Загрузка...
Учебная работа. Реферат: Общая энергетика
вопросы.
3
Принципиальная технологическая схема трёхконтурной АЭС выглядит следующим образом: 
Т
ТСН
РУ СН
На схеме обозначены:
Т – повышающий трансформатор.
ТСН –
трансформатор собственных нужд.
РУ ВН – распределительное устройство высокого напряжения (110 кВ и выше).
РУ СН – распределительное устройство собственных нужд.
I;
II;
III
– контуры АЭС.
установка, в которой происходит управляемая цепная ядерная реакция, называется ядерным реактором 1
. В него загружается ядерное топливо, например – уран –238. Ядерный реактор служит для нагрева теплоносителя и представляет из себя, в принципе, котёл.
биологическая защита 2
выполняет функции изолятора реактора от окружающего пространства для того, чтобы в него не проникли мощные потоки нейтронов, альфа-, бета-, гамма— лучи и осколки деления. Биологическая защита предназначена для создания безопасных условий работы обслуживающего персонала.
Турбина 3
предназначена для преобразования энергии пара в механическую энергию вращения ротора электрического генератора. Генератор 4
вырабатывает электрическую энергию, которая поступает на повышающий трансформатор Т
, где преобразуется до необходимых величин для дальнейшей передачи в линии электропередач. часть энергии также передаётся на ТСН
– понижающий трансформатор собственных нужд.
Отработанный в турбине пар поступает в конденсатор. Конденсатор 5
служит для охлаждения пара, который, конденсируясь, затем подаётся циркуляционным насосом 6
через регенеративный обменник 7
в парогенератор 9
. В регенеративном обменнике вода охлаждается до исходной величины.
Разогретый в реакторе теплоноситель первого контура (Na
) отдает тепло в промежуточном теплообменнике 10
теплоносителю второго контура (Na
). А тот, в свою очередь, отдает тепло рабочему телу(H2
O
) в парогенераторе.
Циркуляционные насосы служат для движения теплоносителя в контурах схемы, а также для подачи охлаждающей воды в конденсатор из резервуара 8
.
Таким образом, принципиально АЭС отличаются от ТЭС только тем, что рабочее тело на них получает тепло в парогенераторе при сжигании ядерного топлива в ядерном реакторе, а не органического топлива в котлах, как это имеет место на ТЭС.
Многоконтурная схема АЭС обеспечивает радиационную безопасность и создаёт удобства для обслуживания оборудования. Выбор числа контуров определяется в зависимости от типа реактора и свойств теплоносителя, характеризующих его пригодность для использования в качестве рабочего тела в турбине.
Особенности АЭС:
1. Атомные электрические станции не зависят от месторасположения источника сырья, а потому могут сооружаться в любом географическом месте, в том числе и труднодоступном.
2. Для работы АЭС требуется небольшое количество топлива (100-150 т. в год).
3. Атомные станции не загрязняют атмосферу. Выбросы радиоактивных газов и аэрозолей не превышают величин, разрешённых санитарными нормами.
4. АЭС могут работать по свободному графику нагрузки.
5. Коэффициент полезного действия атомных станций 35-38 %.
2. Нарисовать схему конденсатора турбины и объяснить назначение и устройство.
Конденсатор
– устройство, предназначенное для охлаждения и конденсации пара, выходящего из турбины.
Экономичность работы паровой турбины в большой степени зависит от конечного давления пара, с понижением которого увеличивается используемый тепловой перепад и возрастает КПД турбоустановки.
Из трех параметров пара, определяющих экономичность турбины – начальное давление, начальная температура и конечное давление, последний параметр оказывает наибольшее влияние на коэффициент полезного действия турбины. Снижение давления пара после выхода из турбины производится в конденсаторе, в котором поддерживается давление 0,005 – 0,0035 МПа.
Конденсатор представляет из себя цилиндрический корпус, внутри которого имеется большое количество латунных трубок 2, по которым подаётся через патрубок 1 охлаждающая вода. Вода, поступающая в конденсатор имеет температуру 10 – 20 o
С, проходя по трубкам нагревается до температуры 25 – 30 o
С и выходит через патрубок 5.
Пар из турбины поступает в конденсатор через патрубок 4, соприкасается с холодными трубками, конденсируется и насосом КН откачивается через патрубок 3
Если воду для охлаждения пара забирают из реки, подают в конденсатор, а затем сбрасывают в реку, то такую систему водоснабжения называют прямоточной.
Если воды в реке не хватает, то сооружают искусственный водоём. С одной стороны пруда вода подаётся в конденсатор, а в другую сторону пруда сбрасывается нагретая в конденсаторе вода.
В замкнутых
системах водоснабжения для охлаждения воды, нагретой в конденсаторе, сооружают градирни – специальные устройства, высотой около 50 метров. Вода вытекает струйками из отверстий лотков, разбрызгивается и стекая вниз, охлаждается. внизу расположен резервуар, где вода собирается и затем циркуляционными насосами ЦН опять подаётся в конденсатор.
3. Схема снабжения котлов газом. Подготовка к сжиганию газообразного топлива.
Природный газ – высокоэффективный вид топлива. высокая теплота сгорания, практическое отсутствие в нём серы и золы предопределяет его использование прежде всего бытовыми потребителями, отопительными котельными, а также промышленными предприятиями, расположенными вблизи городов и на городских ТЭЦ.
Схема снабжения котлов (парогенератора) газом
На схеме обозначены:
1. Трубопровод;
2. Дросселирующий клапан;
3. Газовые магистрали;
4. Клапан;
5. Диафрагма;
6. Горелки;
Поступающий по трубопроводам 1
газ дросселируется с помощью клапанов 2
до давления 0,2 – 0,3 МПа.
В случае резкого сужения сечения трубопровода происходит увеличение скорости за счёт падения давления, как при истечении через сопло. Если затем сечение трубопровода резко увеличить, то в результате трения и завихрения потока скорость гасится и переходит в тепло, а начальное давление не восстанавливается. Этот процесс называется дросселированием.
Дросселирование применяется для регулирования и для снижения давления.
Затем газ поступает в газовые магистрали котельной 3
, от которых подводится к парогенератору. На подводящих к котлу трубопроводах помимо отключающей задвижки устанавливают клапан 4
, регулирующий подачу газа к котлу и диафрагма 5
для замера расхода газа. В пределах парогенератора имеется разводка газа к каждой горелке 6
.
На тепловых электрических станциях устанавливаются котлы большой паропроизводительности, оборудованные камерными топками.
В камерных топках сжигают газообразное топливо без всякой подготовки.
При сжигании газообразного топлива имеют место лишь две стадии – подогрев и сгорание. Первичное смесеобразование газа и воздуха осуществляется с помощью горелок, в которых организуется закручивание потока воздуха. Воспламенение газа происходит на поверхности газовой струи и затем распространяется на весь поток.
Из всех, существующих на нынешний день видов электростанций тепловые станции, работающие на органическом топливе, более всего загрязняют атмосферу. Объёмы загрязнения окружающей среды и вид загрязнения зависят от типа и мощности станций.
Результатом работы тепловых станций является загрязнение атмосферы углекислотой, выделяющейся при сжигании топлива, окисью углерода, окислами серы, углеводородами, окислами азота, огромными количествами твёрдых частиц (зола) и другими вредными веществами. Кроме того происходит значительное тепловое загрязнение водоёмов при сбрасывании в них тёплой воды.
Увеличение количества углекислоты в атмосфере Земли ведёт к возникновению так называемого «парникового эффекта». Углекислый газ поглощает длинноволновое излучение нагретой поверхности Земли, нагревается и тем самым способствует сохранению на ней тепла. увеличение доли углекислого газа в атмосфере может привести к повышению на несколько градусов температуры низких слоёв атмосферы, а это в свою очередь, может привести к таянию ледников Гренландии и Антарктиды и затоплению части суши.
Наряду с увеличением содержания углекислого газа, происходит уменьшение доли кислорода в атмосфере, который расходуется на сжигание топлива на тепловых станциях.
Вредное воздействие на животный и растительный мир оказывает загрязнение атмосферы окисью серы. Наибольшее загрязнение атмосферы серой приходится как раз на долю электростанций и отопительных установок.
Вредное воздействие окиси углерода на человека и животных состоит в том, что она, соединяясь с гемоглобином крови, очень быстро лишает организм кислорода.
Станции, работающие на угле потребляют его в больших количествах и больше всего выбрасывают загрязняющих атмосферу веществ. Выбросы в атмосферу зависят от качества сжигаемого угля.
Сбросы горячей воды в водоёмы и повышение вследствие этого их температуры приводят к нарушению экологического равновесия, установившегося в естественных условиях, что неблагоприятно влияет на флору и фауну. тепловое загрязнение водоёмов может быть уменьшено с переходом на замкнутые циклы использования воды.
Таким образом мы видим, что влияние ТЭЦ на биосферу огромно и неблагоприятно. Но несмотря на это пока тепловые электростанции и теплоэлектроцентрали остаются преобладающими при производстве электроэнергии и тепла для нужд человека.
Технологическая схема КЭС. Назначение каждого элемента схемы. основные особенности КЭС.
К
– котёл (парогенератор) предназначен для получения пара из питательной воды;
ПН
– питательный насос – для подачи питательной воды в котёл;
ДВ
– дутьевой вентилятор – для подачи воздуха в топку котла, для поддерживания процесса горения;
Д
– дымосос – для удаления дымовых газов из котла;
БН
– багерный насос – для удаления золы и шлака из котла;
ПП
– пароперегреватель – для получения пара высоких параметров;
Т
– паровая турбина;
Г
– электрический генератор – для выработки электроэнергии;
Кр
– конденсатор для охлаждения пара;
ЦН
– циркуляционный насос – для подачи воды в конденсатор;
КН
– конденсатный насос – для удаления конденсата из конденсатора;
Да
– деаэратор – для удаления газов из конденсата; для восполнения потерь туда же подаётся химически очищенная вода;
Т
– повышающий трансформатор;
РУ ВН
– распределительное устройство высокого напряжения (110 кВ и выше)
ТСН
– трансформатор собственных нужд;
РУ СН
– распределительное устройство собственных нужд – для электропитания двигателей и освещения;
Конденсационные электрические станции КЭС – это тепловые паротурбинные электростанции, в которых теплота, выделяющаяся при сжигании органического топлива превращается сначала в механическую энергию, а затем в электрическую.
Характерный признак КЭС – отработанный в турбине пар не используется для нестанционных нужд, а подвергается охлаждению (конденсации) в специальных устройствах – конденсаторах, после чего направляется обратно в котёл. Для работы КЭС требуется большое количество воды. Поэтому строят их вблизи водоёмов. В качестве топлива на конденсационных электрических станциях используется уголь, нефть или природный газ.
твердое топливо (уголь) сначала дробится специальными дробилками, затем подсушивается и размельчается до пылевидного состояния специальными мельницами. Угольная пыль вместе с воздушным потоком подаётся в топку котла дутьевым вентилятором ДВ
для лучшего сгорания топлива.
Продукты сгорания топлива (дымовые газы) пройдя золоуловители с помощью дымососа Д
выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу.
Теплота, получаемая при сжигании топлива, используется для получения пара. Пар из котла (парогенератора) подаётся в пароперегреватель ПП
, где его параметры (температура и давление) доводятся до необходимых величин, а затем по паропроводу поступает на рабочие лопатки паровой турбины Т
.
Если между рабочими лопатками турбины не происходит расширения пара, то есть давление пара не меняется, то такая турбина называется активной
.
У реактивной
турбины происходит расширение пара, проходящего через каналы рабочих лопаток. В зависимости от показателей расширения пара турбины характеризуются степенями реактивности. сейчас турбины выполняют многоступенчатыми, причём в одной турбине могут быть как активные, так и реактивные (с разной степенью реактивности) ступени.
В турбине энергия пара преобразуется в механическую энергию вращения ротора генератора Г
, вырабатывающего электрическую энергию.
Отработавший в турбине пар после своего расширения от начального давления на входе турбины – 30 МПа до конечного на выходе 0,0035 МПа поступает в конденсатор турбины Кр
, где превращается в воду – конденсат, который конденсатным насосом КН
откачивается и проходит через деаэратор Да
. Там из воды удаляются газы и к ней добавляется химически очищенная вода, чтобы восполнить потери. После чего вода вновь подаётся в котёл, и затем цикл превращения воды повторяется.
Система технического водоснабжения КЭС включает в себя источник водоснабжения (водоём)
, циркуляционные насосы ЦН,
которыми охлаждающая вода из водоёма подаётся в конденсатор, а также подводящие и отводящие водоводы.
основные особенности КЭС:
ЛИТЕРАТУРА: