Kondenskraftverk (IES) producerar endast elektrisk energi. Det historiska namnet "GRES" - delstatskraftverk har med tiden f?rlorat sin ursprungliga betydelse ("distrikt") och i modern f?rst?else betyder vanligtvis ett kondenskraftverk (CPS) h?g kraft(tusentals MW), som verkar i det enhetliga energisystemet tillsammans med andra stora kraftverk.

Funktionsprincip(Fig. 5.2) Pannan f?rs?rjs med hj?lp av matarpump 13. matarvatten under h?gt tryck, br?nsle och atmosf?risk luft f?r f?rbr?nning. N?r br?nsle f?rbr?nns omvandlas dess kemiska energi till termisk energi och str?lningsenergi och ?verf?rs till matarvatten, som v?rms upp till kokpunkten, kokar och ?verg?r till ?nga. Matarvatten rinner genom silr?r 2 inuti pannugnen. Den resulterande ?ngan i pannans ?ng?verhettare 3 ?verhettas ?ver m?ttnadstemperaturen, till cirka 540 0 C, och tillf?rs med ett tryck p? 13–24 MPa till ?ngturbinen 8 genom en eller flera r?rledningar. elektrisk generator 9 och exciter utg?r hela turbinenheten.

Ris. 5.2. Diagram ?ver ett kraftverk f?r kondenserande ?ngturbin: 1 - pannenhetens ugn; 2 - sk?rmr?r; 3 - ?verhettare; 4 - panntrumma; 5 - mellanliggande ?verhettare; 6 - vattenekonomisator; 7 - luftv?rmare; 8 - ?ngturbin; 9 - elektrisk generator; 10 - kondensator; 11 - kondensatpump; 12 - regenerativ matarvattenv?rmare; 13 - matningspump; 14 - fl?kt; 15 - askf?ngare; 16 - r?kavluftare; 17 - skorsten

I en ?ngturbin tr?ffar ?nga turbinbladen 8 och expanderar till ett mycket l?gt tryck (ca 30 g?nger l?gre ?n atmosf?rstrycket). Under expansionen komprimeras och v?rms den potentiella energin till h?g temperatur?ngan omvandlas till kinetisk r?relseenergi och sedan till mekanisk rotationsenergi f?r turbinrotorn. Turbinen driver en elektrisk generator, som omvandlar rotationsenergin fr?n generatorrotorn till elektrisk str?m.

En elektrisk generator best?r av en stator, i vars elektriska lindningar en str?m genereras, och en r?tor, som ?r en roterande elektromagnet som drivs av en exciter.

Turbinkondensorn 10 tj?nar till att kondensera ?nga som utt?mts i turbinen och skapa ett djupt vakuum (vakuum) vid turbinens utlopp. Tack vare denna funktion teknisk process kondenskraftverk har f?tt sitt namn. ?ngan kondenseras till vattnets tillst?nd genom v?rmev?xling med kylvatten, varefter kondensatet, med hj?lp av pump 11, skickas genom r?rledningen tillbaka till pannenheten.

1. Huvudkretsen b?r utvecklas baserat p? m?jligheten att leverera str?m utan begr?nsningar i normala, reparations- och n?dl?gen, med h?nsyn till till?tna kortslutningsstr?mmar, bibeh?lla statisk och dynamisk stabilitet.

2. Vid IES med enheter med en kapacitet p? 300 MW eller mer, ska skada eller fel p? n?gon annan brytare ?n SHSV och SV i huvudkretsen inte leda till avst?ngning av mer ?n en enhet. I h?ndelse av skada p? SSV eller SV till?ts f?rlust av h?gst tv? block och tv? ledningar, om kraftsystemets stabilitet bibeh?lls.

3. Inaktivering av kraftledningar f?r intersystemkommunikation b?r g?ras med h?gst tv? omkopplare och AT- och TSN-block - med h?gst tre.

4. Reparation av brytaren m?ste vara m?jlig utan att koppla ur anslutningen.

5. Kopplingskretsar h?gsp?nning m?ste ge m?jlighet att dela stationen i tv? oberoende delar f?r att begr?nsa kortslutningsstr?mmar. division m?ste vara station?r eller automatisk (AFM).

6. N?r den drivs fr?n ett st?llverk av tv? start-backup transformatorer, s.n. M?jligheten f?r f?rlust av b?da transformatorerna b?r uteslutas om n?gon brytare ?r skadad eller g?r s?nder.

a) System f?r IES- och NPP-enheter

1. Omkopplare f?r generatorsp?nning saknas vanligtvis (monoblock)

Krav:

1. Kraftleverans och kommunikation med kraftsystemet m?ste utf?ras p? minst tv? h?gsp?nningsniv?er, som i regel skiljer sig ?t med ett steg 110/330; 220/500; 330/750; 500/1150.

2. Kraftverkets effekt och den st?rsta enhetens enhetskapacitet b?r inte ?verstiga 10 % av elsystemets installerade effekt f?r att f?rhindra en systemolycka vid en olycka i kraftverket.

3. Vid en l?gre sp?nningsniv? b?r str?mf?rs?rjning till lokala och n?rliggande konsumenter tillhandah?llas (upp till 25 - 30 % av den totala effekten).

4. Vid delstatskraftverket ska en autotransformatorf?rbindelse tillhandah?llas mellan de tv? sp?nningarna f?r kommunikation med kraftsystemet, antalet AT:er m?ste vara minst tv? i en 3-faskonstruktion eller en med en fas-f?r-fas design, men med en backupfas.

5. Ett mycket tillf?rlitligt system f?r SN-kraftf?rs?rjning m?ste utvecklas, vilket m?jligg?r omkastning av stationen fr?n grunden fr?n kraftsystemet eller icke-enhetliga v?rmekraftverk eller vattenkraftverk.

IES-schema (6 x 800) MW

Kretsar f?r generatorer och krafttransformatorer

vid v?rmekraftverk p? elblock. Konst. GRES

CONDENSING POWER PLANT (CPP), ett kraftverk f?r termisk ?ngturbin, vars syfte ?r produktion av el. energi med hj?lp av kondenserande turbiner. V?rmen som frig?rs vid br?nslef?rbr?nning ?verf?rs i pannenheten (?nggeneratorn) till arbetsv?tskan, vanligtvis vatten?nga. Vatten?ngans termiska energi omvandlas i kondensturbinen till mekanisk energi och den senare till elektrisk energi. generator - till elektrisk energi. ?ngan som avges i turbinen kondenseras, ?ngkondensatet pumpas f?rst av kondensatpumpar och sedan av matarpumpar in i ?ngpannan (pannaenhet, ?nggenerator). Den d?r. en sluten ?ngvattenv?g skapas: en ?ngpanna med en ?verhetare - ?ngledningar fr?n pannan till turbinen - turbin - kondensor - kondensat och matarpumpar - matarledningar. vatten?ngpanna. Diagrammet ?ver ?ngvattenv?gen ?r den huvudsakliga. teknologisk diagram ?ver ett ?ngturbinkraftverk och kallas IES termiska diagram (Fig. 1).

F?rdelar:

1. Br?nslet som anv?nds ?r ganska billigt.

2. Kr?ver mindre kapitalinvesteringar j?mf?rt med andra kraftverk.

3. Kan byggas var som helst oavsett br?nsletillg?ng. Br?nsle kan transporteras till kraftverksplatsen p? j?rnv?g eller med bil.

4. Uppta en mindre yta j?mf?rt med vattenkraftverk.

5. Kostnaden f?r att producera el ?r l?gre ?n f?r dieselkraftverk.

Brister:

1. De f?rorenar atmosf?ren genom att sl?ppa ut dem i luften. Ett stort antal r?k och sot.

2. H?gre driftskostnader j?mf?rt med vattenkraftverk.

IES diagram. F?rdelar, nackdelar, till?mpning.

IES – kondenskraftverk. (Termisk subtyp) Designad f?r att generera endast elektrisk energi.

Det enklaste kretsschema En koleldad IES visas i figuren.

Det enklaste termiska diagrammet f?r en CES: T - br?nsle; Till luften; UG - avgaser; SHZ - slagg och aska; PC - ?ngpanna; PE - ?ng?verhettare; PT - ?ngturbin; G - elektrisk generator; K - kondensator; KN - kondensatpump; PN - matningspump

Termiska kondenskraftverk har l?g verkningsgrad (30-40%), sedan mest av energi g?r f?rlorad i r?kgaser och kondensorns kylvatten. Det ?r f?rdelaktigt att bygga CPP i n?ra anslutning till br?nsleproduktionsanl?ggningar.

K?rnkraftverksdiagram.

K?rnkraftverk (NPP) ?r en k?rnkraftsanl?ggning f?r att producera energi i specificerade l?gen och anv?ndningsf?rh?llanden, bel?gen inom det territorium som definieras av projektet, d?r den anv?nds f?r detta ?ndam?l. k?rnreaktor(reaktorer) och ett komplex av n?dv?ndiga system, anordningar, utrustning och strukturer med n?dv?ndiga arbetare.

Elektrisk energi har l?nge kommit in i v?ra liv. ?ven den grekiske filosofen Thales uppt?ckte p? 700-talet f.Kr. att b?rnsten som gnides p? ull b?rjar attrahera f?rem?l. Men under en l?ng tid Ingen uppm?rksammade detta faktum. Det var f?rst ?r 1600 som termen "Elektricitet" f?rst d?k upp, och 1650 skapade Otto von Guericke en elektrostatisk maskin i form av en svavelkula monterad p? en metallstav, vilket gjorde det m?jligt att observera inte bara effekten av attraktion, men ocks? effekten av avst?tning. Detta var den f?rsta enkla elektrostatiska maskinen.

M?nga ?r har g?tt sedan dess, men ?n idag, i en v?rld fylld av terabyte av information, n?r du sj?lv kan ta reda p? allt som intresserar dig, f?r m?nga f?rblir det ett mysterium hur el produceras, hur den levereras till v?rt hem , kontor, f?retag...

Vi kommer att ?verv?ga dessa processer i flera delar.

Del I. Generering av elektrisk energi.

Var kommer det ifr?n? Elektrisk energi? Denna energi kommer fr?n andra typer av energi - termisk, mekanisk, nukle?r, kemisk och m?nga andra. I industriell skala Elektrisk energi erh?lls vid kraftverk. L?t oss bara ?verv?ga de vanligaste typerna av kraftverk.

1) Termiska kraftverk. Idag kan alla kombineras till en term - State District Power Plant (State District Power Plant). Naturligtvis har denna term idag f?rlorat sin ursprungliga betydelse, men den har inte g?tt in i evigheten, utan har stannat kvar hos oss.

Termiska kraftverk ?r indelade i flera undertyper:

A) Ett kondenskraftverk (CPP) ?r ett termiskt kraftverk som endast producerar elektrisk energi.

Funktionsprincip: Luft och br?nsle (gasformigt, flytande eller fast) tillf?rs pannan med hj?lp av pumpar. Resultatet ?r en br?nsle-luftblandning som brinner i pannugnen och avger en enorm m?ngd v?rme. I detta fall passerar vattnet genom ett r?rsystem, som ?r bel?get inuti pannan. Den frigjorda v?rmen ?verf?rs till detta vatten, medan dess temperatur stiger och kokas upp. ?ngan som producerades i pannan g?r tillbaka in i pannan f?r att ?verhetta den ?ver vattnets kokpunkt (vid ett givet tryck), sedan g?r den genom ?ngledningar till ?ngturbinen, d?r ?ngan fungerar. Samtidigt expanderar den, dess temperatur och tryck minskar. S?lunda ?verf?rs ?ngans potentiella energi till turbinen och f?rvandlas d?rf?r till kinetisk energi. Turbinen driver i sin tur rotorn p? en trefas v?xelstr?msgenerator, som sitter p? samma axel som turbinen och producerar energi.

L?t oss ta en n?rmare titt p? n?gra delar av IES.

?ngturbin.

Fl?det av vatten?nga kommer in genom ledskovlar p? b?jda blad som ?r fixerade runt rotorns omkrets och, som verkar p? dem, f?r rotorn att rotera. Som du kan se finns det luckor mellan raderna av skulderblad. De finns d?r eftersom denna rotor ?r borttagen fr?n huset. Rader av blad ?r ocks? inbyggda i kroppen, men de ?r or?rliga och tj?nar till att skapa ?nskad vinkel faller ?nga p? r?rliga blad.

Kondenserande ?ngturbiner anv?nds f?r att omvandla s? mycket av ?ngv?rmen som m?jligt till mekaniskt arbete. De fungerar genom att sl?ppa ut (t?mma ut) den f?rbrukade ?ngan till en kondensor d?r ett vakuum uppr?tth?lls.

En turbin och en generator som ?r placerade p? samma axel kallas en turbogenerator. Trefas v?xelstr?msgenerator (synkronmaskin).

Den best?r av:

Vilket ?kar sp?nningen till standardv?rdet (35-110-220-330-500-750 kV). I det h?r fallet minskar str?mmen avsev?rt (till exempel n?r sp?nningen ?kar med 2 g?nger, minskar str?mmen med 4 g?nger), vilket g?r det m?jligt att ?verf?ra kraft ?ver l?nga avst?nd. Det b?r noteras att n?r vi talar om sp?nningsklass menar vi linj?r (fas-till-fas) sp?nning.

Den aktiva effekten som produceras av generatorn regleras genom att ?ndra m?ngden energib?rare, och str?mmen i rotorlindningen ?ndras. F?r att ?ka den aktiva uteffekten ?r det n?dv?ndigt att ?ka ?ngtillf?rseln till turbinen, och str?mmen i rotorlindningen kommer att ?ka. Vi b?r inte gl?mma att generatorn ?r synkron, vilket inneb?r att dess frekvens alltid ?r lika med frekvensen av str?mmen i kraftsystemet, och att ?ndra parametrarna f?r energib?raren kommer inte att p?verka dess rotationsfrekvens.

Dessutom producerar generatorn ocks? reaktiv effekt. Den kan anv?ndas f?r att reglera utsp?nningen inom sm? gr?nser (dvs. det ?r inte huvudmedlet f?r att reglera sp?nningen i kraftsystemet). Det fungerar p? det h?r s?ttet. N?r rotorlindningen ?r ?verexciterad, d.v.s. n?r sp?nningen p? rotorn ?kar ?ver det nominella v?rdet sl?pps "?verskott" reaktiv effekt ut i kraftsystemet, och n?r rotorlindningen ?r underexciterad f?rbrukas den reaktiva effekten av generatorn.

I v?xelstr?m talar vi allts? om skenbar effekt (m?tt i volt-ampere - VA), som ?r lika med kvadratroten av summan av aktiv (m?tt i watt - W) och reaktiv (m?tt i volt-ampere reaktiv - VAR) kraft.

Vattnet i beh?llaren tj?nar till att ta bort v?rme fr?n kondensorn. Men plaskbass?nger anv?nds ofta f?r dessa ?ndam?l.

eller kyltorn. Kyltorn kan vara av torntyp Fig. 8

eller fl?kt Fig.9

Kyltorn ?r utformade n?stan likadant som det, med den enda skillnaden att vatten rinner ner i radiatorerna, ?verf?r v?rme till dem och de kyls av den forcerade luften. I detta fall avdunstar en del av vattnet och f?rs ut i atmosf?ren.
Verkningsgraden f?r ett s?dant kraftverk ?verstiger inte 30%.

B) Gasturbinkraftverk.

I ett gasturbinkraftverk drivs turbogeneratorn inte av ?nga, utan direkt av gaser som produceras under br?nslef?rbr?nning. I det h?r fallet kan du bara anv?nda naturgas, annars kommer turbinen snabbt att misslyckas p? grund av dess f?rorening med f?rbr?nningsprodukter. Verkningsgrad per maximal belastning 25-33%

Mycket h?gre effektivitet (upp till 60%) kan uppn?s genom att kombinera ?nga och gascykler. S?dana v?xter kallas kombiv?xter. Ist?llet f?r en konventionell panna har de en spillv?rmepanna installerad, som inte har egna br?nnare. Den tar emot v?rme fr?n avgaserna fr?n en gasturbin. F?r n?rvarande introduceras CCGT aktivt i v?ra liv, men ?n s? l?nge finns det f? av dem i Ryssland.

I) V?rmekraftverk (har blivit en integrerad del av storst?der f?r l?nge sedan). Fig. 11

V?rmekraftverket ?r strukturellt utformat som ett kondenskraftverk (CPS). Det speciella med ett kraftverk av denna typ ?r att det kan generera b?de termisk och elektrisk energi samtidigt. Beroende p? typ ?ngturbin, existera olika s?tt steam-val, som l?ter dig ta ?nga fr?n den med olika parametrar. I det h?r fallet kommer en del av ?ngan eller hela ?ngan (beroende p? typ av turbin) in i n?tverksv?rmaren, ?verf?r v?rme till den och kondenserar d?r. Kraftv?rmeturbiner l?ter dig reglera m?ngden ?nga f?r termiska eller industriella behov, vilket g?r att kraftv?rmeverket kan arbeta i flera belastningsl?gen:

termisk - produktionen av elektrisk energi ?r helt beroende av produktionen av ?nga f?r industri- eller fj?rrv?rmebehov.

elektrisk - den elektriska belastningen ?r oberoende av den termiska belastningen. Dessutom kan kraftv?rmeverk arbeta i helt kondenserande l?ge. Detta kan kr?vas till exempel om det ?r kraftig brist p? aktiv effekt p? sommaren. Detta l?ge ?r ol?nsamt f?r termiska kraftverk, eftersom effektiviteten minskar avsev?rt.

Samtidig produktion av elektrisk energi och v?rme (kraftv?rme) ?r en l?nsam process d?r stationens effektivitet h?js avsev?rt. Till exempel ?r den ber?knade verkningsgraden f?r CES maximalt 30 % och den f?r kraftv?rme cirka 80 %. Dessutom g?r kraftv?rme det m?jligt att minska tomg?ngsv?rmeutsl?ppen, vilket har en positiv effekt p? ekologin i omr?det d?r v?rmekraftverket ?r bel?get (j?mf?rt med om det fanns ett v?rmekraftverk med liknande kapacitet).

L?t oss ta en n?rmare titt p? ?ngturbinen.

Kraftv?rme?ngturbiner inkluderar turbiner med:

Mottryck;

Justerbar ?ngextraktion;

Urval och mottryck.

Turbiner med mottryck fungerar genom att ?nga sl?pps ut inte i en kondensor, som i IES, utan till en n?tverksv?rmare, det vill s?ga all ?nga som g?r genom turbinen g?r till uppv?rmningsbehov. Utformningen av s?dana turbiner har en betydande nackdel: det elektriska belastningsschemat ?r helt beroende av det termiska belastningsschemat, det vill s?ga s?dana enheter kan inte delta i den operativa regleringen av str?mfrekvensen i kraftsystemet.

I turbiner med kontrollerat ?nguttag utvinns det kl r?tt m?ngd i mellansteg, och v?lj de steg f?r ?ngval som ?r l?mpliga i detta fall. Denna typ av turbin ?r oberoende av den termiska belastningen och styrningen av den utg?ende aktiva effekten kan justeras inom st?rre gr?nser ?n i mottryckskraftv?rmeverk.

Extraktions- och mottrycksturbiner kombinerar funktionerna hos de tv? f?rsta typerna av turbiner.

Kraftv?rmeturbiner i v?rmekraftverk ?r inte alltid kapabla att f?r?ndras termisk belastning. F?r att t?cka belastningstoppar, och ibland f?r att ?ka elektrisk kraft Genom att byta turbiner till kondenseringsl?ge installeras toppvattenpannor vid termiska kraftverk.

2) K?rnkraftverk.

I Ryssland finns det f?r n?rvarande 3 typer av reaktoranl?ggningar. Den allm?nna principen f?r deras funktion liknar ungef?r arbete av IES(f?rr i tiden kallades k?rnkraftverk f?r statliga distriktskraftverk). Grundl?ggande skillnad?r bara det v?rmeenergi produceras inte i pannor som anv?nder fossila br?nslen, utan i k?rnreaktorer.

L?t oss titta p? de tv? vanligaste typerna av reaktorer i Ryssland.

1) RBMK reaktor.

En utm?rkande egenskap hos denna reaktor ?r att ?ngan f?r att rotera turbinen erh?lls direkt i reaktorh?rden.

RBMK k?rna. Fig. 13

best?r av vertikala grafitpelare i vilka det finns l?ngsg?ende h?l, med zirkoniumlegeringsr?r inf?rda d?r och av rostfritt st?l. Grafit fungerar som en neutronmoderator. Alla kanaler ?r uppdelade i br?nsle- och CPS-kanaler (kontroll- och skyddssystem). De har olika kylkretsar. En kassett (FA - fuel assembly) med stavar (TVEL - fuel element) inuti vilka det finns uranpellets i ett f?rseglat skal s?tts in i br?nslekanalerna. Det ?r tydligt att det ?r fr?n dem som termisk energi erh?lls, som ?verf?rs till ett kylmedel som kontinuerligt cirkulerar fr?n botten till toppen under h?gt tryck - vanligt vatten, men mycket v?l renat fr?n f?roreningar.

Vatten, som passerar genom br?nslekanalerna, avdunstar delvis, ?ngvattenblandningen kommer fr?n alla individuella br?nslekanaler in i 2 separatortrummor, d?r ?nga separeras fr?n vatten. Vattnet g?r ?terigen in i reaktorn med hj?lp av cirkulationspumpar (totalt 4 per slinga), och ?ngan g?r genom ?ngledningar till 2 turbiner. ?ngan kondenseras sedan i en kondensor och f?rvandlas till vatten som g?r tillbaka in i reaktorn.

Reaktorns termiska kraft styrs endast med hj?lp av borneutronabsorbatorstavar, som r?r sig i styrstavskanalerna. Vattnet som kyler dessa kanaler kommer fr?n topp till botten.

Som ni kanske har m?rkt har jag aldrig n?mnt reaktork?rlet ?nnu. Faktum ?r att RBMK faktiskt inte har n?got skrov. Den aktiva zonen som jag just ber?ttade om ?r placerad i ett betongschakt, och ovanp? ?r det st?ngt med ett lock som v?ger 2000 ton.

Ovanst?ende figur visar det ?vre biologiska skyddet av reaktorn. Men du b?r inte f?rv?nta dig att genom att lyfta ett av blocken kommer du att kunna se den gulgr?na ventilen i den aktiva zonen, nej. Sj?lva locket ?r bel?get betydligt l?gre, och ovanf?r det, i utrymmet upp till toppen biologiskt skydd ett gap kvarst?r f?r kanalkommunikation och helt borttagna absorberstavar.

Utrymme l?mnas mellan grafitpelarna f?r termisk expansion av grafiten. En blandning av kv?ve och heliumgaser cirkulerar i detta utrymme. Dess sammans?ttning anv?nds f?r att bed?ma t?theten hos br?nslekanalerna. RBMK-h?rden ?r utformad f?r att spricka h?gst 5 kanaler, om fler trycks ur, kommer reaktorlocket att slitas av och de ?terst?ende kanalerna ?ppnas. En s?dan utveckling av h?ndelser kommer att orsaka en upprepning av Tjernobyl-tragedin (h?r menar jag inte m?nniskan orsakad katastrof och dess konsekvenser).

L?t oss titta p? f?rdelarna med RBMK:

—Tack vare kanal-f?r-kanal-reglering av termisk effekt ?r det m?jligt att byta br?nslepatroner utan att stoppa reaktorn. Varje dag byts vanligtvis flera f?rsamlingar.

—L?gt tryck i CMPC (multiple forced circulation circuit), vilket bidrar till en mildare f?rekomst av olyckor i samband med tryckminskningen.

— Fr?nvaro av ett sv?rtillverkat reaktork?rl.

L?t oss titta p? nackdelarna med RBMK:

—Under drift uppt?cktes m?nga fel i k?rnans geometri, som inte helt kan elimineras vid de befintliga kraftenheterna i 1:a och 2:a generationen (Leningrad, Kursk, Tjernobyl, Smolensk). RBMK-kraftenheter fr?n 3:e generationen (det finns bara en - vid den 3: e kraftenheten i Smolensk NPP) ?r fria fr?n dessa brister.

—Reaktorn ?r enkrets. Det vill s?ga att turbinerna roteras av ?nga som produceras direkt i reaktorn. Det betyder att den inneh?ller radioaktiva komponenter. N?r turbinen minskar trycket (och detta h?nde p? K?rnkraftverket i Tjernobyl 1993) kommer reparationen att vara mycket komplicerad och kanske om?jlig.

—Reaktorns livsl?ngd best?ms av grafitens livsl?ngd (30-40 ?r). Sedan kommer dess nedbrytning, manifesterad i dess svullnad. Denna process orsakar redan allvarlig oro f?r den ?ldsta RBMK-kraftenheten, Leningrad-1, byggd 1973 (den ?r redan 39 ?r gammal). Den mest troliga v?gen ut ur situationen ?r att plugga det n:te antalet kanaler f?r att minska den termiska expansionen av grafit.

—Grafitmoderator ?r ett brandfarligt material.

— Med tanke p? stor m?ngd avst?ngningsventiler, ?r reaktorn sv?r att kontrollera.

— P? 1:a och 2:a generationen r?der instabilitet vid drift med l?g effekt.

Generellt kan vi s?ga att RBMK ?r en bra reaktor f?r sin tid. I dagsl?get har man tagit beslut om att inte bygga kraftaggregat med denna typ av reaktorer.

2) VVER-reaktor.

RBMK ers?tts f?r n?rvarande av VVER. Det har betydande f?rdelar j?mf?rt med RBMK.

K?rnan ?r helt innesluten i ett mycket starkt h?lje, som tillverkas p? fabriken och transporteras p? j?rnv?g och sedan p? v?g till kraftenheten som ?r under uppbyggnad. f?rdig form. Moderatorn ?r rent vatten under press. Reaktorn best?r av 2 kretsar: vatten fr?n den f?rsta kretsen under h?gt tryck kyler br?nslepatronerna, ?verf?r v?rme till den andra kretsen med hj?lp av en ?nggenerator (utf?r funktionen av en v?rmev?xlare mellan 2 isolerade kretsar). I den kokar det sekund?ra kretsvattnet, f?rvandlas till ?nga och g?r till turbinen. I prim?rkretsen kokar inte vattnet, eftersom det ?r under mycket h?gt tryck. Avgas?ngan kondenseras i kondensorn och g?r tillbaka till ?nggeneratorn. Dubbelkretskretsen har betydande f?rdelar j?mf?rt med enkelkretskretsen:

?ngan som g?r till turbinen ?r inte radioaktiv.

Reaktorns kraft kan styras inte bara av absorbatorstavar utan ocks? av l?sningen borsyra, vilket g?r reaktorn mer stabil.

De prim?ra kretselementen ?r placerade mycket n?ra varandra, s? de kan placeras i ett gemensamt inneslutningsskal. I h?ndelse av brott i prim?rkretsen kommer radioaktiva ?mnen in i inneslutningen och kommer inte ut i milj?. Dessutom skyddar inneslutningen reaktorn fr?n yttre p?verkan(till exempel fr?n ett litet plans fall eller en explosion utanf?r stationens omkrets).

Reaktorn ?r inte sv?r att driva.

Det finns ocks? nackdelar:

—Till skillnad fr?n RBMK kan br?nsle inte bytas medan reaktorn ?r ig?ng, eftersom den ?r placerad i ett gemensamt hus och inte i separata kanaler, som i RBMK. Br?nslep?fyllningstiden sammanfaller vanligtvis med tiden nuvarande reparationer, vilket minskar effekten av denna faktor p? kapacitetsfaktorn (installerad effektfaktor).

— Prim?rkretsen ?r under h?gt tryck, vilket potentiellt kan orsaka en st?rre olycka under tryckavlastning ?n RBMK.

—Reaktork?rlet ?r mycket sv?rt att transportera fr?n tillverkningsanl?ggningen till k?rnkraftverkets byggarbetsplats.

Tja, vi har tittat p? arbetet med v?rmekraftverk, l?t oss nu titta p? arbetet

Funktionsprincipen f?r ett vattenkraftverk ?r ganska enkel. En kedja av hydrauliska strukturer ger det n?dv?ndiga trycket av vatten som str?mmar till bladen p? en hydraulisk turbin, som driver generatorer som producerar elektricitet.

Det erforderliga vattentrycket bildas genom byggandet av en damm, och som ett resultat av koncentrationen av floden p? en viss plats, eller genom avledning - det naturliga fl?det av vatten. I vissa fall att ta emot erforderligt tryck vatten anv?nds gemensamt av b?de dammen och avledningen. Vattenkraftverk har mycket h?g flexibilitet f?r genererad kraft, s?v?l som l?g kostnad f?r genererad el. Denna egenskap hos vattenkraftverk ledde till skapandet av en annan typ av kraftverk - pumpkraftverk. S?dana stationer kan ackumulera genererad elektricitet och anv?nda den vid tider med toppbelastning. Funktionsprincipen f?r s?dana kraftverk ?r f?ljande: under vissa perioder (vanligtvis p? natten) fungerar pumpkraftverkens vattenkraftverk som pumpar, f?rbrukar elektrisk energi fr?n kraftsystemet och pumpar vatten in i specialutrustade ?vre pooler. N?r efterfr?gan uppst?r (vid toppbelastningar) kommer vatten fr?n dem in i tryckledningen och driver turbinerna. PSPPs utf?rs uteslutande viktig funktion i kraftsystemet (frekvensreglering), men de anv?nds inte i stor utstr?ckning i v?rt land, eftersom det slutar med att de f?rbrukar mer str?m ?n de producerar. Det vill s?ga en station av denna typ ?r ol?nsam f?r ?garen. Till exempel, vid Zagorskaya PSPP ?r kapaciteten f?r hydrogeneratorer i generatorl?ge 1200 MW och i pumpl?ge - 1320 MW. Dock denna typ av station p? b?sta m?jliga s?tt l?mpliga f?r att snabbt ?ka eller minska genererad kraft, s? det ?r f?rdelaktigt att bygga dem n?ra till exempel k?rnkraftverk, eftersom de senare fungerar i basl?ge.

Vi har tittat p? exakt hur elektrisk energi produceras. Det ?r dags att st?lla dig sj?lv en allvarlig fr?ga: "Vilken typ av stationer uppfyller b?st alla moderna krav p? tillf?rlitlighet, milj?v?nlighet och kommer dessutom att ha en l?g energikostnad?" Alla kommer att svara p? den h?r fr?gan olika. L?t mig ge dig min lista ?ver de "b?sta av de b?sta".

1) Kraftv?rmeverk som anv?nder naturgas. Effektiviteten hos s?dana stationer ?r mycket h?g, br?nslekostnaden ?r ocks? h?g, men naturgas ?r en av de "renaste" typerna av br?nsle, och detta ?r mycket viktigt f?r stadens ekologi, inom vars gr?nser termisk kraft v?xter ?r vanligtvis placerade.

2) HPP och PSPP. F?rdelarna gentemot termiska stationer ?r uppenbara, eftersom denna typ av stationer inte f?rorenar atmosf?ren och producerar den "billigaste" energin, som dessutom ?r en f?rnybar resurs.

3) CCGT-kraftverk som anv?nder naturgas. Den h?gsta effektiviteten bland termiska stationer, s?v?l som den lilla m?ngden br?nsle som f?rbrukas, kommer delvis att l?sa problemet med termisk f?rorening av biosf?ren och begr?nsade reserver av fossila br?nslen.

4) K?rnkraftverk. Vid normal drift sl?pper ett k?rnkraftverk ut 3-5 g?nger mindre radioaktiva ?mnen till milj?n ?n en termisk station med samma kraft, s? det partiella ers?ttandet av v?rmekraftverk med k?rnkraftverk ?r helt motiverat.

5) GRES. F?r n?rvarande anv?nder s?dana stationer naturgas som br?nsle. Detta ?r absolut meningsl?st, eftersom det med samma framg?ng i ugnarna i statliga distriktskraftverk ?r m?jligt att anv?nda tillh?rande petroleumgas (APG) eller br?nna kol, vars reserver ?r enorma j?mf?rt med reserverna av naturgas.

Detta avslutar den f?rsta delen av artikeln.

Material framst?llt av:
student i gruppen ES-11b South-West State University Agibalov Sergey.

Kondenskraftverk

Kondenserande kraftverk (CPS) ?r termiska ?ngturbinkraftverk konstruerade f?r att generera elektrisk energi.

Ris. 2.1. Grundl?ggande tekniksystem kondenskraftverk k?rs p? fast br?nsle

Br?nslet som kommer in i kraftverket genomg?r f?rbehandling. S?ledes den vanligaste vid v?rmekraftverk fast br?nsle(kol) f?rst krossas, och sedan torkas och krossas till ett dammtillst?nd i speciella kvarnverk. En upps?ttning enheter utformade f?r lossning, f?rvaring och f?rbehandling br?nsle, utg?r br?nsleekonomin eller br?nslef?rs?rjningen. Br?nsletillf?rseln 1 och dammberedning 2 utg?r br?nslebanan f?r IES (A i fig. 2.1.).

Koldamm, tillsammans med ett luftfl?de skapat av en speciell pump (fl?kt), matas in i pannugnen 3. Br?nslef?rbr?nningsprodukter passerar genom speciella behandlingsanl?ggningar 7 (askauppsamlare), d?r aska och andra f?roreningar sl?pps ut (askauppsamlare beh?vs inte vid f?rbr?nning av olja och gas), och de ?terst?ende gaserna avl?gsnas med en r?kavluftare 6 genom skorsten 8 sl?pps ut i atmosf?ren.

V?rmen som erh?lls genom att br?nna br?nsle i pannan anv?nds f?r att producera ?nga, som ?verhettas i ?verhettaren 4 och via ?ngledning 9 kommer in i ?ngturbinen 10. I turbinen omvandlas ?ngenergi till mekaniskt rotationsarbete av dess axel, som ?r ansluten till generatoraxeln med en speciell koppling 13, generera elektricitet. ?ngan som utt?mts i turbinen, efter dess expansion fr?n det initiala trycket vid ing?ngen till turbinen p? 13-24 MPa till sluttrycket (vid utloppet) p? 0,0035-0,0045 MPa, kommer in i en speciell apparat. 11 , kallad kondensator. I kondensorn omvandlas ?nga till vatten (kondensat), som pumpas 12 matas tillbaka till pannan och cykeln i ?ngvattenv?gen (B i fig. 2.1.) upprepas. F?r att kyla ?ngan i kondensorn, vatten som tas fr?n cirkulationspump 14 fr?n dammen 17.

Det ?r hur allm?n princip IES ?tg?rder. I ett s?dant kraftverk ?r energif?rluster oundvikliga under energiomvandlingsprocessen. V?rmebalansen som visas i fig. 2.2., ger allm?n uppfattning om dessa f?rluster.

Ris. 2.2. V?rmebalansen i ett kondenskraftverk

Perfektionen av IES (TES) best?ms av dess koefficient anv?ndbar ?tg?rd(effektivitet) av stationsenheterna. Stationens effektivitet utan att ta h?nsyn till energif?rbrukningen egna behov t.ex. drivningen av elmotorer av hj?lpenheter, kallas bruttoverkningsgrad och har formen

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

d?r: E exp - m?ngd el som genereras av generatorn, kJ;

G - br?nslef?rbrukning f?r samma tid, kg;

Q r - f?rbr?nningsv?rme av br?nsle, kJ/kg.

Effektivitetsfaktorn (COP) f?r moderna stora block CPPs ?verstiger vanligtvis inte 35 %.

Huvudelementen i TPP ?r:

?ngkokare. Detta ?r en komplex teknisk struktur utformad f?r att erh?lla (generera) ?nga med specificerade tryck- och temperaturparametrar fr?n matarvattnet som kommer in i den. Genom designfunktioner ?ngpannor?r uppdelade i trumma och direktfl?de.

Ett f?renklat diagram ?ver en eng?ngspanna visas i fig. 2.3. Cirkulationen av vatten och ?nga skapas av pumpar. Strukturellt best?r en s?dan panna av ett antal parallellkopplade varv st?lr?r, i vilken genom economizern 1 matarvatten kommer in. F?rst kommer detta vatten in i den nedre delen av sk?rmarna (r?rvarv) 2. H?r v?rms den upp och stiger, avdunstar och f?rlorar gradvis egenskaperna hos en droppe v?tska. ?verst p? sk?rmarna 3 ?ngan ?verhettas till en b?rjan, varefter den kommer in i ?verhettaren 4 och sedan l?ngs ?ngledningarna till turbinen. I luftv?rmare 5 v?rms luften upp innan den matas in i eldstaden (?ngtryck ?ver 22 MPa).

Ris. 2.3. F?renklat diagram ?ver en eng?ngs?ngpanna.

?ngturbin. En ?ngturbin ?r en v?rmemotor som omvandlar ?ngans potentiella energi f?rst till kinetisk energi och sedan till mekaniskt arbete p? axeln. Energiomvandlingen i turbinen sker i tv? steg (Fig. 2.4.).

I det f?rsta steget kommer ?nga fr?n ?ngledningen in i ett station?rt munstycke 1 (det kan finnas en grupp parallella munstycken som bildar en s? kallad munstycksupps?ttning), d?r den expanderar och d?rf?r accelererar i sin r?relse i rotorbladens rotationsriktning. Med andra ord f?rlorar ?nga som passerar genom munstycket sin termiska energi (temperatur och tryck minskar) och ?kar dess kinetiska energi (hastigheten ?kar). Efter munstyckena kommer ?ngfl?det in i kanalerna som bildas av arbetsbladen 2 ansluten till disken 3 och stelt ansluten till den roterande axeln 4. H?r intr?ffar det andra steget av energiomvandling: fl?dets kinetiska energi omvandlas till mekaniskt rotationsarbete f?r turbinrotorn (axel med skivor och blad).

I gapet mellan munstycket och arbetsgaller ?ndras inte ?ngtrycket i arbetsbladen.

Ris. 2.4. Turbinstegdiagram

Kombinationen av munstycke och skovelanordningar kallas turbinsteget. Strukturellt ?r turbiner gjorda som enstegs eller flerstegs (Fig. 2.5.). I det senare fallet v?xlar fasta munstycksupps?ttningar med fungerande.

Alla stora turbiner ?r tillverkade i flera steg. I fig. 2.5. visar ett diagram ?ver en aktiv flerstegsturbin, som inkluderar flera p? varandra f?ljande par av steg placerade l?ngs banan, sittande p? samma schakt. Stegen ?r separerade fr?n varandra av membran i vilka munstycken ?r inbyggda. I s?dana turbiner sjunker trycket n?r ?nga passerar genom munstyckena och f?rblir konstant vid rotorbladen. Den absoluta hastigheten f?r ?nga i ett steg som kallas trycksteg ?kar sedan - i munstyckena,

Ris. 2.5. Diagram ?ver en aktiv turbin med tre trycksteg:

1 - munstycke; 2 - inloppsr?r; 3 - fungerande blad 1 steg; 4 - munstycke; 5 - fungerande blad 2 steg; 6 - munstycke; 7 - fungerande blad 3 steg; 8 - avgasr?r; 9 - ?ppning

d? minskar det - p? arbetsbladen. Eftersom volymen av ?nga ?kar n?r den expanderar, ?kar de geometriska dimensionerna av fl?desdelen l?ngs ?ngfl?det.

Generator designad f?r att konvertera mekanisk r?relse(rotation av turbinaxeln) till elektrisk str?m. Elektrisk str?m kan vara konstant eller v?xlande. Men brett

Ris. 2.6. Den enklaste installationen f?r att generera alternerande elektrisk str?m

v?xelstr?m anv?nds. Detta beror p? att sp?nning och v?xelstr?m kan omvandlas med praktiskt taget ingen energif?rlust. V?xelstr?m erh?lls med hj?lp av v?xelstr?msgeneratorer som anv?nder fenomenen elektromagnetisk induktion. I fig. 2.6. visar ett schematiskt diagram ?ver en installation f?r att generera v?xelstr?m.

Funktionsprincipen f?r installationen ?r enkel. Tr?dramen roterar i ett enhetligt magnetf?lt med konstant hastighet. Ramens ?ndar ?r f?sta vid ringar som roterar med den. Fj?drar som fungerar som kontakter passar t?tt mot ringarna. Ett f?r?ndrat magnetiskt fl?de kommer kontinuerligt att fl?da genom ramens yta, men fl?det som skapas av elektromagneten kommer att f?rbli konstant. I detta avseende kommer en inducerad emk att uppst? i ramen.

I v?rldens industriella praxis anv?nds trefas v?xelstr?m i stor utstr?ckning, vilket har m?nga f?rdelar j?mf?rt med enfasstr?m. Ett trefassystem kallas ett system som har tre elektriska kretsar med egna variabla emk med samma amplituder och frekvenser, men f?rskjutna i fas relativt varandra med 120° eller 1/3 av perioden.

Kondensator. Den ekonomiska driften av en ?ngturbin beror till stor del p? det slutliga ?ngtrycket, med en minskning d?r den anv?nda termiska skillnaden ?kar och effektiviteten hos turbinenheten ?kar. Man kan s?ga att av de tre ?ngparametrarna som best?mmer turbinens effektivitet - initialtryck, initial temperatur och sluttryck - har den sista parametern st?rst inverkan p? turbinens effektivitet.

Ris. 2.7. Kondensatorkrets.

Reduktionen av ?ngtrycket efter att ha l?mnat turbinen utf?rs med en anordning som kallas en kondensor, i vilken ett l?gt absolut tryck p? 0,005-0,0035 MPa uppr?tth?lls.

I det enklaste fallet ?r kondensatorn en cylindrisk kropp med ett stort antal r?r, st?ngda i ?ndarna (fig. 2.7.). Kylvatten kommer in genom r?ret 1 , som passerar genom r?ren 2 och n?r den v?rms upp l?mnar den kondensorn genom r?ret 3. ?nga kommer in genom munstycket 4, fyller det ringformiga utrymmet inuti huset, kommer det i kontakt med kylan yttre ytan r?r och kondenserar. Kondensatet pumpas ut genom r?r 5 med en speciell pump.

Temperaturen p? kylvattnet vid ing?ngen till kondensorn ?r vanligtvis 12-20 ° C, vid utg?ngen fr?n den 30-35 ° C. S?dana kondensationstemperaturer motsvarar ett djupt vakuum (0,0035-0,0045 MPa).

F?r att s?kerst?lla ett vakuum pumpas luften fr?n kondensorn ut med hj?lp av vakuumpump genom r?ret 6 .

M?ngden kylvatten f?r att generera 1 kWh el av en modern kraftfull kondenserande turbin ?r fr?n 0,12 till 0,16 m 3, medan f?r en CPP med en installerad effekt p? 1000 MW kommer det genomsnittliga ?rliga vattenfl?det att vara minst 20 m 3 / s. Detta ?r n?got mindre ?n till exempel sommarfl?det i Moskvaregionen. Pakhra n?ra Leninskaya j?rnv?gsstation. Det ?r l?tt att se att f?r de tekniska behoven hos en CPP med en kapacitet p? 2000-3000 MW kr?vs en "solid" flod. D?rf?r ?r konstruktionen av kraftfulla CPP endast m?jlig n?ra stora vattendrag.