodu???m p??pad? v?lcov? t?leso s velk?m po?tem trubic, uzav?en?ch na konc?ch (obr. 2.7.). Chladic? voda vstupuje potrub?m 1 , proch?zej?c? trubkami 2 a kdy? se zah?eje, opust? kondenz?tor potrub?m 3. P?ra vstupuje tryskou 4, vypl?ov?n?m prstencov?ho prostoru uvnit? pouzdra p?ich?z? do styku s chladem vn?j?? povrch trubky a kondenzuje. Kondenz?t je od?erp?v?n potrub?m 5 pomoc? speci?ln?ho ?erpadla.

Teplota chladic? vody na vstupu do kondenz?toru je obvykle 12-20 °C, na v?stupu z n?j 30-35 °C. Takov? kondenza?n? teploty odpov?daj? hlubok?mu vakuu (0,0035-0,0045 MPa).

Pro zaji?t?n? vakua je vzduch z kondenz?toru od?erp?v?n pomoc? v?v?va p?es potrub? 6 .

Mno?stv? chladic? vody pro v?robu 1 kWh elektrick? energie modern? v?konnou kondenza?n? turb?nou je od 0,12 do 0,16 m 3 , p?i?em? pro CPP s instalovan?m v?konem 1000 MW bude pr?m?rn? ro?n? spot?eba vody minim?ln? 20 m 3 / s. To je o n?co m?n? ne? nap??klad letn? tok moskevsk? oblasti. Pakhra pobl?? vlakov?ho n?dra?? Leninskaya. Je snadn? vid?t, ?e pro technick? pot?eby CPP s kapacitou 2000-3000 MW je zapot?eb? „pevn?“ ?eka. Proto je v?stavba v?konn?ch CPP mo?n? pouze v bl?zkosti velk?ch vodn?ch ploch.