Вопросы Цикл Ренкина, 1ый принцип термодинамики
 Скачать 7.82 Mb.
|
|
7) Тепловой баланс конденсационной эл-ой станции 25% 2% 55% 100% 12% 6% ΔQкн Qтб Qгр ΔQкт Qэл-выработка эл энергии Qгр-потери трубопровода Qтб-потери в паровой турбине ΔQкт-потери в кот агрегатах ΔQкн-теплота забираемая охлаждающей водой при конденсации ΔQсп-сетевые подагреватели Билет№8 Газотурбинные установки: В качестве рабочего тепла используют теплоту горящих газов, которые получаются при сжигании твердого жидкого или газообразного топлива. Необходимо учитывать, что при сжигании твердых видов топлива, остаются несгораемые частицы вещ.ва, которые могут выводить из строя лопатки газовой турбины. Поэтому при использовании таких газов в турбине необходимо проводить специальную фильтрацию, предпочтительно использовать жидкое газообразное топливо.  ОООО -Топливо ХХХХ – Горячие газы(продукты сгорания) 1.)Камера сгорания; 2.)Газовая турбина; 3.)Эл.генератор; 4.)Воздушный компрессор; 5.)Теплообменник экономайзера Представляет большой интерес практика сжигания угля в местах его залеганий, для этого в землю в больших количествах закачивается воздух, происходит сжигание угля по специальным турбинным газоходам, полученные газы выводятся на поверхность, где расположен машинный зал станции и вращает рабочие лопатки газовой турбины. 9 Билет Парогазовые установки Относятся к бинарным установкам которые используют 2 вида рабочего тела, горячие газы полученные в результате сжигания органического топлива. Их теплота используется для преобразования воды в пар и пар вращает паровую турбину, а использованные горячие газы вращают газовые турбины. Топливо -2 -1 Технологический процесс парогазовой установки пар конденсат Нагретый воздух воздух -3 -4 5- -9 Горячие газы -6 7- -8 конденсат конденсат
Принцип работы: В парогенераторе сжигается жидкое или газообразное топливо, полученная теплота используется для парообразования. Пар по паропроводам поступает на рабочие лопатки паровой турбины, приводит их в движение, что заставляет вращаться ротор электрического генератора. Отработанный в турбине пар поступает в конденсатор, полученный конденсат подогретый в экономайзере, остаточной теплотой нагревает воздух в воздушном теплообменнике и подается обратно в парогенератор. Полученные горячие газы в парогенераторе направляются по газоводам на рабочие лопатки газовой турбины, приводят вал газовой турбины во вращение, а полученная механическая энергия вращает ротор электрического генератора, а так же вал воздушного компрессора. Использованные горячие газы подогревают конденсат в экономайзере. Билет 10 Гидравлические электрические станции. Общее положение(ВРОде это) Влияние ГЭС на окружающую среду. Несмотря на то, что энергия гидроэлектро станции является наиболее дешевой по себестоимости( рассматривается станции построенные в советские период), а водная энергия является возобновляемой источником энергии, ТЭЦ оказывает негативное влияние на окружающую среду, т.к водохранилище большую территорию которой занимает мелководье. К важнейшим характеристикам водохранилища относятся:
Вода мелководья интенсивнее прогревается солнцем, что создает благоприятные условия для развития сине-зеленых водорослей. Они в народном хозяйстве не используются, рзлогаются, гниют и заражают воду. Наличие платин пагубно оказывает свое влияние на переход рыб на нерест, попытки создания следующих устройств прохождения рыбы на нерест к успеху не привели. Кроме этого пагубно сказывается колебания уровня воды в реке при регулировании вырабатываемой электрической мощи станции, когда регулируется расход воды, проходящий через турбину. Нередки случаи, когда икра рыб гибнет близи берегов вследствие пониженного уровня воды. При напоре воды в водохранилище затапливает огромные площади территорий, благоприятных для сельского хозяйства. Билет 11 Виды гидравлических турбин 1)Водяные турбины Все водяные турбины делятся на две большие группы: активные и реактивные. Примером активной турбины может служить ковшевая турбина (рис. 7). Рабочее колесо её вращается в воздухе. В изогнутые лопасти колеса с силой ударяют струи воды, вырывающиеся с большой скоростью из специальных сопел. Кинетическая энергия струи воды преобразовывайся в механическую энергию вращения рабочего колеса турбины. Сопла представляют собой конусообразные, суживающиеся к концам трубки. Таких сопел в ковшевой турбине бывает от одного до шести. Лопасти ковшевой турбины имеют два углубления, разделённые острым гребнем (рис. 8). Струя воды, ударяя в этот гребень, разрезается на двое, скользит по углублениям, меняя направление своего движения почти на обратное, и вытекает наружу, в сливное отверстие турбины. Регулируют мощность ковшевых турбин, изменяя количество воды, проходящей через сопла. Для этого служат специальные стержни – «иглы», вставленные в отверстия сопел. Вдвигая или выдвигая их, можно прикрыть или, наоборот, приоткрыть выпускные отверстия сопел и тем самым турбины и движение в ней струй изменить расход воды, а воды, значит, и мощность турбины. Когда турбину надо остановить, иглами полностью закрывают выходные отверстия сопла.  Рис. 7. Устройство активной ковгпевой турбины. Вода под давлением подаётся по трубопроводу! и через сопло 2 поступает на лопасти рабочего колеса турбины 3, приводя его во вращение. Регулирование количества поступающей в турбину воды, а значит, и её мощности осуществляется вращением маховичка 4. 2) Ковшевые турбины Ковшевые турбины больших мощностей применяются при очень сильных напорах воды – примерно от 150 до 250 метров и выше. В наше время это единственный вид турбин, способный работать при таких напорах. Поэтому ковшевые турбины используют обычно на горных реках, стремительно бегущих и падающих с крутых склонов. Большинство рек нашей страны течёт по равнинам. На таких реках трудно создать большие напоры, необходимые для работы активных турбин. Поэтому значительно шире распространены у нас реактивные турбины. В. реактивных турбинах используется не только кинетическая энергия удара воды, но и реактивная сила. Турбина устроена так, что втекающая в неё сравнительно медленно вода развивает в турбине большую скорость.  Вытекая с лопастей рабочего колеса турбины в одну сторону, она отталкивает их в другую сторону, поворачивая рабочее колесо. 3) Реактивные радиально-осевые турбины Реактивные радиально-осевые турбины хорошо работают при напорах средней величины. При больших напорах скорость вращения их рабочих колёс становится слишком большой, и на лопастях турбины возникает крайне вредное явление – «кавитация». Сущность кавитации заключается в следующем. Если вода обтекает лопасти рабочего колеса слишком быстро, то давление в некоторых местах резко падает и вода закипает (при низком давлении вода закипает при очень невысоких температурах). Внутри жидкости образуются крохотные пузырьки пара. Попадая в область более высоких давлений, пар мгновенно сгущается, и в появившиеся пустоты с большой скоростью устремляется вода. При этом происходит разрушение поверхности лопастей рабочего колеса. При кавитации иногда разрушаются даже массивные турбинные лопасти.  Неудобно применять радиально-осевые турбины и при малых напорах воды,- тогда число оборотов рабочего колеса становится слишком низким. В этом случае – при напорах меньше 6 метров для небольших турбин и меньше 30-35 метров для очень больших турбин – пользуются пропеллерными и поворотно-лопастными реактивными турбинами. Билет 12 Приливные эл-е станции.Приливы и отливы возникают вследствии лунных суток за счет взаимного притяжения двух космических тел: З и Л . При прохождении луны над водными тяжение водных масс к спутнику Земли. Масса воды большая, таким образом прилив и отлив обладают большим запасом мех-ой энергии известного направления. Приемущества приливных эл-их станций 1)возобновляемы источник энергии 2)нет зависимости от природных усл-ий 3)Возможность выробатки больших ед-ых мощостей единичной эл-ой энергии 4)Нет зависимости от солнечных суток недостатки…1)Огромные затраты капиталовложения на строительство 2)неравномерность выробатки max Береговая линия эл-ой мощности в течение солнечных суток. Реверсивные гидравлические турбинные генераторы плотина \ 13 билет Принцип работы эл. Станций (АЭС) 27.06.1954г. – в городе Обнинске была запущена первая в мире АЭС. Основным элементом атомной станции является атомный реактор, который функционирует за счет выделения большого количества теплоты, которая получается в результате деления ядер на осколки. Деление ядер урана происходит при бомбардировании их нейтронами. В результате чего получаются осколки ядер, обычно не одинаковые по массе, нейтроны и др. продукты деления, которые разлетаются в разные стороны, с огромными скоростями, обладая большим запасом кинетической энергии. Частицы поглощаются окружающей средой, Ек переходит в тепловую. В установках, где происходит управляемая реакция – наз-сы ядерным реактором. Ядерный реактор состоит: из активной зоны, отражателя, системы охлаждения, системы управления регулирования и контроля, корпуса и биологической защиты . 
В рабочий канал опускают стержни. В этих стержнях происходит цепная реакция деления, которая сопровождается выделением большого количества тепла, поэтому такие стержни называются тепло выделяющим-ся элементами. Количество ТВЭЛВ может достигать нескольких сотен. В активную зону вводится теплоноситель, которым омывает поверхности ТВЭЛВОВ, нагревается и уносит с собой теплоту за пределы. В качестве теплоносит. Может использоваться тяжелая вода – жидкий металл, энертный газ, чем выше тем больше количество тепла передается в раб. Телу в цикл , что увеличивает мощность выработку эл. Энергии. Мощность современных реакторов превышает 1гВт. В России 800мТ. Управление реакторов осуществляется с помощью специальный стержней, которые поглощают нейтроны. Кроме этого акт. Зона окружена графитн. Отражателем, который возвращает в нее влетающие нейтроны. Количество свободных нейтронов в акт. Зоне регулируется путем введения в нее поглащающих стержней. Реактор защищен бетонной защитой, которая рассчитана на падение самолета и охл-ся с помощью собственного контура охлаждения, для поддержания прочности бетона. Конденсат предназначен для поддержания давления контура сети. 14. Воспроизводство ядерного горючего. Природный уран в основном состоит из изотопа 238U и только на 0.7% из изотопа 235U: 235U 0,7% 238U 99,3% Изотоп урана 235 легко поддерживает цепную реакцию деления при попадании в него любых нейтронов. Ядро урана 238 крайне устойчив и делится при попадании в него быстрых нейтронов: v  30 км/с.При скорости нейтрона больше 30 км/с наступает резонансный захват изотопом U238 нейтрона и образуется Pu239 (плутоний), который схож по своим характеристикам с U235 и может поддерживать цепную реакцию деления.  Дальнейшее снижение скорости нейтрона вызывает уменьшение сечения захвата ядрами U238 и увеличение сечений ядер U235 и изотопов Pu239. Нейтроны, имеющие скорость движения 3 км/с называются тепловыми. Нейтроны могут вызвать цепную реакцию у обогащенного урана. При делении 1 ядра урана выделяется 200 МэВ энергии. 1 ядро 200 МэВ 1 ядро U = 9*10-18 кВт*ч 1г (U) = 2,26*1021 ядер  23,2 МВт*ч1г угля 7 Вт*чПри захвате нейтрона изотопами U238 образуется Pu239 способный создавать цепные реакции и который рассматривается как ядерное топливо, такое топливо получают в специальных реакторах - размножителях. В ядерной физике реактором размножителем называется реактор, который на 1 атом сожженного топлива производит свыше 1 расщепляющегося атома. Деление 1 ядра Pu239 сопровождается выделением 3 нейтронов, один из которых используется для поддержания цепной реакции, а два других используются для обогащения устойчивых ядер, т.е. запуска цепной реакции природного урана. Ректоры на быстрых нейтронов обладают возможностью воспроизводства ядерного горючего с коэффициентом воспроизводства 1,4 и удвоением ядерного топлива через 8-10 лет. 15 билет Многоконтурные системы АЭС I контурная система АЭС 
II контурная система АЭС 
III контурная система АЭС 
Биологическая защита выполняется для изоляции реактора от окружающего пространства, то есть для защиты от проникновения за пределы реактора α, β и γ частиц, а так же осколков ядер урана. Защита реактора выполняется в виде нескольких слоев бетона со специальными каналами охлаждения по которым циркулирует охлаждающая вода. Из-за низкой температуры она не используется. Биологическая защита должна ограничивать уровни опасных излучений до безопасных пределов как при работе реактора, так и при его остановке, а так же должна создавать безопасные условия для работы обслуживающего персонала станции. Биологическая защита состоит:
При нарушении целостности контура реактора или контура теплоносителя. Для выравнивания давления между машинным залом станции и внешней средой над главным корпусом предусматривается газгольдер с высокой трубой. Высота трубы рассчитывается таким образом, чтобы радиоактивные ядра частично распадались до соприкосновения с землей. |