|
Традиционные источники электрической энергии
Оглавление.
1.
Введение………………………………………………………..…….стр.2
2. Основная часть.
2.1.
Тепловые электростанции…………………………………....стр.3
2.2. Гидроэлектрические
электростанции……………………….стр.6
2.3. Атомные электростанции………………………………....стр.10
3.Заключение………………………………………………………….стр.15
Введение.
Электроэнергия – не только одно
из чаще всего обсуждаемых сегодня понятий; помимо своего основного физического
(а в более широком смысле – естественнонаучного) содержания, оно имеет
многочисленные экономические, технические, политические и иные аспекты.
Почему же электрификация так важна для развития
экономики?
Научно-технический прогресс невозможен без
развития энергетики, электрификации. Для повышения производительности труда
первостепенное значение имеет механизация и автоматизация производственных
процессов, замена человеческого труда (особенно тяжелого или монотонного)
машинным. Но подавляющее большинство технических средств механизации и
автоматизации (оборудование, приборы, ЭВМ) имеет электрическую основу.
Особенно широкое применение электрическая энергия получила для привода в
действие электрических моторов. Мощность электрических машин (в зависимости от
их назначения) различна: от долей ватта (микродвигатели, применяемые во многих
отраслях техники и в бытовых изделиях) до огромных величин, превышающих
миллион киловатт (генераторы электростанций).
Человечеству электроэнергия
нужна, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем
запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны.
Конечны также и запасы ядерного топлива - урана и тория, из которого можно
получать в реакторах-размножителях плутоний. Поэтому важно на сегодняшний день
найти выгодные источники электроэнергии, причем выгодные не только с
точки зрения дешевизны топлива, но и с
точки зрения простоты конструкций, эксплуатации, дешевизны материалов,
необходимых для постройки станции, долговечности станций.
Данный реферат является кратким, обзором современного
состояния энергоресурсов человечества. В работе рассмотрены традиционные
источники электрической энергии. Цель работы – прежде всего ознакомиться с
современным положением дел в этой необычайно широкой проблематике,
проанализовать наиболее выгодные в нынешнее время способы получения
электроэнергии.
К традиционным источникам, рассмотренным в моем
реферате в первую очередь относятся: тепловая, атомная и энергия пока воды.
Российская энергетика сегодня - это 600 тепловых, 100
гидравлических, 9 атомных электростанций, общая мощность которых по состоянию
на октябрь 1999го года составляет 210 млн квт. В 1998 году они
выработали около 1 триллиона кВт/ч электроэнергии и 790 млн. Гкал тепла. Есть,
конечно, несколько электростанций использующих в качестве первичного источника
солнечную, ветровую, гидротермальную, приливную энергию, но доля производимой
ими энергии очень мала по сравнению с тепловыми, атомными и гидравлическими станциями.
Тепловые электростанции.
Тепловая электростанция (ТЭС),
электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования
тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. Первые ТЭС
появились в кон. 19 в (в 1882 — в Нью-Йорке, 1883 — в Петербурге, 1884 — в
Берлине) и получили преимущественное распространение. В сер. 70-х гг. 20 в. ТЭС — основной вид электрической станций.
Доля вырабатываемой ими электроэнергии составляла: в России и США св. 80%
(1975), в мире около 76% (1973).
Около 75% всей электроэнергии России производится на
тепловых электростанциях. Большинство
городов России снабжаются именно ТЭС. Часто в городах используются ТЭЦ -
теплоэлектроцентрали, производящие не только электроэнергию, но и тепло в виде
горячей воды. Такая система является довольно-таки непрактичной т.к. в отличие
от электрокабеля надежность теплотрасс
чрезвычайно низка на больших расстояниях, эффективность централизованного
теплоснабжения сильно при передаче также понижается. Подсчитано, что при
протяженности теплотрасс более 20 км (типичная ситуация для большинства
городов) установка электрического бойлера в дельно стоящем доме становится экономически выгодна.
На тепловых электростанциях преобразуется химическая
энергия топлива сначала в механическую, а затем в электрическую.
Топливом для такой электростанции могут служить уголь,
торф, газ, горючие сланцы, мазут. Тепловые электрические станции подразделяют
на конденсационные (КЭС), предназначенные для выработки только электрической
энергии, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), производящие кроме электрической
тепловую энергию в виде горячей воды и пара. Крупные КЭС районного значения
получили название государственных районных электростанций (ГРЭС)..
Простейшая принципиальная схема КЭС, работающей на
угле, представлена на рис. Уголь подается в топливный бункер 1, а из него — в
дробильную установку 2, где превращается в пыль. Угольная пыль поступает в
топку парогенератора (парового котла) 3, имеющего систему трубок, в которых циркулирует
химически очищенная вода, называемая питательной. В котле вода нагревается,
испаряется, а образовавшийся насыщенный пар доводится до температуры 400—650°С
и под давлением 3—24 МПа поступает по паропроводу в паровую турбину 4.
Параметры пара зависят от мощности агрегатов. Способ преобразования тепловой энергии в механическую в паровой турбине.
Тепловые конденсационные электростанции имеют
невысокий кпд (30— 40%), так как большая часть энергии теряется с
отходящими топочными газами и
охлаждающей водой конденсатора.
Сооружать КЭС выгодно в непосредственной близости от
мест добычи топлива. При этом потребители
электроэнергии могут находиться на значительном расстоянии от станции.
Теплоэлектроцентраль отличается от
конденсационной станции установленной на ней специальной
теплофикационной турбиной с отбором пара. На ТЭЦ одна часть пара полностью используется в турбине для выработки
электроэнергии в генераторе 5 и затем поступает в конденсатор 6, а другая,
имеющая большую температуру и давление (на рис. штриховая линия), отбирается
от промежуточной ступени турбины и используется для теплоснабжения. Конденсат
насосом 7 через деаэратор 8 и далее питательным насосом 9 подается в
парогенератор. Количество отбираемого пара зависит от потребности предприятий
в тепловой энергии.
Коэффициент полезного действия ТЭЦ достигает 60—70%.
Такие станции строят обычно вблизи потребителей — промышленных
предприятий или жилых массивов. Чаще всего они работают на привозном топливе.
Рассмотренные тепловые электростанции по виду
основного теплового агрегата — паровой турбины — относятся к паротурбинным
станциям. Значительно меньшее распространение получили тепловые станции с
газотурбинными (ГТУ), парогазовы-ми (ПГУ) и дизельными установками.
Наиболее экономичными являются крупные тепловые
паротурбинные электростанции (сокращенно ТЭС). Большинство ТЭС нашей страны
используют в качестве топлива угольную пыль. Для выработки 1 кВт-ч
электроэнергии затрачивается несколько сот граммов угля. В паровом котле свыше
90% выделяемой топливом энергии передается пару. В турбине кинетическая
энергия струй пара передается ротору. Вал турбины жестко соединен с валом
генератора.
Современные паровые турбины для ТЭС —
весьма совершенные, быстроходные, высокоэкономичные машины с большим ресурсом
работы. Их мощность в одновальном исполнении достигает 1 млн. 200 тыс. кВт, и
это не является пределом. Такие машины всегда бывают многоступенчатыми, т. е.
имеют обычно несколько десятков дисков с рабочими лопатками и такое же
Энергоблок
мощностью 1 млн. 200 тыс.
кВт Костромской ГРЭС.
количество, перед каждым диском, групп сопел, через
которые протекает струя пара. Давление и температура пара постепенно снижаются.
Из курса физики
известно, что КПД тепловых двигателей увеличивается с ростом начальной
температуры рабочего тела. Поэтому поступающий в турбину пар доводят до высоких
параметров: температуру — почти до 550 °С и давление — до 25 МПа. Коэффициент
полезного действия ТЭС достигает 40%. Большая часть энергии теряется вместе с
горячим отработанным паром.
По мнению ученых в основе энергетики ближайшего
будущего по-прежнему останется теплоэнергетика на не возобновляемых ресурсах.
Но структура ее изменится. Должно сократиться использование нефти. Существенно возрастет производство
электроэнергии на атомных электростанциях. Начнется использование пока еще не
тронутых гигантских запасов дешевых углей, например, в Кузнецком, Канско-Ачинском,
Экибаcтузском бассейнах. Широко будет применяться природный газ, запасы
которого в стране намного превосходят запасы в других странах.
К сожалению, запасы нефти, газа,
угля отнюдь не бесконечны. Природе, чтобы создать эти запасы, потребовались
миллионы лет, израсходованы они будут за сотни лет. Сегодня в мире стали
всерьез задумываться над тем, как не допустить хищнического разграбления земных
богатств. Ведь лишь при этом условии запасов топлива может хватить на века. К
сожалению, многие нефтедобывающие страны живут сегодняшним днем. Они нещадно
расходуют подаренные им природой нефтяные запасы. Сейчас многие из этих стран,
особенно в районе Персидского залива, буквально купаются в золоте, не
задумываясь, что через несколько десятков лет эти запасы иссякнут. Что же
произойдет тогда –, а это рано или поздно случится, – когда месторождения нефти
и газа будут исчерпаны? Происшедшее повышение цен на нефть, необходимую не
только энергетике, но и транспорту, и химии, заставило задуматься о других видах
топлива, пригодных для замены нефти и газа. Особенно призадумались тогда те
страны, где нет собственных запасов нефти и газа и которым приходится их
покупать.
Гидроэлектрическая станция.
Гидроэлектрическая станция,
гидроэлектростанция (ГЭС), комплекс сооружений и оборудования, посредством
которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит
из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечивающих
необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и энергетического.
оборудования, преобразующего энергию
движущейся под напором воды в механическую энергию вращения которая, в свою очередь, преобразуется в
электрическую энергию.
Напор ГЭС создается
концентрацией падения реки на используемом участке плотиной(рис1), либо деривацией , либо плотиной и деривацией
совместно (рис. 3). Основное энергетическое оборудование ГЭС размещается в
здании ГЭС: в машинном зале электростанции — гидроагрегаты, вспомогательное оборудование, устройства
автоматического управления и контроля; в центральном посту управления —
пульт оператора-диспетчера или автооператор гидроэлектростанции. Повышающая
трансформаторная подстанция размещается как внутри здания ГЭС, так и в
отдельных зданиях или на открытых площадках. Распределительные устройства
зачастую располагаются на открытой площадке. Здание ГЭС может быть разделено на
секции с одним или несколькими агрегатами и вспомогательным оборудованием,
отделённые от смежных частей здания. При здании ГЭС или внутри него создаётся
монтажная площадка для сборки и ремонта различного оборудования и для
вспомогательных операций по обслуживанию ГЭС.
По установленной мощности (в
.Мвт) различают ГЭС мощные (св. 250), средние (до 25) и малые (до 5). Мощность
ГЭС зависит от напора На (разности уровней верхнего и нижнего бьефа), расхода
воды , используемого в гидротурбинах, и кпд гидроагрегата . По ряду причин
(вследствие, например сезонных изменений уровня воды в водоёмах, непостоянства
нагрузки энергосистемы, ремонта гидроагрегатов или гидротехнических сооружений
и т. п.) напор и расход воды непрерывно меняются, а кроме того, меняется расход
при регулировании мощности ГЭС. Различают годичный, недельный и суточный
циклы режима работы ГЭС.
По максимально используемому
напору ГЭС делятся на высоконапорные (более 60 м), средненапорные (от 25 до 60
м) и низконапорные (от 3 до 25 м). На равнинных реках напоры редко превышают
100 м , в горных условиях посредством плотины можно создавать напоры до 300 м и
более, а с помощью деривации — до 1500 м. Классификация по напору
приблизительно соответствует типам применяемого энергетического оборудования:
на высоконапорных ГЭС применяют ковшовые и радиально-осевые турбины с металлическими спиральными камерами;
на средненапорных — поворотнолопастные и радиально-осевые турбины с
железобетонными и металлическими спиральными камерами, на низконапорных —
поворотнолопастные турбины в железобетонных спиральных камерах, иногда горизонтальные
турбины в капсулах или в открытых камерах. Подразделение ГЭС по используемому
напору имеет приблизительный, условный характер.
По схеме использования водных ресурсов
и концентрации напоров ГЭС обычно подразделяют на русловые, приплотинные,
деривационные с напорной и безнапорной деривацией, смешанные,
гидроаккумулирующие и приливные. В
русловых и приплотинных ГЭС напор воды создаётся плотиной, перегораживающей
реку и поднимающей уровень воды в верхнем бьефе. При этом неизбежно некоторое
затопление долины реки. В случае сооружения двух плотин на том же участке реки
площадь затопления уменьшается. На равнинных реках наибольшая экономически
допустимая площадь затопления ограничивает высоту плотины. Русловые и
приплотинныс ГЭС строят и на равнинных многоводных реках и на горных реках, в
узких сжатых долинах.
В состав сооружений русловой
ГЭС, кроме плотины, входят здание ГЭС и водосбросные сооружения (рис. 4).
Состав гидротехнических сооружений зависит от высоты напора и установленной
мощности. У русловой ГЭС здание с размещенными в нём гидроагрегатами служит
продолжением плотины и вместе с ней создаёт напорный фронт. При этом с одной
стороны к зданию ГЭС примыкает верхний бьеф, а с другой — нижний бьеф. Подводящие
спиральные камеры гидротурбин своими входными сечениями закладываются под
уровнем верхнего бьефа, выходные же сечения отсасывающих труб погружены под
уровнем нижнего бьефа.
В соответствии с назначением
гидроузла в его состав могут входить судоходные шлюзы или судоподъёмник,
рыбопропускные сооружения, водозаборные сооружения для ирригации и водоснабжения.
В русловых ГЭС иногда единственным сооружением, пропускающим воду, является
здание ГЭС. В этих случаях полезно используемая вода последовательно проходит
входное сечение с мусорозадер-живающими решётками, спиральную ка-
меру, гидротурбину, отсасывающую трубу, а по спец.
водоводам между соседними турбинными камерами производится сброс паводковых
расходов реки. Для русловых ГЭС характерны напоры до 30—40 м к простейшим русловым ГЭС относятся также
ранее строившиеся сельские ГЭС небольшой мощности. На крупных равнинных реках
основное русло перекрывается земляной плотиной, к которой примыкает бетонная
водосливная плотина и сооружается здание ГЭС. Такая компоновка типична для
многих отечественных ГЭС на больших равнинных реках. Волжская ГЭС им. 22-го
съезда КПСС— наиболее крупная среди станций руслового типа.
При более высоких напорах
оказывается нецелесообразным передавать на здание ГЭС гидростатичное давление
воды. В этом случае применяется тип плотиной ГЭС, у которой напорный фронт на
всём протяжении перекрывается плотиной, а здание ГЭС располагается за плотиной,
примыкает к нижнему бьефу (рис. 5). В состав гидравлической трассы между верхним
и нижним бьефом ГЭС такого типа входят глубинный водоприёмник с
мусорозадерживающей решёткой, турбинный водовод, спиральная камера,
гидротурбина, отсасывающая труба. В качестве дополнит, сооружений в состав узла
могут входить судоходные сооружения и рыбоходы, а также дополнительные водосбросы
Примером подобного типа станций на многоводной реке служит Братская ГЭС на реке
Ангара.
К началу Великой Отечеств, войны
1941—45 было введено в эксплуатацию 37 ГЭС общей мощностью более 1500 Мвт. Во
время войны было приостановлено начатое строительство ряда ГЭС общей мощностью
около 1000 Мвт (1 млн. квт). В 60-х гг. наметилась тенденция к снижению доли
ГЭС в общем мировом производстве электроэнергии и всё большему использованию
ГЭС для покрытия пиковых нагрузок. К 1970 всеми ГЭС мира производилось около
1000 млрд. квт-ч электроэнергии в год, причём начиная с 1960 доля ГЭС в мировом
производстве снижалась в среднем за год примерно на 0,7% . Особенно быстро
снижается доля ГЭС в общем производстве электроэнергии в ранее традиционно
считавшихся «гидроэнергетическими» странах (Швейцария, Австрия, Финляндия,
Япония, Канада, отчасти Франция), т. к. их экономический гидроэнергетический
потенциал практически исчерпан.
Несмотря на снижение доли ГЭС в
общей выработке, абсолютные значения производства электроэнергии и мощности ГЭС
непрерывно растут вследствие строительства новых крупных электростанций. В
1969 в мире насчитывалось свыше 50 действующих и строящихся ГЭС единичной
мощностью 1000 Мвт и выше, причём 16 из них — на территории бывшего Советского
Союза.
Важнейшая особенность
гидроэнергетических ресурсов по сравнению с топливно-энергетическими ресурсами
их непрерывная возобновляемость. Отсутствие потребности в топливе для ГЭС
определяет низкую себестоимость вырабатываемой на ГЭС электроэнергии. Поэтому
сооружению ГЭС, несмотря на значительные, удельные капиталовложения на 1 квт
установленной мощности и продолжительные сроки строительства, придавалось и
придаётся большое значение, особенно когда это связано с размещением
электроёмких производств.
Атомные электростанции.
атомная
электростанция (АЭС),
электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую.
Генератором энергии на АЭС является атомный реактор . Тепло, которое выделяется
в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых
элементов, затем так же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС),
преобразуется в электроэнергию, В отличие от ТЭС, работающих на органическом
топливе, АЭС работает на ядерном горючем (в основе 233U, 235U, 239Pu) При
делении 1 г изотопов урана или плутония высвобождается 22 500 квт • ч, что
эквивалентно энергии, содержащейся в 2800 кг условного топлива. Установлено,
что мировые энергетические ресурсы ядерного горючего (уран, плутоний и
др.) существенно превышают
энергоресурсы природных запасов органического, топлива (нефть, уголь, природный
газ и др.). Это открывает широкие перспективы для удовлетворения быстро
растущих потребностей в топливе. Кроме того, необходимо учитывать всё
увеличивающийся объём потребления угля и нефти для технологических целей
мировой химической промышленности, которая становится серьёзным конкурентом
тепловых электростанций. Несмотря на открытие новых месторождений
органического топлива и совершенствование способов его добычи, в мире
наблюдается тенденция к относительному, увеличению его стоимости. Это создаёт
наиболее тяжёлые условия для стран, имеющих ограниченные запасы топлива
органического происхождения. Очевидна необходимость быстрейшего развития
атомной энергетики, края уже занимает заметное место в энергетическом балансе
ряда промышленных стран мира.
Первая в мире АЭС
опытно-промышленного назначения (рис. 1) мощностью 5 Мвт была пущена в СССР 27
июня 1954 г. в г. Обнинске. До этого энергия атомного ядра использовалась в военных целях. Пуск первой АЭС
ознаменовал открытие нового направления в энергетике, получившего признание
на 1-й Международной научно-технической конференции по мирному использованию
атомной энергии (август 1955, Женева).
В 1958 была введена в
эксплуатацию 1-я очередь Сибирской АЭС мощностью 100 Мвт (полная проектная
мощность 600 Мвт). В том же году развернулось строительство Белоярской АЭС, а
26 апреля 1964 генератор 1-й очереди (блок мощностью 100 Мвт) выдал ток в
Свердловскую энергосистему, 2-й блок мощностью 200 Мвт сдан в эксплуатацию в
октябре 1967. Отличительная особенность Белоярской АЭС — перегрев пара (до
получения нужных параметров) непосредственно в ядерном реакторе, что позволило
применить на ней обычные современные турбины почти без всяких переделок.
Принципиальная схема АЭС с ядерным реактором, имеющим водяное
охлаждение, приведена на рис. 2. Тепло, выделяется в активной зоне реактора,
теплоносителем вбирается водой
(теплоносителем) 1-г контура, которая прокачивается через реактор циркуляционным насосом г Нагретая вода из реактора поступав в теплообменник
(парогенератор) 3, где передаёт тепло, полученное в реакторе воде 2-го контура.
Вода 2-го контура испаряется в парогенераторе, и образуется пар поступает в
турбину 4.
Наиболее часто на АЭС применяют
4 типа реакторов на тепловых нейтронах 1) водо-водяные с обычной водой в
качестве замедлителя и теплоносителя; 2) графито-водные с водяным
теплоносителем и графитовым замедлителем; 3) тяжеловодные с водяным
теплоносителем и тяжёлой водой в качестве замедлителя 4) графито-газовые с
газовым теплоносителем и графитовым замедлителем.
Выбор преимущественно
применяемого типа реактора определяется главным образом накопленным
опытом в реактороносителе а также наличием необходимого
промышленного оборудования, сырьевых запасов и т. л. В России строят главным
образом графито-водные и водо-водяные реакторы. На АЭС США наибольшее
распространение получили водо-водяные реакторы. Графито-газовые реакторы
применяются в Англии. В атомной энергетике Канады преобладают АЭС с
тяжеловодными реакторами.
В зависимости от вида и
агрегатного состояния теплоносителя создается тот или иной термодинамический
цикл АЭС. Выбор верхней температурной границы термодинамического цикла
определяется максимально допустимой темп-рой оболочек тепловыделяющих
элементов (ТВЭЛ), содержащих ядерное горючее, допустимой темп-рой собственно
ядерного горючего, а также свойствами теплоносителя, принятого для данного
типа реактора. На АЭС. тепловой реактор которой охлаждается водой, обычно
пользуются низкотемпературными паровыми циклами. Реакторы с газовым
теплоносителем позволяют применять относительно более экономичные циклы
водяного пара с повышенными начальными давлением и темп-рой. Тепловая схема
АЭС в этих двух случаях выполняется 2-контурной: в 1-м контуре циркулирует
теплоноситель, 2-й контур — пароводяной. При реакторах с кипящим водяным или высокотемпературным
газовым теплоносителем возможна одноконтурная тепловая АЭС. В кипящих реакторах вода кипит в
активной зоне, полученная пароводяная смесь сепарируется, и насыщенный пар
направляется или непосредственно в турбину, или предварительно возвращается в
активную зону для перегрева.
(рис. 3). В высокотемпературных графито-газовых реакторах возможно
применение обычного газотурбинного цикла. Реактор в этом случае выполняет роль камеры сгорания.
При работе реактора концентрация
делящихся изотопов в ядерном топливе постепенно уменьшается, и топливо выгорает. Поэтому со временем их заменяют
свежими. Ядерное горючее перезагружают с помощью механизмов и приспособлений
с дистанционным управлением. Отработавшее топливо переносят в бассейн
выдержки, а затем направляют на переработку.
К реактору и обслуживающим его
системам относятся: собственно реактор с биологической защитой, теплообменники,
насосы или газодувные установки, осуществляющие циркуляцию теплоносителя;
трубопроводы и арматура циркуляции контура; устройства для перезагрузки
ядерного горючего; системы спец. вентиляции, аварийного расхолаживания и др.
В зависимости от конструктивного
исполнения реакторы имеют отличит, особенности: в корпусных реакторах топливо
и замедлитель расположены внутри корпуса, несущего полное давление теплоносителя;
в канальных реакторах топливо, охлаждаемые теплоносителем, устанавливаются в
спец. трубах-каналах, пронизывающих замедлитель, заключённый в тонкостенный кожух. Такие реакторы применяются в
России (Сибирская, Белоярская АЭС и др.),
Для предохранения персонала АЭС
от радиационного облучения реактор окружают биологической защитой, основным
материалом для которой служат бетон, вода, серпантиновый песок. Оборудование
реакторного контура должно быть полностью герметичным. Предусматривается
система контроля мест возможной утечки теплоносителя, принимают меры, чтобы
появление не плотностей и разрывов контура не приводило к радиоактивным
выбросам и загрязнению помещений АЭС и окружающей местности. Оборудование
реакторного контура обычно устанавливают
в герметичных боксах, которые отделены от остальных помещений АЭС
биологической защитой и при работе реактора не обслуживаются, Радиоактивный
воздух и небольшое количество паров теплоносителя, обусловленное наличием
протечек из контура, удаляют из необслуживаемых помещений АЭС спец. системой
вентиляции, в которой для исключения возможности загрязнения атмосферы
предусмотрены очистные фильтры и газгольдеры выдержки. За выполнением правил
радиационной безопасности персоналом АЭС следит служба дозиметрического
контроля.
При авариях в системе охлаждения
реактора для исключения перегрева и нарушения
герметичности оболочек ТВЭЛов
предусматривают быстрое (в течение несколько секунд) глушение ядерной реакции;
аварийная система расхолаживания имеет автономные источники питания.
Наличие биологической защиты, систем спец.
вентиляции и аварийного расхолаживания и службы дозиметрического контроля
позволяет полностью обезопасить обслуживающий персонал АЭС от вредных
воздействий радиоактивного облучения.
Оборудование машинного зала АЭС
аналогично оборудованию машинного зала
ТЭС. Отличит, особенность большинства
АЭС — использование пара
сравнительно низких параметров, насыщенного или слабо перегретого.
При этом для исключения эрозионного повреждения
лопаток последних ступеней турбины частицами влаги, содержащейся в пару, в
турбине устанавливают сепарирующие устройства. Иногда необходимо применение
выносных сепараторов и
промежуточных перегревателей пара. В
связи с тем что теплоноситель и содержащиеся в нём примеси при прохождении
через активную зону реактора активируются, конструктивное решение оборудования
машинного зала и системы охлаждения конденсатора турбины одноконтурных АЭС
должно полностью исключать возможность утечки теплоносителя. На двухконтурных
АЭС с высокими параметрами пара подобные требования к оборудованию машинного
зала не предъявляются.
В число специфичных требований к
компоновке оборудования АЭС входят:
минимально возможная протяжённость коммуникаций, связанных с радиоактивными
средами, повышенная жёсткость фундаментов и несущих конструкций реактора,
надёжная организация вентиляции помещений. показан разрез главного корпуса
Белоярской АЭС с канальным графито-водным реактором. В реакторном зале
размещены: реактор с биологической защитой, запасные ТВЭЛы и аппаратура
контроля. АЭС скомпонована по блочному принципу реактор—турбина. В машинном
зале расположены турбогенераторы и обслуживающие их системы. Между машинным
II реакторным залами размещены вспомогательные оборудование и системы управления
станцией.
Экономичность АЭС определяется
её основным техническим показателями:
единичная мощность реактора,
энергонапряжённость активной зоны, глубина выгорания ядерного
горючего, коэффецента использования
установленной мощности АЭС за год. С ростом мощности АЭС удельные
капиталовложения в псе (стоимость установленного кет) снижаются более резко,
чем это имеет место для ТЭС. В этом главная причина стремления к сооружению
крупных АЭС с большой единичной мощностью блоков. Для экономики АЭС характерно,
что доля топливной составляющей в себестоимости вырабатываемой электроэнергии
30 - 40% (на ТЭС 60—70%). Поэтому крупные АЭС наиболее распространены в промышленно развитых районах с
ограниченными запасами обычного топлива, а АЭС небольшой мощности
в труднодоступных или отдалённых районах, напр. АЭС в пос. Билибино (Якутия) с электрической мощностью типового блока
12 Мет. Часть тепловой мощности реактора этой АЭС (29 Мет) расходуется на
теплоснабжение. Наряду с выработкой электроэнергии АЭС используются также для опреснения морской воды. Так, Шевченковская АЭС (Казахстан) электрической
мощностью 150 Мвт рассчитана на опреснение (методом дистилляции) за сутки до
150 000 т воды из Каспийского м.
В большинстве промышленно
развитых стран (Россия, США, Англия, Франция, Канада, ФРГ, Япония, ГДР и
др.) мощность действующих и строящихся
АЭС к 1980 доведена до десятков Гвт. По
данным Международного атомного агентства ООН, опубликованным в 1967,
установленная мощность всех АЭС в мире к 1980 достигла 300 Гвт.
На 3-й Международной научно-технической конференции по мирному
использованию атомной энергии (1964, Женева) было отмечено, что широкое
освоение ядерной энергии стало ключевой проблемой для большинства стран.
Состоявшаяся в Москве в августе 1968 7-я Мировая энергетическим конференция
(МИРЭК-УП) подтвердила актуальность проблем выбора направления развития
ядерной энергетики на следующем этапе (условно 1980—2000), когда АЭС станет
одним из оси. производителей электроэнергии.
Из 1 кг урана можно получить столько же теплоты, сколько
при сжигании примерно 3000 т каменного угля.
За годы, прошедшие со времени пуска в эксплуатацию первой
АЭС, было создано несколько конструкций ядерных реакторов, на основе которых
началось широкое развитие атомной энергетики в нашей стране.
Персонал 9 российских АЭС составляет 40.6 тыс. человек
или 4% от общего числа населения занятого в энергетике. 11.8% или 119.6 млрд.
Квч. всей электроэнергии, произведенной в России выработано на АЭС. Только на
АЭС рост производства электроэнергии сохранился : в 2000 году планируется
произвести 118% от объема 1999 года.
АЭС, являющиеся наиболее современным видом
электростанций имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами
электростанций: при нормальных условиях функционирования они обсолютно не
загрязняют окружающую среду, не требуют привязки к источнику сырья и
соответственно могут быть размещены практически везде, новые энергоблоки имеют
мощность практичеки равную мощности средней ГЭС, однако коэффициэнт
использования установленной мощности на АЭС (80%) значительно превышает этот
показатель у ГЭС или ТЭС. Об
экономичности и эффективности атомных электростанций может говорить тот факт,
что из 1 кг урана можно получить
столько же теплоты, сколько при сжигании примерно 3000 т каменного угля.
Значительных
недостатков АЭС при нормальных условиях функционирования практически не имеют.
Однако нельзя не заметить опасность АЭС при возможных форс-мажорных
обстоятельствах:землетрясениях, ураганах, и т. п. - здесь старые модели
энергоблоков представляют потенциальную опасность радиационного заражения
территорий из-за неконтролируемого перегрева реактора.
Заключение.
Учитывая результаты существующих прогнозов по
истощению к середине – концу следующего столетия запасов нефти, природного
газа и других традиционных энергоресурсов, а также сокращение потребления угля
(которого, по расчетам, должно хватить на 300 лет) из-за вредных выбросов в
атмосферу, а также употребления ядерного топлива, которого при условии
интенсивного развития реакторов-размножителей хватит не менее чем на 1000 лет
можно считать, что на данном этапе развития науки и техники тепловые, атомные и
гидроэлектрические источники будут еще долгое время преобладать над остальными
источниками электроэнергии. Уже началось дорожание нефти, поэтому тепловые электростанции на этом топливе будут
вытеснены станциями на угле.
Некоторые ученые и экологи в
конце 1990-х гг. говорили о скором запрещении государствами Западной Европы
атомных электростанции. Но исходя из современных анализов сырьевого рынка и
потребностей общества в электроэнергии, эти утверждения выглядят неуместными.
Литература.
1. Баланчевадзе
В. И., Барановский А. И. и др.; Под ред. А. Ф. Дьякова. Энергетика сегодня и
завтра. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 344 с.
2. Более
чем достаточно. Оптимистический взгляд на будущее энергетики мира/ Под ред. Р.
Кларка: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1994. – 215 с.
3. Источники
энергии. Факты, проблемы, решения. – М.: Наука и техника, 1997. – 110 с.
4. Кириллин
В. А. Энергетика. Главные проблемы: В вопросах и ответах. – М.: Знание, 1997. –
128 с.
5. Мировая
энергетика: прогноз развития до 2020 г./ Пер. с англ. под ред. Ю. Н.
Старшикова. – М.: Энергия, 1990. – 256 с.
6. Нетрадиционные
источники энергии. – М.: Знание, 1982. – 120 с.
7. Подгорный
А. Н. Водородная энергетика. – М.: Наука, 1988.– 96 с.
8. Энергетические
ресурсы мира/ Под ред. П.С.Непорожнего, В.И. Попкова. – М.: Энергоатомиздат,
1995. – 232 с.
9. Юдасин
Л. С.. Энергетика: проблемы и надежды. – М.: Просвещение, 1990. – 207с.
Реферат на тему Демонтаж монтаж обслуживание теплофикационных камер. Дать определение тепловым и гидро и атомным электростанциям. Реферат на тему основные показатели электрической энергии. Традиционные способы получения электрической энергии. Себестоимость атомной электроэнергии тепловой гидро. Запасы традиционных источников энергии на земле. Достоинства и недостатки гидро сепарирования. К традиционным источникам энергии относятся. Современные источники электрической энергии. Определение Источники электрической энергии. Традиционные источники получения энергии. Паро турбинная установка Принцип работы. Тепловые гидро и атомные электростанции. Реферат традиционные источники энергии. Традиционные источники электроэнергии.
|
|
|
