Гидравлические электрические станции. Первая в мире АЭС - Обнинская была пущена в 1954 году в России

АЭС

Первая в мире АЭС - Обнинская была пущена в 1954 году в России. Персонал 9 российских АЭС составляет 40.6 тыс. человек или 4% от общего числа населения занятого в энергетике

Таблица 2.

Действующие АЭС России и их характеристики.

АЭС	Номер блока	Тип реактора	Электрич. мощность	Год ввода в эксплуатцию	Срок вывода
Белоярская		АМБ АМБ БН-600			1980^* 1989^*
Билибинская		ЭГП ЭГП ЭГП ЭГП
Балаковская		ВВЭР-1000 ВВЭР-1000 ВВЭР-1000 ВВЭР-1000
Калининская		ВВЭР-1000 ВВЭР-1000
Кольская		ВВЭР-440 ВВЭР-440 ВВЭР-440 ВВЭР-440
Курская		РБМК-1000 РБМК-1000 РБМК-1000 РБМК-1000
Ленинградская		РБМК-1000 РБМК-1000 РБМК-1000 РБМК-1000
Нововоронежская		В-1 В-3 ВВЭР-440 ВВЭР-440 ВВЭР-1000			1984^* 1990^*
Смоленская		РБМК-1000 РБМК-1000 РБМК-1000

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.

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.

В основе изучения работы гидроэлектростанций, преобразующих энергию воды в электрическую энергию, лежит наука, называ­емая гидравликой; она включает в себя гидростатику, изучающую равновесие жидкостей, и гидродинамику.

Вода при движении оказывает давление на препятствия, встречающиеся на ее пути; это давление называется динамическим.

При переходе потока жидкости из более широкой трубы в узкую динамиче­ское давление возрастает, а статическое падает.

Мощность потока воды, протекающего через некоторое сечение—створ, опре­деляется расходом воды Q, высотой между уровнем воды в верхнем по течению бассейне (верхнем бьефе) и уровнем воды в нижнем по течению бассейне (ниж­нем бьефе) в месте сооружения плотины. Разность уровней верхнего и нижнего бассейнов называется напором (Н).

Если расход Q измерять в м3с, а напор Н в м, то мощность потока в створе определяется в кВт:

Р=9,81 Q*H.

Мощность гидростанции тем больше, чем большее количество воды поступает на лопатки гидротурбины (Q — расход, м3/с) и чем большее давление (Н— напор, м) она имеет. В двигателях гидро­электростанций может быть использована только часть мощности потока воды в створе.

Для увеличения напора Н создаются искусственные гидротех­нические сооружения. На равнинных реках напор создается с по­мощью плотины (рис. 3.33, а).

В горных местностях строят специальные обводные каналы, на­зываемые деривационными (рис. 3.33, б).

В гидравлических турбинах происходит преобразование энергии воды в механическую энергию вращения вала турбины. Турбина называется активной, если принцип ее работы основан на исполь­зовании динамического давления воды, и реактивной, если исполь­зуется статическое давление при реактивном эф­фекте.

В высоконапорной активной турбине потенциальная энергия гидростатического давления в суживающейся насадке (рис. 3.34) полностью превращается в кинетическую энергию движения воды. Давление на выходе насадки равно атмосферному. Регулирование поступающей в турбину воды осуществляется спе­циальным маховиком. На крупных станциях такое регулирование произво­дится автоматически.

В нашей стране реки Преимущественно равнин­ные, для которых характены большие расходы воды и относительно малы величины напора. В таких условиях предпо­чтительнее использовать реактивные турбины.

В современной гидроэнергетике преимущественно используют три типа турбин:

1) радиально-осевая турбина (турбина Френсиса). Лопатки рабочего колеса этой турбины имеют сложную кривизну, благодаря чему вода, поступающая на лопатки с направляющего аппарата, постепенно меняет направление с радиального на осевое. Число лопаток у таких турбин 10—30. Радиально-осевая турбина выпол­няется на мощности свыше 100 МВт;

2) поворотно-лопастная турбина (турбина Каплана). Рабочее колесо турбины выполняется в форме винта пропеллера, лопасти которого в зависимости от нагрузки могут поворачиваться.

3) ковшовая турбина (турбина Пельтона). Лопатка турбины выполнена в форме сдвоенного ковша с острым ножом посредине. В ковшах происходит изменение направления скорости движения воды на 180°, вследствие чего на лопатки действуют центробежные силы. Для наиболее полного преобразования энергии воды в механическую энергию турбины скорость движения лопаток выбирает­ся такой, что на их выходе абсолютная скорость движения воды равна нулю для достижения наибольшего к. п. д..

-

Разнообразие природных условий, в которых сооружаются ГЭС, определяет разнообразие конструктивного исполнения турбин. Мощнсти турбин изменяются от нескольких киловатт до 500 МВт, частота вращения изменяется от 16 об/мин до 1500 об/мин.

В последнее время стали применяться горизонтальные агрега­ты (капсульные), в которых генератор заключен в герметичную капсулу под водой.

Гидроэлектростанции. При сооружении гидроэлектростанций обычно решают комплекс задач народного хозяйства, в который по­мимо выработки электрической энергии входит регулирование сто­ка воды и улучшение судоходства реки, создание орошаемых мас­сивов, развитие энергоемких производств, использующих местное сырье, и т. д.

Для прохода судов устраивают специальные шлюзы, представ­ляющие собой бетонированные каналы, разделенные рядом ворот на шлюзовые камеры (рис. 3.37).

На равнинных реках гидроэлектростанции с плотинной схемой концентрации напора разделяются на два типа: русловые и приплотинные. На гидростанциях с напором до 25—30 м здание станции как и плотина воспринимает напор и располагается в русле реки. Такие гидроэлектростанции называются русловыми т ак как с ростом напора увеличивается объем строительных работ по сооружению зданий русловых гидроэлектростанций, то при на­порах, превышающих 25-30 м, здание станции помещается за пло­тиной (рис. 3.38,6). Такие ГЭС называются приплотинными. На них весь напор воспринимается плотиной.

Дата добавления: 2015-05-08