Назначение и типы электростанций, режимы их работы. (занятие 2)

преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор

(см. Ядерный реактор). Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, затем так же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию.

топливе, АЭС работает на ядерном горючем (в основном 233U, 235U.

239Pu). При делении 1 г изотопов урана или плутония высвобождается 22 500 квт ч, что эквивалентно энергии, содержащейся в 2800 кг условного топлива.
Принципиальная схема АЭС с ядерным реактором, имеющим водяное охлаждение, приведена на рис. 2.

реактора 1, отбирается водой (теплоносителем) 1-го контура, которая прокачивается через

реактор циркуляционным насосом 2. Нагретая вода из реактора поступает в теплообменник (парогенератор) 3, где передаёт тепло, полученное в реакторе, воде 2-го контура. Вода 2-го контура испаряется в парогенераторе, и образующийся пар поступает в турбину 4.

АЭС применяются 4 типа реакторов на тепловых нейтронах: 1) водо-водяные

с обычной водой в качестве замедлителя и теплоносителя; 2) графито-водные с водяным теплоносителем и графитовым замедлителем; 3) тяжеловодные с водяным теплоносителем и тяжёлой водой в качестве замедлителя; 4) графито-газовые с газовым теплоносителем и графитовым замедлителем.

и агрегатного состояния теплоносителя создаётся тот или иной термодинамический цикл

АЭС. Выбор верхней температурной границы термодинамического цикла определяется максимально допустимой температурой оболочек тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), содержащих ядерное горючее, допустимой температурой собственно ядерного горючего, а также свойствами тенлоносителя, принятого для данного типа реактора.

в ядерном топливе постепенно уменьшается, т. е. ТВЭЛы выгорают. Поэтому

со временем их заменяют свежими. Ядерное горючее перезагружают с помощью механизмов и приспособлений с дистанционным управлением. Отработавшие ТВЭЛы переносят в бассейн выдержки, а затем направляют на переработку.

системам относятся: собственно реактор с биологической защитой, теплообменники, насосы или

газодувные установки, осуществляющие циркуляцию теплоносителя; трубопроводы и арматура циркуляционного контура; устройства для перезагрузки ядерного горючего; системы спец. вентиляции, аварийного расхолаживания и др.

для этого подпор воды создается плотинами, которые воздвигают на реках

и каналах. Гидравлические установки позволяют сокращать перевозки и экономить минеральное топливо (на 1 кВт-ч расходуется примерно 0,4 т угля). Они достаточно просты в управлении и обладают очень высоким КПД (более 80%). Себестоимость этого типа установок в 5-6 раз ниже, чем ТЭС, и они требуют намного меньше обслуживающего персонала.

(ГЭС), гидроаккумулирующими электростанциями (ГАЭС) и приливными электростанциями (ПЭС). Их размещение

во многом зависит от природных условий, например, характера и режима реки. В горных районах обычно возводятся высоконапорные ГЭС, на равнинных реках действуют установки с меньшим напором, но большим расходом воды.

из-за преобладания мягких оснований под плотинами и необходимости иметь крупные

водохранилища для регуляции стока. Сооружение ГЭС на равнинах вызывает затопление прилегающих территорий, что приносит значительный материальный ущерб.

обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и энергетического

оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию.
Напор ГЭС создаётся концентрацией падения реки на используемом участке плотиной, либо деривацией, либо плотиной и деривацией совместно.

размещается в здании ГЭС: в машинном зале электростанции — гидроагрегаты,

вспомогательное оборудование, устройства автоматического управления и контроля; в центральном посту управления — пульт оператора-диспетчера или автооператор гидроэлектростанции. Повышающая трансформаторная подстанция размещается как внутри здания ГЭС, так и в отдельных зданиях или на открытых площадках.

открытой площадке. Здание ГЭС может быть разделено на секции с

одним или несколькими агрегатами и вспомогательным оборудованием, отделённые от смежных частей здания. При здании ГЭС или внутри него создаётся монтажная площадка для сборки и ремонта различного оборудования и для вспомогательных операций по обслуживанию ГЭС.

средние (до 25);
и малые (до 5).
Мощность ГЭС зависит

от напора Нб (разности уровней верхнего и нижнего бьефа), расхода воды Q (м3/сек), используемого в гидротурбинах, и кпд гидроагрегата hг.

ГЭС делятся на:
высоконапорные (более 60 м),
средненапорные (от 25 до

60 м),
низконапорные (от 3 до 25 м).
На равнинных реках напоры редко превышают 100 м, в горных условиях посредством плотины можно создавать напоры до 300 м и более, а с помощью деривации — до 1500 м.

соответствует типам применяемого энергетического оборудования:
на высоконапорных ГЭС применяют ковшовые

и радиально-осевые турбины с металлическими спиральными камерами;
на средненапорных — поворотнолопастные и радиально-осевые турбины с железобетонными и металлическими спиральными камерами,
на низконапорных — поворотнолопастные турбины в железобетонных спиральных камерах.

схеме использования водных ресурсов и концентрации напоров ГЭС обычно подразделяют

на:
русловые,
приплотинные,
деривационные с напорной и безнапорной деривацией,
смешанные,
гидроаккумулирующие ,
приливные.

плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уровень воды в верхнем бьефе.

При этом неизбежно некоторое затопление долины реки. В случае сооружения двух плотин на том же участке реки площадь затопления уменьшается. На равнинных реках наибольшая экономически допустимая площадь затопления ограничивает высоту плотины. Русловые и приплотинные ГЭС строят и на равнинных многоводных реках и на горных реках, в узких сжатых долинах.

русловой ГЭС, кроме плотины, входят здание ГЭС и водосбросные сооружения.

Состав гидротехнических сооружений зависит от высоты напора и установленной мощности. У русловой ГЭС здание с размещенными в нём гидроагрегатами служит продолжением плотины и вместе с ней создаёт напорный фронт. При этом с одной стороны к зданию ГЭС примыкает верхний бьеф, а с другой — нижний бьеф. Подводящие спиральные камеры гидротурбин своими входными сечениями закладываются под уровнем верхнего бьефа, выходные же сечения отсасывающих труб погружены под уровнем нижнего бьефа.