АЭС на быстрых нейтронах.(три контура)

АЭС с реактором на на быстрых нейтронах имеют трехконтурную схему: в пером контуре теплоносителем является жидки радиоактивный натрий(или каллий); во втором – нерадиоактивный натрий(или каллий); в третьем – нерадиоактивная вода, нагреваемая парогенератором теплом нерадиоактивного натрия второго контура. Нерадиоактивный насыщенный пар третьего контура поступает в паровую турбину. КПД около 35 %

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 25

1. Классификация паровых турбин. Принцип работы. Основные конструктивные элементы. Особенности теплофикационных турбин.

Классификация паровых турбин (стандартные установки)

1. по назначению:

- энергетические (выработка электрической и тепловой энергии);

- промышленные (обслуживают крупные предприятия).

Электрические электростанции подразделяются на станции, которые вырабатывают только электричество (КЭС) и ТЭЦ.

В соответствии с назначением этих станций на них устанавливаются следующие типы турбин:

КЭС – турбины типа К – турбины конденсационного типа, имеющие обязательно конденсатор и служат для выработки электроэнергии.

Например, турбина типа К –300-240 (300 МВт – мощность; 240 атм. – давление острого пара на входе в турбину)

ТЭЦ:

1) турбины типа Т – теплофикационные турбины с 1 или максимум 2 регулируемыми отборами пара, причем этот отбор идет на нужды теплофикации (для горячей воды и для отопления). Имеет конденсатор.

2) турбина типа П. Применяется на промышленных электростанциях. Происходит отдача пара на нужды производства. Отдельно не используется. Не имеет конденсатор (весь пар уходит на предприятие).

3) турбина типа ПТ. Имеет конденсатор, 2 регулируемых отбора (промышленный и теплофикационный). Устанавливается на ТЭЦ если в районе есть предприятие, которому требуется пар для производства.

4) турбина типа Р – турбина с противодавлением. Не имеет конденсатора. Предназначена для выработки электроэнергии и теплоты, но она одна не может быть установлена на станции, только параллельно с турбинами, имеющие конденсатор, т.к. она может работать только по тепловому графику нагрузки (т.е. количество электроэнергии, которое она вырабатывает, зависит от тепловой потребности).

Например:

– турбина типа Т-250-240 – самая мощная турбина

– турбина типа ПТ/₁₃, где 13 – это давление промышленного отбора (давление теплофикационного отбора не указывается» 0,5 – 2,5 атм.

– турбина типа Р-50-130

2. по параметрам пара:

– докритические параметры (90,130 и 180 атмосфер)

– сверхкритические параметры (240 атм.)

Начальные параметры пара.

Конечные параметры пара на выходе из турбины, имеющей конденсатор.

Р_к @ 0,03 – 0,05 атм.

t_к @ 23,8 – 32,5 ⁰С (t насыщения – 23 ⁰С)

По мощности:

– малой мощности (до 50 МВт)

– средней мощности (до 100 МВт)

– большой мощности (больше 100 МВт). Например: конденсационные 300, 500, 800, 1200 МВт; теплофикационные – 250 МВт.

4. конструктивные параметры:

– одноступенчатые и многоступенчатые турбины

– одноцилиндровые и многоцилиндровые турбины

– однокорпусные и многокорпусные

– двухвальные и одновальные

5. по движения пара:

– осевые турбины (аксиальные, т.к. движение пара параллельно оси вала) – применяется в нашей стране

– турбины радиального типа – движение пара перпендикулярно валу

6. по принципу действия пара:

– турбина активного типа

– турбина реактивного типа

– турбина смешенного типа

Паровые турбины работают следующим образом: пар, образующийся в паровом котле, под высоким давлением, поступает на лопатки турбины. Турбина совершает обороты и вырабатывает механическую энергию, используемую генератором. Генератор производит электричество.

Паровая турбина состоит из двух основных частей. Ротор с лопатками — подвижная часть турбины. Статор с соплами — неподвижная часть.

Теплофикационные паровые турбины служат для одновременного получения электрической и тепловой энергии. Но основной конечный продукт таких турбин — тепло.

2. Гидротехнические сооружения ГЭС. Плотины ГЭС, их назначение и классификация.

К общим Гидротехнические сооружения относятся: водоподпорные, водопроводящие, регуляционные, водозаборные и водосбросные. Водоподпорные сооружения создают напор или разность уровней воды перед сооружением и за ним. К ним относятся: плотины (важнейший и наиболее распространённый тип Гидротехнические сооружения), перегораживающие речные русла, и речные долины, поднимающие уровень воды, накапливаемой в верхнем бьефе, дамбы (или валы), отгораживающие прибрежную территорию и предотвращающие её затопление при паводках и половодье на реках, при приливах и штормах на морях и озёрах.

Водопроводящие сооружения (водоводы) служат для переброски воды в заданные пункты: каналы, гидротехнические туннели, лотки, трубопроводы. Некоторые из них, например каналы, из-за природных условий их расположения, необходимости пересечения путей сообщения и обеспечения безопасности эксплуатации требуют устройства других Гидротехнические сооружения, объединяемых в особую группу сооружений на каналах (акведуки, дюкеры, мосты, паромные переправы, заградит, ворота, водосбросы, шугосбросы и др.).

Регуляционные (выправительные) Гидротехнические сооружения предназначены для изменения и улучшения естественных условий протекания водотоков и защиты русел и берегов рек от размывов, отложения наносов, воздействия льда и др. При регулировании рек используют струенаправляющие устройства (полузапруды, щиты, дамбы и др.), берегоукрепительные сооружения, ледонаправляющие и ледозадерживающие сооружения.

Водозаборные (водоприёмные) сооружения устраивают для забора воды из водоисточника и направления её в водовод. Кроме обеспечения бесперебойного снабжения потребителей водой в нужном количестве и в требуемое время, они защищают водопроводящие сооружения от попадания льда, шуги, наносов и др.

Водосбросные сооружения служат для пропуска излишков воды из водохранилищ, каналов, напорных бассейнов и пр. Они могут быть русловыми и береговыми, поверхностными и глубинными, позволяющими частично или полностью опорожнять водоёмы. Для регулирования количества выпускаемой (сбрасываемой) воды водосбросные сооружения снабжают гидротехническими затворами. При небольших сбросах воды применяют также водосбросы-автоматы, автоматически включающиеся при подъёме уровня верхнего бьефа выше заданного. К ним относятся открытые водосливы (без затворов), водосбросы с автоматическими затворами, сифонные водосбросы.

Существуют две группы плотин: бетонные (железобетонные) и грунтовые.

Бетонные плотины подразделяются на гравитационные, контрфорсные и арочные.

Гравитационная плотина является массивной, ее устойчивость обеспечивается собственным весом (гравитацией).

Плотина, не допускающая перелив воды через гребень, называется глухой.

Плотина, выполненная с поверхностным водосливом или заглубленными (донными) отверстиями для пропуска воды, называется водосливной.

Контрфорсная плотина выполняется в виде вертикальных железобетонных ребер 2 (контрфорсов), на которые со стороны верхнего бьефа наклонно укладываются железобетонные плиты 1, воспринимающие давление воды. Контрфорсы соединяются между собой балками жесткости 3. В узких ущельях на скальном основании возводят арочные плотины. Арочная плотина, выполненная в виде свода, воспринимает давление воды и передает часть нагрузки на скальные берега и скальное основание.

Плотины из грунтовых материалов разделяются на земляные и каменные. Земляные плотины по виду возведения могут быть насыпные и намывные. Каменные плотины подразделяются на каменно-набросные и каменной кладки.

На деривационных ГЭС в качестве подводящей или отводящей деривации используются гидротехнические сооружения: туннели, каналы или трубопроводы.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 26

1. Деаэрация питательной воды. Типы деаэраторов. Тепловой баланс деаэратора.

Деаэрацией (удаление растворенного кислорода из питательной воды паровой котельной) называется освобождение питательной

воды от рас­творенного в ней воздуха, в состав которого входят кислород и двуокись углерода. Будучи растворенными в воде, кислород и двуокись углерода вызы­вают коррозию питательных трубопроводов и поверхностей нагрева котла, вследствие чего оборудование котла выходит из строя.

Существует ряд различных устройств для деаэрации питатель­ной воды. Наибольшее распространение получили термические деаэраторы атмосферного типа низкого давления (0,02-0,025 МПа) и повышенного давления (0,6 МПа), а также вакуумные с давлением ниже атмосферного. Последние применяют в котельных с водогрейными котлами, так как в этих котельных отсутствует пар и дегазация питательной воды осуществляется за счет вакуума, создаваемого водоструйными эжекторами.

Термический деаэратор служит для удаления из питательной и подпиточной воды растворенного в ней кислорода и двуокиси углерода путем нагрева ее до температуры кипения.

Принцип работы (если посчитаете, что вам нужно).

Деаэратор состоит из бака 1 и колонки 13, внутри которой установлен ряд распределительных тарелок 5, 6 и 12. Питательная вода (конденсат) от насосов поступает в верхнюю часть деаэратора на распределительную тарелку 12; по другому трубопроводу через регулятор 8 на тарелку 12 подводится в качестве добавки химически очищенная вода; с тарелки питательная вода отдельными и равно­мерными струйками распределяется по всей окружности деаэраторной колонки и стекает вниз последовательно через ряд расположенных одна под другой промежуточных тарелок 5 и 6 с мелкими отверстиями.

Пар для подогрева воды вводится в деаэратор по трубе 15 к па­рораспределитель 14 снизу под водяную завесу, образующуюся при стекании воды с тарелки на тарелку, и, расходясь во все стороны, поднимается вверх, навстречу питательной воде, нагревая ее до 104 — 106°С, что соответствует избыточному давлению в деаэраторе 0,02 - 0,025 МПа (0,20 - 0,25 кгс/см2).

При этой температуре воздух выделяется из воды и вместе с остатком несконденсировавшегося па­ра уходит через вестовую трубу 11, расположенную в верхней части деаэрационной головки, непосредственно в атмосферу или охладитель пара 9.

Освобожденная от кислорода и подогретая вода выливается в сборный бак 1, расположенный под колонкой деаэратора, откуда расходуется для питания котлов.

Во избежание значительного повышения давления в деаэраторе на нем устанавливают два гидрозатвора, а также гидравлический затвор 17 на случай образования в нем разрежения. При превышении давления может произойти взрыв деаэратора, а при разрежении атмосферное давление может смять его.

Деаэратор снабжают водоуказательным стеклом 3 с тремя кранами — паровым, водяным и продувочным, регулятором уровня во­ды в баке, регулятором давления и необходимой измерительной ап­паратурой. Для надежной работы питательных насосов деаэратор устанавливают на высоте не менее 7 м над насосом.

Воду обескислороживают также фильтрованием ее через слой обыкновенных стальных стружек, которые окисляются из-за растворенного в воде кислорода.

Типы деаэраторов бывают следующие:

- деаэратор атмосферный,

- деаэратор вакуумный,

- деаэраторы повышенного давления.

Все деаэраторы служат для дегазации воды от коррозионных газов в ней присутствующих. Основаны на последовательной очистке воды по мере прохождения всех устройств деаэратора.

Деаэратор атмосферный

- производительность от 5 до 100 т/час.

- рабочее давление 0,12 МПа.

- условное обозначение ДА.

Деаэратор вакуумный

- производительность от 5 до 800 т/час.

- рабочее давление от 0,0016 до 0,05 МПа.

- условное обозначение ДВ.

Деаэраторы повышенного давления

- производительность от 80 до 6000 т/час.

- рабочее давление от 0,69 до 1,35 МПа.

- условное обозначение ПВ.

Из теплового баланса деаэратора исключаются потоки, подогрев которых (паром из регенеративных отборов турбин) полностью учитывается при составлении диаграмм режимов турбин. Больше ничего не нашёл.

2. Режимы работы ГЭС и ГАЭС в энергосистеме.

Режим работы ГЭС в энергосистеме определяется, прежде всего, водностью рассматриваемого периода и условий достижения в системе наилучших экономических показателей.

ГЭС без регулирования.

Объем водохранилища, которое имеет ГЭС, не позволяет осуществить даже суточное регулирование, следовательно, ГЭС работает в режиме водотока. Поэтому мощность подобных ГЭС в любой момент времени определяется значениями бытовых расходов. ГЭС без регулирования работает в базовой части графика нагрузки.

ГЭС с суточным регулированием.

Ее целесообразно размещать в пиковой части графика нагрузки данной системы.

ГЭС с годичным регулированием.

Здесь ГЭС необходимо размещать в зависимости от периода сработки и от периода наполнения. В периоды сработки такую ГЭС целесообразно размещать в пиковой части графика нагрузки. Во время заполнения хранилища такую ГЭС можно размещать как в пиковой, так и в базовой части, все зависит от полезного объема водохранилища. Чем меньше полезный объем водохранилища, тем больше ее роль для покрытия базы. И чем Польше полезный объем водохранилища, тем целесообразнее ее применять в пиковой части графика нагрузки.

ГЭС с многолетним регулированием.

Одновременно может пополнять как суточное, так и годичное регулирование. В общем случае ее место в верхней части графика нагрузки. И только в многоводные периоды, а также, чтобы не делать холостые сбросы ГЭС может опускаться в базовую часть графика нагрузки.

Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) перераспределяют электроэнергию, вырабатываемую другими электростанциями, во времени в соответствии с требованиями потребителей. Принцип действия гидроаккумулирующей станции основан на ее работе в двух режимах: насосном и турбинном. В насосном режиме вода из нижнего водохранилища (бассейна) ГАЭС (рис. 17.1 I) перекачивается в вышерасположенный верхний бассейн. Во время работы в насосном режиме (обычно в ночные часы, когда нагрузка в энергосистеме снижается) ГАЭС потребляет электрическую энергию, вырабатываемую тепловыми электростанциями энергосистемы. В турбинном режиме ГАЭС использует запасенную в верхнем бассейне воду, агрегаты станции при этом вырабатывают электроэнергию, которая подается потребителю в часы пиков нагрузки.

ГАЭС предназначены для работы в составе энергосистемы совместно с другими гидроэлектростанциями или совместив с одной-двумя ТЭС или АЭС.

За счет работы ГАЭС в турбинном режиме также обеспечивается покрытие пиков графика нагрузки, а в часы минимальных нагрузок ГАЭС работают в насосном режиме и потребляют энергию ТЭС или АЭС, повышают их загрузку и тем самым дополнительно уменьшают колебания нагрузки.

Билет 27
1. Классификация и состав органического топлива. Технические характеристики топлива. Условное топливо и его теплота сгорания рабочей массы. Тепловой эквивалент.

Органическое топливо

В зависимости от агрегатного состояния органическое топливо делится на газообразное, жидкое и твёрдое, каждое из них в свою очередь делится на естественное и искусственное.

Газообразное

Естественным топливом является природный газ, искусственным:

· Генераторный газ;

· Коксовый газ;

· Доменный газ;

· Продукты перегонки нефти;

· Газ подземной газификации;

· Синтез-газ.

Жидкое

Естественным топливом является нефть, искусственным называют продукты его перегонки:

· Бензин;

· Керосин;

· Соляровое масло;

· Мазут.

Твёрдое

Естественным топливом являются:

· Ископаемое топливо:

· Торф;

· Бурый уголь;

· Каменный уголь;

· Антрацит;

· Горючий сланец;

· Растительное топливо:

· Дрова;

· Древесные отходы;

· Биомасса.

Искусственным твёрдым топливом являются:

· Древесный уголь;

· Кокс и полукокс;

· Углебрикеты;

· Отходы углеобогащения

Условное топливо — принятая при расчетах единица учёта органического топлива, то есть нефти и ее производных, природного и специально получаемого при перегонке сланцев и каменного угля газа, каменного угля, торфа – которая используется для сличения полезного действия различных видов топлива в их суммарном учёте.

Условное топливо – топливо, имеющее теплотворную способность, т.е. Q^p_н = 7000 ккал/кг, что составляет примерно 29,33 МДж/кг.

Главной технической характеристикой топлива является теплота сгорания. Различают высшую и низшую теплоту сгорания. Высшей теплотой сгорания называется количество теплоты, которое выделяется при сгорании 1-ого кг твердого или жидкого топлива, либо 1-ого м³ газообразного топлива при конденсации водяных паров при 0º С. Однако в расчетах используется низшая теплота сгорания, которая отличается от внешней теплоты сгорания рабочей массы топлива 225H^Р+25W^Р.

Q^p_н= Q^p_в - (225H^Р+25W^Р) [кДж/кг]

Чем больше влаги в топливе, тем меньше Q^p_н. Теплоту сгорания твердого и жидкого топлива можно определить, пользуясь формулой Менделеева:

Q^p_н =338 С^Р+ 1025 Н^Р + 109 (О^Р - S^Р) - W^Р,

где содержание углерода, водорода и других элементов в рабочей массе топлива выражено в процентах.

Для газообразного:

Q^p_н =108 H₂ + 126 CO + 234 Н₂S +358 CH₄+591 C₂H₄+… [кДж/м³]

2. КПД ТЭЦ по производству электроэнергии и отпуску тепла, в том числе и через условное топливо. Полные и удельные расходы топлива на ТЭЦ по выработке электроэнергии и отпуску тепла.

КПД ТЭЦ по выработке электроэнергии в основном определяется КПД турбоустановки по выработке электроэнергии. КПД ТЭЦ по выработке тепла в основном определяется КПД парогенератора.

η_ТЭЦ ^э = η_ту ^э ∙ η_тр ∙ η_п/г

η_ту ^э= 0,39 ÷ 0,97

η_тр = 0,99 ÷ 0,995

η_п/г = 0,8 8 ÷ 0,94

Удельный расход топлива

В_ТЭЦ ^э =(860 ∙ N_э)/ (В_э ∙ Q_н^р), где Q_ТЭЦ ^э = В_э ∙ Q_н^р

В_ТЭЦ = В_э + В_т

В_ТЭЦ = [т/час]

в_э = В_э / N_э=[кг/кВт ч]

η_ТЭЦ ^э =860 / [(В_э ∙ N_э) ∙ Q_н^р] = 860 / (в_э ∙ Q_н^р)

[(ккал/кВт ч) / кг/кВт ч ∙ ккал/кг] = [ккал/кВт ч]

в_э = 860 / Q_н^р ∙ η_ТЭЦ ^э

η_ТЭЦ ^т = Q^отпущ ∙ 10⁶ / В_т ∙ Q_н^р

Q^отпущ = [Гкал/ч] ∙ 10⁶ [ккал/Гкал]

В_т = [кг/ч]

Q_н^р = [ккал/кг]

[кг/ч ∙ ккал/кг] = [ккал/ч]

Удельный расход топлива на выработку тепловой энергии

в_т = В_т / Q^отпущ = [кг/Гкал]

η_ТЭЦ ^т = 10⁶ / [(В_т / Q_н^р) ∙ Q^отпущ] = 10⁶ / в_т ∙ Q_н^р

в_т = 10⁶ / Q_н^р ∙ η_ТЭЦ ^т

в_э^ут = 860 / 7000 ∙ η_ТЭЦ ^э = 0,123 / η_ТЭЦ ^э

в_э^ут = 3600 / 29330 ∙ η_ТЭЦ ^э = 0,123 / η_ТЭЦ ^э

в_э^ут = [кгут/кВт ч]

в_т^ут = 10⁶ / (Q_н^р ∙ η_ТЭЦ ^т) = 10⁶ / 7000 ∙ η_ТЭЦ ^т = 143 / η_ТЭЦ ^т

143 = [кгут/Гкал]

в_т^ут = 10⁶ / (29330 ∙ η_ТЭЦ ^т) = 34,1 / η_ТЭЦ ^т

в_т^ут = [кгут/ГДж]

Билет 28

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: