ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ БЕЛОГЛАЗОВ АЛЕКСЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ, к. т.

ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ БЕЛОГЛАЗОВ АЛЕКСЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ, к. т. н. , ассистент кафедры электрических станций (Эл. Ст), ФЭН, II-212 (кафедра) Лекция 2 Всего часов: 102 Новосибирск, 2013 г.

2. Технологияпроизводства электроэнергии на электростанциях различного вида

Тепловые электрические станции ТЭС (ТЭС) ТЭС - преобразуют органическое топливо (топливный ресурс) в тепловую и электрическую энергию. Основные виды топлива Уголь - 30% Газ - 64% Мазут - 6% Тепловая Механическая Электрическая Топливо энергия

Принципиальная технологическая схема КЭС (ГРЭС) • КЭС (ГРЭС) - производят только электрическую энергию!

В систему ДВ Пар 540 о. С 240 МПа Топливо- пригото- вление Топливо ПГ Т Г РУ СН Воздух ВВ Э ЦН О 2 К ПН Д КН ИХ В ХОВ

Принципиальная схема КЭС Паровая турбина Парогенератор (котел) Электрический генератор Пар Циркуляционный насос Топливо Вода Охлаждающая вода Конденсатор Питательный насос (охладитель)

Пар р=240 ата, Т=540 С паропровод Паровая турбина разгрузка, помол Паровой Дымовая труба ~ Эл. генератор генератор Топливоподготовка (Котельная конденсатор установка) Охлаждающая вода дымосос конденсатный подогрев насос воздуха Воздушный вентилятор химводоподготовка Вода Питательный Циркуля - насос ционный насос Долив воды Мощность блоков – 25 -32, 50 -63, Охладитель. 100 -120, 150 -165, 200 -220, 300 -320, 500, 800, 1200 МВт

Особенности КЭС

Разгрузка угля

Энергетический баланс КЭС Потери в турбоагрегате 40 -50% Тепловая Топливная энергия энергия топлива 30 -35% преобразованная 4 -6% в э/э 100% 3% 7 -10% Потери в генераторе Потери паропроводе в котле

Крупнейшие тепловые электростанции РФ Наименование ЭС Уст. мощн-год Топл. Кол-во и мощность ТГ Крупнейшие ТЭС 1. Сургтская ГРЭС-2 5600 – 88 год газ 6 х 800 + 2 ПГУ-400 2. Рефтинская ГРЭС 3800 -75 уголь 6 х 300; 4 х 500 3. Костромская ГРЭС 3600 -73 газ 8 х 300; 1 х 1200 4. Сургтская ГРЭС-1 3280 -71 газ 1 х12, 1 х178, 2 х180, 13 х210

Перспективы За 2011 -2012 г должны быть введены 7 паротурбинных установок (ПТУ): 2 блока по 660 МВт и 5 блоков на 225 МВт. ∑ 2445 МВт, ή ≈ 31 ÷ 34%. Ведется строительство блока 330 МВт с котлом ЦКС.

Теплоэлектроцентрали Принципиальная технологическая схема ТЭЦ (теплоэлектроцентраль)

С В систему Местная нагрузка Общий паропровод ДВ РУ ГН От других ПГ Топливо ПГ Т Г Отбор пара на производство РУ СН К другим Воздух ВВ Э ЦН турбина О 2 м К ПН Д КН ИХ В ХОВ Горячая вода Бойлер Холодная вода

Принципиальная схема теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) Парогенератор (котел) Турбина Генератор Конденсатор (охладитель) Отопление Теплообменник Горячая вода

ТЭЦ -производство тепловой и электрической энергии (комбинированное производство) Особенности ТЭЦ:

Газотурбинные Топливо: Камера установкисгорания газ, мазут (ГТУ) Газы Сжатый 770*С воздух Эл. газовая Мощность: компрессор генератор турбина до 150 МВт КПД=49 -52% Достоинства: Выхлопные газы Воздух • быстрый пуск и останов • большая скорость набора Проблемы: нагрузки • большие затраты энергии в компрессоре • требуется высококачественное топливо

ГТУ – 66 -68%, ПТУ – 34 -32% Химочистка отходящих газов Труба Дополнительный котел Газовая турбина Золоуловители Паровая турбина Генератор 2 Генератор 1 Главный котел ГТУ - ГТЭС Конденсатор (охладитель) ПТУ - КЭС Тепло для отопления

Перспективы За 2010 -2011 г введены 7 парогазовых установок (ПГУ): 6 ПГУ-400 (410 -420) МВт и 1 ПГУ-800 ∑ 3260 МВт, КПД ≈ 58% Ведется строительство (по планам 2012 – 2016 г) 10 ПГУ: 8 ПГУ-400 (410 -420); 1 ПГУ-450 и 1 ПГУ-190 ∑ 3920 МВт, КПД ≈ 51 ÷ 58%

Технология производства электроэнергии на ГЭС 21, 5%, Руст ∑ = 50 ГВт, 19%, Wэн ∑ = 164, 4 млрд к. Вт·ч

Технологическая схема ГЭС ВБ Генератор Направляющий аппарат НГЭС Турбинная Водохранилище камера НБ Отсасывающая труба Турбина

Машзал С-Ш ГЭС

Крупнейшие ГЭС • Саяно-Шушенская ГЭС - 6400 • Красноярская ГЭС - 6000 • Братская ГЭС - 4050 • Усть- Илимская ГЭС - 3600 • Богучанская ГЭС (строится, пуск 1 -го вожможен в 2012 г) - 3000

Особенности ГЭС

Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС)

Режим заряда ГАЭС Из сети Электрическая энергия Мотор Генератор Гидравлическая энергия Турбина Насос

Загорская ГАЭС (Москоская обл. ) – 6 х 200 Загорская ГАЭС– 2 (Московская обл. ) – 4 х 210, начало стр 2007, первый агрегат – 2012, оконч – 2014. Ленинградская – 8 х 195 (220)= 1560 (1760), пуск 1 -го агр – 2014, оконч – 2017.

ПЭС • Крупнейшая – «Ла Ранс» РПЭС = 240 МВт (10 МВт х 24 шт), длина плотины – 750 м • Южная Корея – 254 МВт, построена в 2009 г. ПЭС РФ • Кислогубская ПЭС РПЭС =1 х 0, 2 + 1 х 1, 5 МВт, строится связь с Кольской ЭС. Перспекивы: • В СССР начиналось строительство Мезенской ПЭС (Белое море, Архангельская обл, Н ≈ 10 м. ) • Пенжинская ПЭС (Охотское море, Магаданская обл), Н = от 9 до 13 м. В СССР разрабатывалось два проекта: а) Южный створ – Н =11 м. РПЭС УСТ = 87 ГВт б) Северный створ – Н =13, 4 м. РПЭС УСТ = 21, 4 ГВт

Режим разряда ГАЭС Электрическая энергия В сеть Мотор Генератор Гидравлическая энергия Турбина Насос

Технология производства электроэнергии на АЭС Россия США Франция АЭС Доля в энергобалансе 11% 20% 75%

1 кг урана - 23. 106 к. Втч В природе: U 235 -0, 7% Атомная энергия 1 кг угля - 7 -8 к. Втч U 238 -99, 3% 1 кг урана - 3000 т угля (60 вагонов) Реакторы на медленных 1 n+ (тепловых) нейтронах энергия U 235 n+ Pu 239 n+ Np 239 Реакторы на быстрых 2 n+ Pu 239 нейтронах U 238 n+ энергия

Схема АЭС Реакторный блок Турбина Градирни Генератор Схема АЭС Конденсатор реактор Охлаждающая вода

Классификация АЭС По числу контуров теплообмена: По виду замедлителя: • одноконтурные • водо-водяные • водо-графитовые • двухконтурные • трехконтурные По конструкции: • корпусного типа (ВВЭР) • канального типа (РБМК)

Особенности АЭС Особенности АЭС

Количество Доля АЭС в Энергоблоков энергобалансе (%) США 104 20 Франция 59 75 В мире эксплуатируется более Тенденции ядерной Япония 53 36 70 АС, энергетики 50 на которых действует более Великобритания 35 450 Россия атомных энергоблоков. 29 11 Канада 21 35 Германия 20 30