1. Изохорный процесс изменение состояния идеального газа

• Название: 1. Изохорный процесс изменение состояния идеального газа
• Анкор: Shpory_Energetika.doc
• Дата: 19.03.2019
• Размер: 15.63 Mb.
• Имя файла: Shpory_Energetika.doc
• Тип: Документы; #26122
• страница: 5 из 6

43.Принципиальная схема энергоблока РБМК – 1000, описание ее работы.

РБМК - Реактор Большой Мощности Канальный.

Канал кипящего типа, в качестве замедлителя – графит и водяной теплоноситель. Вырабатывается насыщенный пар 7 МПа.

Активная зона размещается в бетонной шахте 21х21 глубиной 25 метров. Графитовая кладка выполнена из графитовых блоков, в каждый помещается кассета с двумя тепловыделяющими сборками состоящая из 18 твелов, заполненный таблетками из двуокиси урана и обогащенного урана 285.

Реактор РБМК работает по одноконтурной схеме. Циркуляция теплоносителя осуществляется в контуре многократной принудительной циркуляции (КМПЦ). В активной зоне вода, охлаждающая твэлы, частично испаряется и образующаяся пароводяная смесь поступает в барабаны-сепараторы. В барабан-сепараторах происходит сепарация пара, который поступает на турбоагрегат. Остающаяся вода смешивается с питательной водой и с помощью главных циркуляционных насосов (ГЦН) подается в активную зону реактора.

Отсепарироаый насыщенный пар (температура 284 °C) под давлением 70—65 кгс/см² поступает на два турбогенератора электрической мощностью по 500 МВт. Отработанный пар конденсируется, после чего, пройдя через регенеративные подогреватели и деаэратор, подается с помощью питательных насосов (ПЭН) в КМПЦ.

Реакторы РБМК-1000 установлены на Ленинградской АЭС, Курской АЭС, Чернобыльской АЭС, Смоленской АЭС.



Схема энергоблока АЭС с реактором типа РБМК

44.Физические основы работы ПЭС. Преимущества и недостатки ПЭС, их воздействие на окружающую среду.

В ПЭС (Приливные электростанции) применяются морские плотины которые используют изменение уровня морской воды, возникающего за счет приливов и отливов.
Приливы связаны с гравитационным воздействием луны, меньше солнца, на моря и океаны.

На частицу воды на поверхности земли действует две силы:
1) сила притяжения со стороны луны

2) центробежная сила за счет вращения системы земля – луна относительно центра масс

Центр тяжести вращения в точке О

Е – центр земли

В
L’
т.Y действует равнодействующая сила

m – масса воды

_ угловая скорость вращения луны




Возникает два приливных подъема воды в противоположных точках поверхности земли расположенных на пересечении прямой проведенной от луны через центр земли.

Наибольшие полусуточные приливы: _

Наибольшие суточные приливы: _

Высота приливов не превышает 1 метр.

<sub>

</sub> плотность воды

S – площадь бассейна

Т – период приливов

R_max – максимальная высота подъема вод за дамбой

Преимущества:

1. 
   Энергия возобновляемая
   
2. 
   Неизменная выработка энергии
   
3. 
   Устойчивая работа
   
4. 
   Не зависит от уровня выпадаемых осадков
   
5. 
   Стоимость энергии самая низкая
   

Россия: Тугурская станция 1 кВт/ч = 2,4коп

Чукотская станция 1кВт/ч = 9 коп.

Экологические преимущества:

1. 
   Отсутствие вредных выбросов
   
2. 
   Нет проблем с добычей транспортировки топлива
   
3. 
   Нет погибшей рыбы
   
4. 
   От 5 – 10% планктона
   
5. 
   Ледовый режим смягчается, исчезают ледяные торосы
   
6. 
   Первые два года нет размывов дна
   

Недостатки:

1. 
   Несовпадение основных периодов приливов
   
2. 
   Большие расходы воды при низких напорах ведет к большому количеству турбин при низких КПД.
   

45.Состояние и перспективы использования ПЭС.

Общая мощность приливов на планете 3000 ГВт, 1000 ГВт пригодны для использования.

Самая успешная ПЭС в мире – Ранс (Франция):

h=8,4м;

S=22 км²;

_ = 0,33 ГВт;

N_т = 3,1 Вт/час.

ПЭС в России – Кислогубская:

h=4,7м;

_ = 0,41 ГВт;

N_т = 1,2 Вт/час.

	h	S		Nт
Мезенский залив	6,0	2330	15,2	50
Пенжинская губа	6,2	20530	87,4	180
Тугурский залив	4,7	1800	10,3	27,6

46.Физические основы работы океанических гидроэлектростанций на основе морских течений. Основные типы турбин, требования к ним предъявляемые.

Неисчерпаемые запасы кинетической энергии морских течений, накопленные в океанах и морях, можно превращать в механическую и электрическую энергию с помощью турбин, погруженных в воду.

В районе Японии есть вихрь D=200км и глубиной 3 км, через 100 дней меняет свое направление.



_ – коэффициент преобразования энергии, обычно <sub>

</sub> – площадь

_ – плотность воды

_ – скорость потока воды

Существуют генераторы на базе морских течений:

1. 
   Принцип преобразования скорости воды во вращении движущейся турбины
   
2. 
   Преобразователи энергии, основанные на других физических принципах (объемные насосы, упругие преобразователи).
   

Турбины:

1. 
   Сооружения закреплены на морском дне
   

2. 
   Сооружения плавающие в толще воды на якорной цепи
   

Нижние лопасти входят в воду, а верхние нет

3. 
   Полностью погружены в воду
   

47.Преобразование энергии морских течений в электрическую энергию. Схема роторной электростанции. Достоинства и недостатки ОГЭС.

Плюсы океанических электростанций:

1. 
   Приливные океанические ГЭС работают одинаково, невозможно резкое изменение направления течения;
   
2. 
   Надежно защищены турбины от шторма и волн по поверхности.
   

Недостатки:

1. 
   Трудно построить установки в океане (d_{турбин } 200 м)
   
2. 
   Есть ограничения силы давления воды на конструкцию турбины.
   

48.Состояние и перспективы ОГЭС.

В Англии создана установка пропеллерного типа. _, Р_генер. = 300 кВт. Стоимость энергии в 15 раз дороже тепловой.

Более перспективны электростанции работающие на морских течениях.

Гольфстрим: ширина – 60 км;

Глубина – 800 м;

Поперечное сечение – 28 км²;

При скорости воды 0,9 м/с можно получить _. Практически только 10%.

В Америке есть проект установки системы Кориолис. Вся система длиной 60 км, турбины расположены в 22 ряда по 11 турбин. Ширина ряда 30 км. Полезная мощность – 43 МВт, что позволяет на 10 % снабдить Флориду.

49.Назначение гидроэнергетической установки, основные типы.

Гидроэнергетические ресурсы:

1. 
   Потенциальные (мировые: 35000 млрд. кВт/ч/год и 4000 ГВт среднегодовой мощности, Россия: 2896 млрд.кВт/ч/год и 330 ГВт среднегодовой мощности)
   
2. 
   Технические – меньше потенциальных т.к. учитывают потери на порох, потери расхода, потери энергии в оборудовании
   
3. 
   Экономические – часть технических ресурсов которую необходимо использовать.
   

Гидроэнергетическая установка (ГЭУ) предназначена для преобразования механической энергии водного потока в электрическую. Состоит из гидротехнического сооружения энергии и механического оборудования.

Типы ГЭУ:

1. 
   Гидроэлектростанция (ГЭС) – предприятие на котором гидравлическая энергия преобразовывается в электрическую.
   

Плотина, здание ГЭС (гидравлические турбины, генераторы)

Вода под действием силы тяжести движется из верха вниз. Гидравлическая турбина соединена валом с ротором генератора. Турбина и генератор образуют агрегат. В турбине гидроэнергия преобразуется в механическую энергию вращением вала, а генератор преобразует в электрическую.

2. 
   Насосная станция (НС) – комплексная система предназначенная для перекачки воды с нижних отметок на высокие и для транспортировки воды. Включает в себя здание и оборудование: насосные агрегаты (насос и двигатель) и вспомогательные устройства (трубопроводная арматура).
   
3. 
   Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) – предназначены для перераспределения энергии и мощности.  ГАЭС способны аккумулировать вырабатываемую электроэнергию, и пускать её в ход в моменты пиковых нагрузок. Принцип работы таких электростанций следующий: в определенные периоды (не пиковой нагрузки), агрегаты ГАЭС работают как насосы от внешних источников энергии и закачивают воду в специально оборудованные верхние бассейны. Когда возникает потребность, вода из них поступает в напорный трубопровод и приводит в действие турбины.
   
4. 
   Приливные электростанции (ПЭС) – преобразуют механическую энергию приливных, отливных уровней воды в электрическую энергию.
   

50.Основные схемы использования водной энергии. Их принципиальные схемы.

Основные схемы использования водной энергии:

1. 
   Плотинная – напор создается плотиной
   

Плотинная схема применяется при больших расходах воды и малых уклонах (на равнинных реках).

2. 
   Деривационная – напор создается с помощью деривации выполненной с помощью канала, туннеля, трубопровода.
   

Деривационная схема используется на малых реках с малым расходом воды и больших уклонах его поверхности. Плотина выполнена не высокой, которая обеспечивает забор воды в деривацию. Деривация выполняется безнапорной в виде открытого канала или безнапорного туннеля. Чаще всего используется напорная деривация в виде напорного туннеля или трубопровода.

3. 
   Плотинно – деривационная – напор создается и плотиной и деривацией.
   

Плотина создает водохранилище а падение уровня реки ниже плотинного использует деривацию. Чем выше располагается плотина, тем меньше ее высота, меньше объем водохранилища и затопление территории, но зато удлиняется деривация, увеличиваются потери напора, следовательно место платины и длина деривации выбирается на основе технико – экономический обоснований.

Основное оборудование: Гидротурбины (активные – используют кинетическую энергию потока (Ковшовая турбина), реактивные – используют кинетическую и потенциальную энергию (пропеллерные, поворотнополосные, диагональные, радиальноосевые)) и гидрогенераторы.

Электрическая часть состоит из электрических машин, трансформаторов, распределительных устройств. Основной элемент электрической части – электрические синхронные машины, работающие на ГЭС в виде генератора, синхронного компенсатора и вращающегося резерва. На гидроаккумулирующей электростанции работают в режиме генератора, электродвигателя и вращающегося резерва.
Генераторы: вертикальные и горизонтальные.

51.Физические основы работы ветроэнергетических установок. Величина мощности, развиваемой потоком воздуха. Основные направления развития ветроэнергетики.

ВЭУ -  устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую.

1 – рабочее колесо

2 – гондола с редуктором

3 – башня

4 – фундамент

Принцип использования энергии ветра: движущий поток ветра, оказывая силовое воздействие на подвижную часть двигателя, заставляет ее вращаться и передавать полную энергию другому техническому устройству.

1-е место Германия

2-е место Испания

3-е место США

В 1931 г. ВЭУ была сооружена в России мощностью 100 кВт. Средняя выработка энергии 270 МВт/час. В 1942 году разрушена немцами и до сих пор не восстановлена. Были схемы установки на 1000-5000 кВт. С 80-х годов ветроэнергетика шла по трем направлениям:

1. 
   Производство ветроагрегатов малой мощностью (до 25 кВт) - используются для электроснабжения автономных потребителей, насосов и мелиоративных установок;
   
2. 
   Расширение производства установок мощностью от 25 кВт – 500 кВт - используют для совместной работы с действующими энергосистемами;
   
3. 
   Создание установок мощностью да 1МВт – выпуск едиными экземплярами.
   

Максимальная мощность с 1 км²: 10 МВт;

52.Классификация ВЭУ. Характерные рабочие скорости ветра. Энергетические характеристики ВЭУ.

Классификация:

1. 
   По мощности
   

• 
  Малые (до 10 кВт)
  
• 
  Средние (10 – 100 кВт)
  
• 
  Крупные (100 – 1000 кВт)
  
• 
  Сверхкрупные (более 1000 кВт)
  

2. 
   По числу лопастей
   

• 
  Однолопастные
  
• 
  Двухлопастные
  
• 
  Трехлопастные
  
• 
  Многолопастные
  

3. 
   По отношению рабочего колеса к направлению ветра
   

• 
  Горизонтальная ось вращения
  
• 
  Перпендикулярная ось вращения
  

Для малых ВЭУ: <sub>

</sub>

Для крупных ВЭУ: <sub>



</sub>

Запасы энергии ветра. Зависит от скорости и силы ветра и изменяется от 16 Вт/м² (_ - до 15 Вт/м² (_. С 1м² может быть использовано 57% энергии ветра, а практически не более 33%.