Материал: Виды электростанций в России

Виды электростанций

Электростанция -- электрическая станция, совокупность установок, оборудования и аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии.

ТЭС (тепловые):

• 1. ТЭС - тепловые, вырабатывают электрическую энергию.
• 2. ТЭЦ - электроцентрали, вырабатывающие электроэнергию + тепло (расстояние передачи тепла не более 20-30 км).
• 3. ГРЭС - государственные районные электростанции.

ГЭС (гидравлические):

• 4. ГЭС - гидроэлектростанция на равнинных и горных реках.
• 5. ГАЭС -гидроаккумулирующая станция.
• 6. ПЭС - приливная электростанция (высоту приливов и отливов).

АЭС (атомные):

• 7. АЭС - атомная электростанция, вырабатывает электроэнергию.
• 8. АЭЦ - атомная электроцентраль (тепло + энергия).

Роль электростанций в энергетике России

Как известно, Россия была, есть и будет одной из ведущих энергетических держав мира. И это не только потому, что в недрах страны находится 12% мировых запасов угля, 13% нефти и 36% мировых запасов природного газа, которых достаточно для полного обеспечения собственных потребностей и для экспорта в сопредельные государства. Россия вошла в число ведущих мировых энергетических держав, прежде всего, благодаря созданию уникального производственного, научно-технического и кадрового потенциала топливно-энергетического комплекса (ТЭК). Если в 20-е годы Россия занимала одно из последних мест в мире по выработке электроэнергии, то уже в конце 40-х годов страна заняла первое место в Европе и второе место в мире. Производство электроэнергии В России постоянно росло до 1990г, но в последующие годы оно сократилось.

Можно считать, что становление развития электроэнергетики связано с планом ГОЭЛРО, который был разработан в 1920-1921 гг. Рассчитанный на 10-15 лет план предусматривал строительство 10 гидроэлектростанций и 20 тепловых электростанций. Данный план дал толчок дальнейшему развитию всего электроэнергетического комплекса России, который уже на тот период времени считался перспективным.

Было установлено, что электроэнергетика - это отрасль промышленности, занимающаяся производством электроэнергии на электростанциях с целью передачи ее потребителю. Современная Российская энергетика представлена в виде 600 тепловых, 100 гидравлических, 9 атомных электростанций. Данная отрасль играет немаловажную роль в народном хозяйстве страны. В настоящее время наша жизнь без электрической энергии просто немыслима, и всё потому, что электроэнергетика вторглась во все сферы деятельности человека: в промышленность, сельское хозяйство, в науку и космос.

Технологическая схема газотурбинных электростанций

Основу современных газотурбинных электростанций составляют газовые турбины мощностью 25-100 МВт. Принципиальная схема технологического цикла заключается в следующем (рисунок 1)

Рисунок 1. Технологическая схема ГТЭС

Топливо подаётся в камеру сгорания, туда же подаётся сжатый воздух от компрессора. Продукты сгорания отдают энергию газовой турбине, которая вращает компрессор и электрический генератор. Запуск установки осуществляется от стартового двигателя М и составляет 1 - 2 мин. Это позволяет ГТЭС использовать для покрытия пиков нагрузки. Основная часть тепла выбрасывается в атмосферу, что обуславливает низкий КПД = 25 - 30% и значительное влияние на экологию.

Для повышения экономичности ГТЭС разработаны парогазовые установки (ПГУ). В них топливо сжигается в топке парогенератора. Пар из парогенератора направляется в паровую турбину, а продукты сгорания - на газовую.

Таким образом, ПГУ имеют два генератора, приводимых во вращение: один - паровой, другой - газовой турбиной. В настоящее время разработаны установки ПГУ мощностью 200-250МВт

Термодинамический цикл Ренкина на основе паротурбинной установки

За основной цикл в паротрубной установке принят идеальный цикл Ренкина, в котором осуществляется полная конденсация пара, для увеличения давления питательной воды используется насос и, кроме того, применяется перегретый пар, что позволяет повысить среднеинтегральную температуру. Процессы нагрева и охлаждения рабочего тела осуществляются при давлении острого пара и давлении в конденсаторе.

Паровая установка представляет собой паровой котел в котором нагревается вода и превращается в пар, который под высоким давлением поступает на лопатки турбины.

Под действием пара лопатки закрепленные на роторе начинают вращаться. Ротор турбины приводит во вращение вал генератора, который вырабатывает электрическую энергию. Проходя лопатки турбины, пар расширяется и остывает. После этого он попадает в конденсатор и там уже превращается в воду, которая насосом снова подается в котел.

Химическая энергия топлива при его сжигании превращается во внутреннюю энергию продуктов сгорания, которая затем в виде тепла передаются воде и пару в котле 1 (процесс ПН - О) и пароперегревателе 2

.Полученный пар, направляется в паровую турбину 3 (процесс О - К), где и происходит преобразование теплоты в работу, а затем в электрическую энергию в электрогенераторе 4, отработанный пар поступает в конденсатор 5 (процесс К - К`), где отдает тепло охлаждающей воде. Полученный конденсат, насосом 6 сжимается (процесс Д - ПН) и подается в котел 1

Схема цикла

Цикл Ренкина на основе паротурбинной установки в P-S диаграмме

ПН - 0 - изобарный процесс генерирования пара;

0…К - расширение пара в турбине;

К…К' - конденсация отработавшего пара;

К'…КН - процесс в конденсатном насосе;

КН…Д - подогрев воды в деаэраторе;

Д…ПН - процесс в питательном насосе

Цикл Ренкина с промежуточным перегревом пара

Для того чтобы увеличить термический к. п. д. цикла Ренкина, часто применяют так называемый перегрев пара в специальном элемент установки - пароперегревателе, где пар нагревается до температуры, превышающей температуру насыщения при данном давлении P1. В этом случае средняя температура подвода тепла увеличивается по сравнению с температурой подвода тепла в цикле без перегрева и, следовательно, термический к. п. д. цикла возрастает. Цикл Ренкина с перегревом пара является основным циклом теплосиловых установок, применяемых в современной теплоэнергетике.

Поскольку в настоящее время не существует промышленных энергетических установок с ядерным перегревом пара (перегрев пара в непосредственно в активной зоне ядерного реактора), то для ядерных реакторов BWR и РБМК используется цикл с промежуточным перегревом пара.

электростанция энергетика паротурбинный

Схема цикла

Список литературы

• 1. http://www.wewees.ru/article/46/8/ 18.03.2014
• 2. http://esis-kgeu.ru/elstipst/475-elstipst 18.03.2013
• 3. http://twt.mpei.ru/TTHB/2/tdc.html 18.03.2014