- •I. Общие вопросы тэс и аэс
- •1. Каковы основные требования к работе тепловых и атомных электростанций?
- •2. Какие электрические и тепловые нагрузки могут покрываться тепловыми и атомными электростанциями? Какие существуют графики электрических и тепловых нагрузок?
- •3. Какие существуют показатели режимов производства и потребления электрической и тепловой энергии?
- •4. Каковы возможность и целесообразность аккумулирования электрической и тепловой энергии?
- •5. Какие существуют тепловые электростанции по виду используемой первичной природной энергии и по типу двигателя?
- •6. Как классифицируются тэс по виду опускаемой энергии и по установленной электрической мощности? Что такое грэс? к какому типу электростанций по виду отпускаемой энергии относятся аэс?
- •7. Как классифицируются электростанции по степени загрузки? к какому типу электростанций по этому признаку относятся грэс, тэц, аэс, гэс?
- •8. Как классифицируются тэс по начальным параметрам водяного пара? к какому типу электростанций по этому признаку могут относиться грэс, тэц, аэс?
- •9. Чем отличаются блочные и неблочные (с поперечными связями) тепловые схемы тэс? Каковы их достоинства и недостатки? Как выбирается структура тепловой схемы электростанции?
- •II. Технологическая схема электростанции
- •10. Что такое технологическая схема тэс? Что включает в себя технологическая схема пылеугольной тэс? Какое оборудование тэс и аэс считается основным, а какое вспомогательным?
- •11. Как происходит процесс преобразования энергии на тэс, работающей на органическом топливе?
- •12. Как осуществляется подготовка топлива на электростанциях, работающих на угле, мазуте, природном газе, и на аэс?
- •13. Каково назначение дутьевого вентилятора, регенеративного воздухоподогревателя, дымососа, золоуловителя, дымовой трубы? Как производится золошлакоудаление на пылеугольной тэс?
- •III. Показатели тепловой экономичности
- •14. Какие потери энергии учитывает термический кпд цикла рабочего тела? Каковы основные способы повышения термического кпд цикла?
- •16. Какие потери энергии учитывает кпд тепловой электростанции в целом? Чем отличаются кпд станции брутто и нетто?
- •17. Что такое условное топливо? Введите понятия: удельный расход пара на турбину, удельный расход теплоты на турбоустановку, удельный расход условного топлива электростанции.
- •IV. Выбор начальных и конечных параметров пара
- •19. Как выбираются начальные параметры пара на тэс, чем они ограничены? Что такое равнопрочные начальные параметры пара? Каковы начальные параметры пара в отечественной теплоэнергетике?
- •21. Какие факторы влияют на выбор конечных параметров пара? Что такое кратность охлаждения в конденсаторе? Каково конечное давление пара на тэс и аэс?
- •22. Какие существуют способы расширения действующих электростанций турбоустановками высоких параметров? Каковы достоинства и недостатки этих способов?
- •V. Промежуточный перегрев пара
- •23. Каково назначение промежуточного перегрева пара? Как он осуществляется на тэс и аэс? Сравните эффективность промперегрева на кэс и тэц.
- •24. Как выбирается количество ступеней и давление промперегрева? Почему давление промперегрева на тэц желательно иметь выше, чем на кэс?
- •VI. Регенеративный подогрев питательной воды
- •25. Каково назначение системы регенеративного подогрева питательной воды? Как выбирается количество ступеней подогрева?
- •26. Как распределяется суммарный подогрев между ступенями? Как определяется оптимальная температура питательной воды парогенератора?
- •27. Каковы достоинства и недостатки регенеративных подогревателей смешивающего и поверхностного типов? Как определяется расход отборного пара в них и оптимальная величина недогрева?
- •28. Что такое коэффициент недовыработки мощности паром отбора? Как определяется расход свежего пара на турбоустановку с регенеративным подогревом питательной воды?
- •29. Каково влияние регенеративного подогрева на конечную влажность пара? Как влияет промперегрев пара на эффективность регенерации? Сравните эффективность регенерации на кэс и тэц.
- •30. Какие бывают схемы вывода дренажей регенеративных подогревателей? Каково назначение охладителей дренажа и пароохладителей?
- •VII. Восполнение потерь пара и конденсата
- •32. Какие внутристанционные и внешние потери пара и конденсата имеют место на тэс и аэс? Сравните потери рабочего тела на кэс и тэц.
- •33. Какие существуют методы подготовки добавочной воды? Каковы назначение и принцип действия расширителей, испарителей и паропреобразователей?
- •VIII. Конденсационные установки
- •34. Каковы назначение и состав конденсационной установки? Как выбираются конденсатные насосы?
- •35. Каковы назначение и принцип действия эжектора? Почему на тэс и аэс предусматриваются пусковые эжекторы наряду с основными?
- •IX. Системы технического водоснабжения
- •36. Каковы назначение и структура системы технического водоснабжения? Для каких целей используется техническая вода на тэс и аэс?
- •X. Деаэрационно-питательные установки
- •38. Каково назначение деаэрации на тэс и аэс? Опишите пути поступления газов в пароводяной контур. Каково воздействие растворенных в воде газов на работоспособность оборудования?
- •39. Какие существуют способы деаэрации воды? Каков принцип действия деаэраторов тэс и аэс?
- •40. Приведите классификацию деаэраторов. Каковы условия применимости бездеаэраторных схем?
- •41. Каково назначение питательной установки? Зачем устанавливается бустерный насос? Каковы возможные схемы включения питательных насосов?
- •XI. Отпуск тепловой энергии внешним потребителям
- •43. Как определяется присоединенная тепловая нагрузка электростанции? Приведите классификацию систем теплоснабжения.
- •44. Каковы назначение и состав сетевой подогревательной установки? Какие параметры прямой и обратной сетевой воды могут иметь системы теплоснабжения?
- •XII. Трубопроводы и арматура
- •XIII. Энергетические характеристики оборудования
- •47. Что такое паровая и тепловая характеристика турбоустановки? Какими энергетическими потерями обусловлен расход пара на холостой ход турбины, что такое коэффициент холостого хода?
- •48. Введите следующие понятия: номинальная, нормальная, располагаемая, рабочая, максимальная мощность агрегата. Почему номинальная мощность, как правило, превосходит располагаемую и нормальную?
- •49. Для чего строятся диаграммы режимов турбоустановок? Как ими пользоваться? Что такое конденсационный хвост турбины, зачем нужен вентиляционный пропуск пара в конденсатор?
- •XIV. Выбор мощности электростанций и энергоблоков
- •50. Как выбирается мощность электростанции в целом и мощность отдельных турбоагрегатов? Чем ограничена максимальная мощность тэс и аэс?
- •51. Что представляют собой скрытый и явный резерв мощности? Что такое станционная, электросетевая, теплосетевая, системная авария? Как оценивается надежность оборудования?
- •XV. Выбор места строительства тэс и аэс
- •52. Каковы основные требования к месту строительства электростанции? Каковы особенности выбора места строительства аэс? Что такое роза ветров в районе размещения станции?
- •53. Какие изыскания проводятся при определении возможных площадок строительства тэс и аэс? Как принимается окончательное решение о выборе места строительства электростанции?
- •XVI. Генеральный план электростанции
- •54. Что такое генеральный план электростанции? Что показывается на генеральном плане?
- •55. Каков порядок составления генерального плана тэс и аэс? Каковы основные требования к генеральному плану?
- •56. Какие количественные показатели характеризуют совершенство генерального плана? Каковы особенности генерального плана тэц? Каковы особенности генерального плана аэс?
- •XVII. Компоновка главного здания тэс и аэс
- •58. Как решается вопрос о продольном или поперечном расположении турбин в машинном зале? Каковы достоинства и недостатки бокового и подвального расположения конденсаторов турбин?
- •XVIII. Тепловые схемы электростанций
- •59. Чем отличаются принципиальные и развернутые тепловые схемы, что на них показывается? Какова цель расчета принципиальной тепловой схемы турбоустановки?
- •60. Какие условные обозначения используются на тепловых схемах тэс и аэс?
- •Условные обозначения на тепловых схемах [7]
- •Перечень сокращений
- •Литература
7. Как классифицируются электростанции по степени загрузки? к какому типу электростанций по этому признаку относятся грэс, тэц, аэс, гэс?
По степени загрузки электростанции или энергоблоки могут быть:
- базовыми (число часов использования установленной мощности составляет 6000-7500 часов в год);
- полубазовыми (4000-6000);
- полупиковыми (2000-4000);
- пиковыми (до 2000 часов в год).
АЭС покрывают базовую электрическую нагрузку, для чего имеется ряд причин.
Во-первых, удельные капитальные затраты на строительство АЭС существенно превышают этот показатель для ТЭС на органическом топливе. Это требует максимальной загрузки оборудования для обеспечения конкурентоспособности атомной энергетики.
Во-вторых, изменения мощности реактора могут привести к перерасходу ядерного топлива в связи с повышенным отравлением ксеноном (Хе) при переменных нейтронных потоках.
Дело в том, что изотоп Хе-135 (с массовым числом 135) имеет аномально высокую способность поглощать нейтроны, что уменьшает долю нейтронов, вызывающих деление ядер урана.
Более того, при значительном быстром падении мощности реактор может попасть в так называемую «иодную яму». Это явление связано с ростом концентрации Хе-135. Он появляется в активной зоне реактора вследствие радиоактивного распада иода (J), который, в свою очередь, образуется из теллура (Te), составляющего несколько процентов от всех осколков деления урана.
Периоды полураспада Te, J и Хе составляют примерно 2 минуты, 10 и 13 часов соответственно (период полураспада – это время, за которое самопроизвольно претерпевает радиоактивный распад 50% вещества).
Отсюда видно, что при резком сбросе мощности, а, значит, и уменьшении нейтронного потока накопление Хе-135 из иода будет все равно интенсивно продолжаться еще несколько десятков часов. При этом выгорание ксенона в нейтронном поле (с превращением Хе-135 в Хе-136, не являющийся «отравителем») значительно уменьшится, поскольку оно зависит от плотности потока нейтронов.
Следовательно, до возвращения реактора на прежнюю мощность эксплуатационный персонал будет вынужден переждать несколько суток, в течение которых произойдет естественный распад Хе-135, т.е. реактор самостоятельно выйдет из «иодной ямы». Можно и не ждать, а начать подъем из активной зоны регулирующих стержней с борным поглотителем, что компенсирует ксенонное отравление, - но это означает повышенный расход ядерного топлива.
Гидроэлектростанции (ГЭС) работают, как правило, в пиковом режиме. Такую возможность ГЭС получают за счет накопления воды в водохранилище перед плотиной в периоды спада нагрузки. Наличие ГЭС в энергосистеме позволяет более рационально использовать электростанции других типов при постоянно изменяющихся электрических нагрузках.
ГРЭС могут покрывать различные нагрузки. Энергоблоки мощных ГРЭС целесообразно использовать преимущественно в базовом режиме. Для покрытия пиковых нагрузок могут предусматриваться отдельные агрегаты с повышенной маневренностью (с ускоренным пуском и набором мощности). Режимы работы ГРЭС во многом зависят от состава электрогенерирующих мощностей в энергосистеме и характера электрической нагрузки в регионе. Например, некоторые сибирские ГРЭС могут работать практически постоянно в базовом режиме, т.к. в Сибири, с одной стороны, имеются мощные гидроэлектростанции для покрытия пиковых нагрузок, а, с другой стороны, расположены крупные энергоемкие предприятия с непрерывным круглосуточным циклом производства, например, алюминиевые заводы.
Величина текущей электрической нагрузки ТЭЦ зависит от расхода пара в регулируемые отборы теплофикационных турбин, т.е. от текущего отпуска тепловой энергии. Нагрузку ТЭЦ по своему характеру можно назвать вынужденной, так как расход пара в отопительные отборы определяется температурой наружного воздуха.
ТЭС в целом и отдельные агрегаты на ТЭС, имеющие более высокие показатели тепловой экономичности, должны нагружаться больше.
В качестве примера рассмотрим состав энергосистемы Республики Татарстан. В ОАО «Татэнерго» входят:
- 2 ГРЭС (Заинская, Уруссинская);
- 6 действующих ТЭЦ (Казанские ТЭЦ-1, 2, 3; Нижнекамские ТЭЦ-1, 2; Набережно-Челнинская ТЭЦ) и 1 строящаяся (Елабужская);
- 1 ГЭС (Нижнекамская).
Кроме того, на территории Татарстана находится строительная площадка Татарской АЭС, строительство которой было остановлено.