Вход

Общая энергетика

Контрольная работа по физике
Дата добавления: 14 апреля 2003
Язык контрольной: Русский
Word, rtf, 464 кб
Контрольную можно скачать бесплатно
Скачать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
Вопросы. 1. Нарисовать принципи альную технологическую схему трёхконт урной АЭС и объяснить назначение всех элементов схемы . Основные особенности АЭС. 2. Нарисовать схему конденсатора турбины и объяснить назначение и устро й ство. 3. Схема снабжения котлов газом . Подготовка к сжиганию газообраз ного то п лива 4. Влияние ТЭЦ на окружающую среду. 5. Технологическая схе ма КЭС . Назначение каждого элемента схемы . Осно в ные особенно сти КЭС. 1. Нарисовать пр инципиальную технологическую схему трё х контурной АЭС и объяснить назначение всех элементов сх е мы. Принци пиальная техн ологическая схема трёхконтурной АЭС выглядит след у ющим образом : На схеме обозначены : 1. Ядерный реактор с первичной биологической защитой. 2. Вторичная биологиче ская защита. 3. Турбина. 4. Генератор. 5. Конденсатор. 6. Циркуляционные насо сы. 7. Регенеративный тепл ообменник. 8. Резервуар с водо й. 9. Парогенератор. 10. Промежуточный тепло обменник. Т – повышающий трансформатор. ТСН – трансформатор собственных нужд. РУ ВН – распределительное устройство высокого напряжения (110 кВ и выше ). РУ СН – распр еделительное устройство собс твенных нужд. I ; II ; III – контуры АЭС. Установка , в которой происходит управляе мая цепная ядерная реакция , называется ядерны м реактором 1 . В него загружается ядерное топливо , например – уран – 238. Ядерный реактор служит для нагрева теплоносителя и пре дставляет и з себя , в принципе , котёл. Биологическая защита 2 выполняет функции изолятора реактор а от окруж а ющ его пространства для того , чтобы в него не проникли мощные потоки нейтр о нов , альфа -, бета -, гамма - лучи и осколки деления . Биологическая защит а пр едн а з начена для создания безопасных условий работы обслуживающего персонала. Турбина 3 пр едназначена для преобразования энергии пара в механическую энергию вращения ротора электри ческого генератора . Генератор 4 вырабатывает электрическую энергию , которая поступает на повышающий трансфор матор Т , где прео бразуется до необходимых величин для дальнейш ей передачи в линии эле к тропередач . Часть энергии также передаётся на ТСН – понижающий трансформ а тор собственных нужд. Отработанный в турбине пар поступает в кон денсатор . Конденсатор 5 сл у жит для охлаждения пара , который , конденсируясь , затем подаётся циркуляцио н ным насосом 6 через регенеративный обменник 7 в паро генератор 9 . В рег енер а тивном обмен нике вода охлаждается до исходной величины. Разогретый в реакторе теплоноситель первого контура ( Na ) отдаёт тепло в промежуточном тепло обменнике 10 теплоноси телю второго контура ( Na ). А тот , в свою очередь , отда ёт тепло рабочему телу ( H 2 O ) в парогенераторе. Циркуляционные насосы служат для движен ия теплоносителя в контур ах схемы , а также для подачи охлаждающей воды в конденсатор из резервуара 8 . Таким образом , принципиально АЭС отличаю тся от ТЭС только тем , что р а бочее тело на ни х получает тепло в парогенераторе при сжи гании ядерного топлива в ядерном реакторе , а не орга нического топлива в котла х , как это имеет место на ТЭС. Многоконтурная схема АЭС обеспечивает р адиационную безопасность и с о здаёт удобства для обслуживания оборудования . Выбор числа контуров определ я ется в зависимост и от типа реактора и свойств теплоносит еля , характеризующих его пригодность для использования в качестве рабочего тела в турбине. Особенности АЭС : 1. Атомные элек трические станции не зависят от месторасполож ения источника сырья , а потому могут соору жаться в любом географическом месте , в том числе и труднодоступном. 2. Для работы АЭС требуется небольшое количество топлива (100-150 т . в год ). 3. Атомные стан ции не загрязняют атмосферу . Выбросы радиоакт ивных газов и аэрозолей не превышают вели чин , разрешённых санитарными нормами. 4. АЭС могу т работать по свободному графику нагр узки. 5. Коэффициент полезного действия атомных станций 35-38 %. 2. Нарисовать схему конденсатора турбин ы и объяснить назн а чение и устройство. Конденсатор – устройство , предназначенное для охлаждения и конденсации пара , выходящего из турбины. Экономичность работы паровой турбины в большой степени зависит от к о нечного давления п ара , с понижением которо го увеличивается используемый те п ловой перепад и возрастает КПД турбоу становки. Из трёх параметров пара , определяющих экономичность турбины – начал ь ное давление , начальная температура и конечное давление , последний параметр оказывает наибольшее влияние на коэффициент полезного действия турбины . Сн и жение давления пара после выхода из турбины производится в конденсаторе , в к о тором поддерживается давление 0,005 – 0,0035 МПа. Конденсатор представляет из себя цилинд рический корпус , внутри которого имеется боль шое количество латунных трубок 2 , по которым подаётся через патр у бок 1 охлаждающая во да . Вода , поступающая в конденсатор имеет температуру 10 – 20 o С , проходя по трубкам нагревается до температуры 25 – 30 o С и выходит через патрубок 5 . Пар из турбины поступает в кон денсатор через патрубок 4 , соприкасается с холодными трубками , конденсируется и насосом КН откачивается через патрубок 3 Если воду для охлаждения пара забира ют из реки , подают в конденсатор , а зат ем сбрасывают в реку , то такую систему водо снабжения называют пр ямоточной. Если воды в реке не хватает , то сооружают искусственный водоём . С одной с тороны пруда вода подаётся в конденсатор , а в другую сторону пруда сбрасывае т ся нагретая в конденсаторе вода. В замкнутых системах водоснабжения для охлаждени я воды , нагретой в конденсаторе , сооружают градирни – специальные устройства , высотой о коло 50 метров . Вода вытекает струйками из о тверстий лотков , разбрызгивается и стекая вни з , охлаждается . Внизу расположен резервуар , где вода собирается и зате м ци р куляционными нас осами ЦН опять п одаётся в конденсатор. 3. Схема снабжения котлов газом . Подготовка к сжиганию газ о образного топлива. Природный газ – высокоэффективны й вид топлива . Высокая теплота сгор а ния , практическое отс утствие в нём серы и золы пр едопр еделяет его использование прежде всего бытовы ми потребителями , отопительными котельными , а также пр о мышленны ми предприятиями , расположенными вблизи городов и на городских ТЭЦ. Схема снабжен ия котлов (парогенератора ) газом На схеме обозначены : 1. Трубопровод ; 2. Дросселирующий клапан ; 3. Газовые магистрали ; 4. Клапан ; 5. Диафр агма ; 6. Горелки ; Поступающий по трубопроводам 1 газ дросселируется с помощью клапанов 2 до давления 0,,3 МПа. В случае резкого сужения сече ния трубопровода происходит увеличение скорости за счёт падения давления , как при ист ечении через сопло . Ес ли затем с е чение трубопровода резко увеличить , то в результате трения и завихрения потока скорость гасится и переходит в тепло , а начальное давление н е восстанавливается . Этот процесс называется дросселированием. Дросселирование применяется для р егулирован ия и для снижения давления. Затем газ поступает в газовые магистр али котельной 3 , о т которых подв о дится к парогенератору . На подводящих к котлу трубопроводах помимо отключ а ющей задвижки устана вливают клапан 4 , регулирующий подачу газа к котлу и ди а фрагма 5 для замера расхода газ а . В пределах парогенератора имеется разводка газа к каждой горелке 6 . На тепловых электрических станциях устана вливаются котлы большой п а ропроизводительности , оборудованные камер ными топками. В камерных топках сжигают газообразное топливо без всякой подготовки. При сжигании газообразного топлива имеют место лишь две стадии – под о грев и сгорание . Первичное смесеобразование газа и воздуха осу ществляется с п о мощью горелок , в которых организуется закручивание потока воздуха . Восплам е нен ие газа происходи т на поверхности газовой струи и затем распространяется на весь поток. 4. Влияние ТЭЦ на окружающую среду. Из всех , существующих на нынеш ний день видов электростанций тепловые станци и , работающие на органическ ом топливе , более всего загрязняют атмосферу . Объёмы загр язнения окружающей среды и вид загрязнения зависят от типа и мо щ ности станций. Результатом работы тепловых станций является загрязнение атмосферы у г лекислотой , выделяющейся при сжигании топлива , оки сью углерода , ок ислами с е ры , у глеводородами , окислами азота , огромными количеств ами твёрдых частиц (з о ла ) и другими вредными веществами . Кроме того происходит значительное тепл о вое загрязнение водо ёмов при сбрасывании в них тёплой воды. Увеличение количес тва углекислоты в атмосфере Земли ведёт к возникнов е нию так называемого «парникового эффекта» . Углекислый газ поглощ ает длинн о волново е излучение нагретой поверхности Земли , нагре вается и тем самым спосо б ствует сохранению на ней тепл а . Увеличение доли углек ислого газа в атмосфере может привести к повышению на несколько градусов температуры низких слоёв атмосферы , а это в свою очередь , может привести к таянию ледников Гренландии и Антарктиды и затоплению части суши. Наряду с увеличением содержания углекис лог о газа , происходит уменьш е ние доли кислорода в атмосфере , который расходуется на сжигание топлива на тепловых станциях. Вредное воздействие на животный и ра стительный мир оказывает загрязн е ние атмосферы окисью сер ы . Наибольшее загрязнение атмосферы серой приходи т ся как раз на долю электростанций и отопительны х установок. Вредное воздействие окиси углерода на человека и животных состоит в том , что она , соединяясь с гемоглобином крови , оче нь быстро лишает организм кисл о рода. Станции , работающие на угле по тр ебляют его в больших количествах и больше всего выбрасывают загрязняющих атмосферу вещ еств . Выбросы в атмосф е ру зависят от качества сжигаемого угля. Сбросы горячей воды в водоёмы и повышение вследствие этого их темпер а туры приводят к нарушению экологиче ского равновесия , установи вшегося в ест е ственных условиях , что неблагоприятно вли яет на флору и фауну . Тепловое загря з нение водоёмов мо жет быть уменьшено с переходом на замкнут ые циклы испол ь зования воды. Таким образом мы видим , что влияние ТЭЦ на биосфер у огромно и неблаг о приятно . Но не смотря на это пока тепловые электростанции и теплоэлектроцентр а ли остаются преобладающими при производст ве электроэнергии и тепла для нужд челове ка. 5. Т ехнологическая схема КЭС . Назначение к ажд ого элемента схемы . Основные особенности КЭС. К – котёл (парогенератор ) предназначен дл я получения пара из питательной воды ; ПН – питательный насос – для подачи питательной воды в котёл ; ДВ – дутьевой вентилятор – для подачи воздуха в топку котла , для поддерживания процесса гор ения ; Д – дымосос – для удаления дымовых газов из котла ; БН – багерный насос – для удаления золы и шлака из котла ; ПП – пароперегрев атель – для получения пара высоких парам етров ; Т – паровая турбина ; Г – электрический генератор – для выработки электроэнергии ; Кр – конденсатор для охлаждения пара ; ЦН – циркуляционн ый насос – для подачи воды в конденс атор ; КН – конденсатный насос – для удаления конденсата из конденсатора ; Да – деаэратор – для у даления газов из конденсата ; для восполнения потерь туда же подаётся химически очищенная вода ; Т – повышающий трансформатор ; РУ ВН – распр еделительное устройство высокого напряжения (110 кВ и выше ) ТСН – трансформат ор собственных нужд ; РУ СН – распр еделите льное устройство собственных нужд – для электропитания двигателей и освещения ; Конденсационные электрические станции КЭС – это тепловые паротурби н ные электростанции , в которых теплота , выделяющаяся при сжигании органическ о го топлива превр ащается сначала в механическую энергию , а затем в электрич е скую. Характерный пр изнак КЭС – отработанный в турбине пар не используется для нестанционных нужд , а подвергается охлаждению (конденсации ) в специал ь ных устройствах – конденсаторах , после чего направляется обратно в котёл . Для работы КЭС тр ебуется большое количество воды . Поэтому стро ят их вблизи водо ё мов . В качестве топлива на конденс ационных электрических станциях используется уго ль , нефть или природный газ. Твёрдое топлив о (уголь ) сначала дробится специальными д робилками , затем подсушивается и размельч ается до пылевидного состояния специальными м ельн и цами . Угольна я пыль вместе с воздушным потоком подаётс я в топку котла дуть е вым вентилятором ДВ для лучшего сгорания топлива. Продукты сгорания топлива (дымовые газы ) пройдя золоуловители с пом о щью дымососа Д выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу. Теплота , получаемая при сжигании топлива , используется для получения п а ра . Пар из котла (паро генератора ) подаётся в пароперегреватель ПП , где его пар а метры (темпера тур а и давление ) доводятся до необходимых вел ичин , а затем по п а ропроводу поступает на рабочие лоп атки паровой турбины Т . Если между рабочими лопатками турбины не происходит расширения пара , то есть давление пара не меняется , то такая турбин а называется а ктивной . У реактивной турбины происходит расширение пара , проходящего через к а налы рабочих лопаток . В зависимости от показат елей расширения пара турбины х а рактеризуются степенями реак тивности . Сейчас турбины выполняют многоступе н чатыми , причём в одной тур бине могут быть как акт ивные , так и реактивные (с ра з ной степенью реактивности ) ступени. В турбине энергия пара преобразуется в механическую энергию вращения ротора ген ератора Г , вырабатыва ющего электрическую энергию. Отработавший в турбине пар после свое го расширения от начального давл е ния на входе турбины – 30 МПа до конечного на выходе 0,0035 МПа поступает в конденсатор турбины Кр , где превращается в воду – кон денсат , который конде н сатным насосом КН откачивается и проходит через деаэрато р Да . Там из вод ы уд а л яются газы и к ней добавляется химически очищенная вода , чтобы восполнить п о тери . После чего вода вновь подаётся в котёл , и затем ц икл превращения воды п о вторяется. Система технического водоснабжения КЭС вк лючает в себя источник вод о снабжения ( водоём ) , циркуляционные насосы ЦН , которыми охлажд ающая вода из водоёма подаётся в конденса тор , а также подводящие и отводящие водово ды. Основные особенности КЭС : 1. Строится по в озможности ближе к месторождениям топлива. 2. Работает по своб одному графику выраб отки электроэнергии ( график выработки не зависит от теплового потребления ). 3. Низкоманёвренные – разворот турбин и набор нагрузки из холодного состояния требует 3-10 часов ). 4. Выработанная электр оэнергия отдаётся в электрические сети пов ы шенных напряжени й 110 – 750 кВ. 5. Имеют сравнительно низкий КПД : 30 – 40 %, максимум 42 %. ЛИТЕРАТУРА : 1. Гиршфельд В.Я ., К ароль Л.А . «Общий курс электростанций» . М . Э нергия 1976 г. 2. Поярков К.М . «Эле ктрические станции , подстанции , линии и сети» . М . Высшая школа 1983 г. 3. Веников В.А ., Путя тин Е.В . «Введение в специальность» Электроэне ргетика . Высшая школа 1988 г.
© Рефератбанк, 2002 - 2017