27. Электроэнергетика. Общая классификация электростанций.

-Относится к базовым отраслям промышленности, включает в себя совокупность под отраслей, обеспечивающих выработку и транспортировку электрической энергии. Широкое распространение электроэнергии объясняется ее специфическими свойствами:

1) способность превращаться во все другие виды энергии (тепл,механ,звуковую). 2) Способность относительно просто передаваться на большие расстояния и в больших количествах. 3) Огромные скорости протекания электромагнитных процессов. 4) Способность к дроблению энергии и изменению параметров(частота).

Основные потребители электроэнергии в России: а) топливная пром. 12%, б) черная металлургия 7,1%, в) Цветная металлургия 17 %, г) Химия и нефтехимия 5,4%,д) Машиностроение 6,5%, е) Деревообрабатывающая 1,8%, ж)Стройматериалы 2,1%, з) Легкая промышленность 0,8%, и) Пищевая 1,4%, к) С/Х 3,4%, л) Транспорт 11,5%, м) Строительство 0,9%, н) ЖКХ 14%, о) Прочие 13,5%.

Электроэнергия вырабатывается с испол.топлива(примерно): нефть(<10%),газ(35%), уголь(45%),атомное топливо(25%), биомасса,гидро-,геотермальн.(15%),ветер,солнечн.,

биотопливо(<5%)

Типы электростанций: Тепловые 67% - ЭС, вырабатывающая электрическую энергию за счет преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора. На размещение ТЭС оказывает топливный и потребительский фактор, наиболее мощные располагаются в местах добычи топлива. Потребительскую ориентацию имеют электростанции, использующие высококалорийное топливо.

Гидроэлектростанции 17,2 % - ЭС, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища. Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и в большие уклоны реки, благоприятствующие гидростроительству каньонообразные виды рельефа. Атомные 16% - ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определенной проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимыми работниками (персоналом).

Ветроэлектростанции (ВЭС) это специальные устройства, преобразующие энергию ветра в электрическую энергию.

Геотермальные электростанции теплоэлектростанция, преобразующая внутреннее тепло Земли (энергию горячих пароводяных источников) в электрическую энергию. В России 1-я геотермальная электростанция (Паужетская) мощностью 5 МВт пущена в 1966 на Камчатке

Солнечные электростанции (СЭС) Солнечные электростанции как способ производства электроэнергии целесообразно рассматривать в регионах, где солнечное излучение составляет 1900 кВт-ч и более на 1 м2 в год (в Европе: Испания, Италия, Греция)

28. Электроэнергетика.Аэс-виды и принцип работы. Достоинства и недостатки.Инновационнные направления деятельности.

Относится к базовым отраслям промышленности, включает в себя совокупность под отраслей, обеспечивающих выработку и транспортировку электрической энергии.

АЭС — ядер. установка для произ-ва энергии в задан. режимах и условиях применения, располаг-ся в пределах определенной проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимыми работниками.

По типу реакторов АЭС классиф-ся : -Реакторы на тепловых нейтронах, испол. спец. замедлители для увел-я вероятности поглощения нейтрона ядрами атомов топлива;

-Реакторы на легкой воде (Н20);-Реакторы на тяжёлой воде;-Реакторы на быстрых нейтронах(ядерный реактор, использующий для поддержания цепной ядерной реакции нейтроны с энергией > 105 эВ.);-Субкритич. реакторы, использующие внешние источники нейтронов;-Термоядерные реакторы;

По виду отпускаемой энергии: - АЭС, предназнач. для выработки только электроэнергии, - Атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ), вырабат. как электроэнергию, так и тепловую энергию.

Принцип работы атомной электростанции–В акт.зоне в резу-те протекания ядерной реакции выделяется огромное количество тепла –начальная тепловая энергия, преобразующаяся впоследствии в электрическую. Источ-м тепловой энергии в АЭС служит ядерный реактор, в котором протекает управляемая ядерная реакция. Сама реакция протекает по цепн. мех-му: деление одного ядра самопроизвольно вызывает деление других ядер. Цепная реакция сама себя поддерживает, и может длиться до полного распада всех ядер вещества. Упр-е сводится лишь к регулированию её скорости и мощности, а также к произвольной её остановке в случае необходимости. Тепло из реактора выводится при помощи определенных теплоносителей, которыми, в зависимости от типа АЭС, могут выступать вода (ВВР-водоводяной энергетический реактор(его принцип работы описан ниже, двухконтурный реактор мощность 1 МВт)или РБМК –реактор большой мощности канального типа(с одним водяным контуром, мощность до 10МВт), металлический натрий (Реактор БН-быстрый натриевый реактор)литий, плюмбум или некоторые газы. Они отбирают в активной зоне тепло, и переносят его в специальные теплообменники, попутно охлаждая реактор. Компенсатор давления представляет собой слож. конструкцию, кот. служит для выравнивания колебаний давления во время работы реактора, возникающих за счёт теплового расширения теплоносителя. Давление в 1-м контуре может доходить до 160 атмосфер,температура теплосносителя до 1200С. Эта система называется первым контуром.Далее вступает в действие так называемый второй контур АЭС. В парагенераторе нагревается вода, образующийся в результате этого пар передается на лопасти турбины, которая через специальную систему приводит в действие генераторы, непосредственно вырабатывающие электричество. На выходе из турбин пар поступает в конденсатор, где охлаждается большим количеством воды, поступающим из водохранилища. В случае невозможности исп-я большого количества воды для конденсации пара, вместо использования водохранилища, вода может охлаждаться в градирнях. Для нагрева воды в 1 контуре используется энергия, получаемая при распаде ядер урана или плутония. Основное уранодобывающее предприятие наход. Восточной Сибири (93%),остальное на Украине, Сред.Азии

Достоинства атомных станций: Небольшой объём используемого топлива и возможность его повторного использования после переработки; Высокая единичная мощность: 1000—1600 МВт на энергоблок; Относительно низкая себестоимость энергии, особенно тепловой; Возможность размещения в регионах, расположенных вдали от крупных водноэнергетических ресурсов, крупных месторождений, в местах, где ограничены возможности для использования солнечной или ветряной электроэнергетики; Хотя при работе АЭС в атмосферу и выбрасывается некоторое количество ионизированного газа, однако обычная ТЭС вместе с дымом выводит ещё большее количество радиационных выбросов из-за естественного содержания радиоактивных элементов в каменном угле. Недостатки атомных станций: Облучённое топливо опасно: требует сложных, дорогих, длительных мер переработки и хранения; Нежелателен режим работы с переменной мощностью для реакторов, работающих на тепловых нейтронах; Для АЭС необходимо предусматривать особо тщательно процедуры ликвидации (из-за радиоактивности облученных конструкций) и особо длительное наблюдение отходов — по времени заметно большем, чем период самой эксплуатации АЭС.

Действующие АЭС(10шт):Балаковская(самая крупная),Белоярская,Билибинская, Волгодонская, Кольская,Курская,Ленинградская,Смоленская,Калининская,

Нововоронежская

Инновационные направления: 1) Разработка и внедрение реакторов на тепловых нейтронах . 2) Разработка реакторов на быстрых нейтронах. 3) Разработка реакторов выжигателей. 4) Развитие технологий термоядерного синтеза. 5) Развитие водородной энергетики. 6) Внедрение новых видов топлива: Топлив. брикетов, древесных пеллетов, биодизелей, синтез газа, этилового спирта 7)Разработки реакторных установок,в которых в 1 контуре тяжелый теплоноситель, во 2 – водный. 8)Концерн РосЭнергоАтом планирует построить плавующую станцию теплоэнергоснабжения,так же есть разработки малых станций,которые можно будет передвигать по ж/д путям.