Электрификация сельскохозяйственного производства
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
9. Современные способы получения электрической энергии. Общие характеристики электрических станций ГЭС, ТЭС, ТЭЦ, АЭС, ВЭС и др.
Производство электрической энергии и ее потребление - процесс непрерывный и единый во времени. Электрическую энергию нельзя накапливать в больших количествах, не передавая ее потребителям. В каждый момент времени выработка электрической энергии должна соответствовать потреблению. Отдельные электростанции не могут обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии. Поэтому по мере развития энергетики электрические станции, которые объединяют в системы, работают, параллельно на общую нагрузку. Их соединяют между собой линиями электропередачи.
Объединение электростанций в электроэнергетическую систему имеет важное значение для согласования работы станций различных типов, особенно тепловых и гидростанций. Мощности гидроагрегатов ГЭС в периоды паводков и в зимнее время различны. Весной основную нагрузку системы воспринимают гидростанции, на тепловых же станциях часть агрегатов останавливается, что дает возможность экономить топливо и проводить плановые ремонтные работы. В зимнее время роли тепловых и гидростанций меняются. Таким образом облегчается возможность создания экономически выгодных режимов для разных типов электростанций.
Создание энергосистем повышает надежность энергоснабжения и улучшает качество электроэнергии, обеспечивает постоянство напряжения и частоты, поскольку колебания нагрузки воспринимаются многими электрическими станциями.
Электроэнергетические системы линиями высокого напряжения объединены в более крупные объединенные энергосистемы (ОЭС). При параллельной работе нескольких энергосистем в составе ОЭС указанные преимущества проявляются в еще большей степени
В зависимости от вида используемых энергоресурсов и особенностей основного технологического процесса преобразования энергии электростанции подразделяют на тепловые (ТЭС), атомные (АЭС), гидравлические (ГЭС).
В настоящее время большая часть электроэнергии вырабатывается на этих станциях, причем основу советской энергетики составляют тепловые элекростанции.
На тепловых электростанциях преобразуется химическая энергия топлива сначала в механическую, а затем в электрическую.
Топливом для такой электростанции могут служить уголь, торф, газ, горючие сланцы, мазут. Тепловые электрические станции подразделяют на конденсационные (КЭС), предназначенные для выработки только электрической энергии, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), производящие кроме электрической тепловую энергию в виде горячей воды и пара. Крупные КЭС районного значения получили название государственных районных электростанций (ГРЭС).
Тепловые конденсационные электростанции имеют невысокий кпд (30- 40%), так как большая часть энергии теряется с отходящими топочными газами и охлаждающей водой конденсатора. Сооружать КЭС выгодно в непосредственной близости от мест добычи топлива. При этом потребители электроэнергии могут находиться на значительном расстоянии от станции.
Коэффициент полезного действия ТЭЦ достигает 60-70%.
Такие станции строят обычно вблизи потребителей - промышленных предприятий или жилых массивов. Чаще всего они работают на привозном топливе.
Рассмотренные тепловые электростанции по виду основного теплового агрегата - паровой турбины - относятся к паротурбинным станциям. Значительно меньшее распространение получили тепловые станции с газотурбинными (ГТУ), парогазовыми (ПГУ) и дизельными установками.
Первая в мире атомная электростанция (АЭС), преобразующая энергию расщепления ядер атомов тяжелых элементов в электрическую, была построена в 1954 г. в Советском Союзе - Обнинская АЭС. Основным тепловым агрегатом АЭС, как и ТЭС, является паротурбинная установка. Средой, преобразующей тепловую энергию в механическую, также служит водяной пар. Принципиальное отличие АЭС от ТЭС состоит в том, что теплота, необходимая для выработки пара, получается не при сгорании топлива, а при расщеплении ядер тяжелых элементов в ядерных реакторах. Такими элементами являются природный изотоп урана-235 или получаемый искусственным путем изотоп урана-233 и плутония-239.
Из 1 кг урана можно получить столько же теплоты, сколько при сжигании примерно 3000 т каменного угля.
За годы, прошедшие со времени пуска в эксплуатацию первой АЭС, было создано несколько конструкций ядерных реакторов, на основе которых началось широкое развитие атомной энергетики в нашей стране.
Атомные электростанции классифицируют по типу реактора и в зависимости от числа контуров, по которым теплота, выделяющаяся в реакторе, может передаваться рабочему телу (пару) паровой турбины. Тепловая схема АЭС может быть двух- и трехконтурной. Таким образом, в трехконтурной АЭС контуры первичного теплоносителя, которым могут быть вода и пароводяная смесь, и рабочего тела (пара) разделены. В этой схеме радиоактивный контур включает не все оборудование, а лишь его часть, что упрощает эксплуатацию. Радиационная безопасность персонала и населения, что является важной задачей при эксплуатации атомных электростанций, достигается созданием весьма надежных конструкций, устройств защиты персонала от облучения, очисткой воды и воздуха, извлечением и надежной локализацией радиоактивных загрязнений.
Гидроэлектрическая станция (ГЭС) вырабатывает электроэнергию с помощью падающего потока воды, создаваемого ?/p>