Лекция Кіріспе. Электростанциялар және олардың мақсаты

2 Ядролық отындағы конденсациялы электрстанцияның сызбасы.

3 Жылуэлектрорталандыру сызбасы.
Қазіргі кезде органикалық отындағы үлкен қуатты конденсациялы электр станциялары көбінесе жоғарғы бу бастапқы параметрлері мен соңғысы төменгі қысымды (терең вакуум) болып салынуда. Бұл бірлік жұмыс істейтін электрэнергияның жылу шығының төмендетуге мүмкіншілік береді, себебі бастапқы параметрі жоғары Р₀ және t_a соңғы бу қысымы параметрі болған сайын ПӘК өседі.

Органикалық отындағы электрлік станциялар әрқашан қаныққан буды қолданады. Қызып кету температурасын буқайнатуы дайындау, турбинаның кейбір элементтеріне байланысты конструкциялық материалдарды таңдайды. Қазіргі кезде көбінесе турбина алдындағы бу қысымы 23,5 МПа кезінде бу температурасын 540⁰С тең деп алады.

АЭС кеңінен қаныққан бу пайдаланылады. Ол қайнаған буды пайдалану ядролық реакторда конструкциялық тұрғыдан қиындатылып кетуімен және үлкен шығынға алып келуімен түсіндіріледі. Және де АЭС отын (ядролық отын) бағасы салыстырмалы түрде қарапайым электрстанцияларының өнделген энергиясына шаққанда әлде қайта төмен. Сондықтан мұнда төмен бағалы электр энергия қондырғысы өндірісінде ПӘК төмен болуы экономикалық тұрғыдан ақталады.

АЭС сызбасы бірконтурлы, екіконтурлы және үшконтурлы болып келеді.

3 – сурет Бірконтурлы АЭС

4 – сурет Екіконтурлы сызба

2 Органикалық отында аралық қыздырусыз жұмыс істеу принципі?

3 Ядролық отында жұмыс істейтін электрстанцияның жұмыс істеу принципі?
Ұсынылатын әдебиеттер
1 Стерман Л.С. Тепловые и атомные электростанции – М.: МЭИ, 2000. – 395с.

2 Теплоэнергетика и теплотехника: Тепловые и атомные электрические станции: Справочник. Под общ. ред. чл.-корр. РАН Клименко А.В. и проф. Зорина В.М. – М.: Издательство МЭИ, 1999. – 522 с.

3 Рыжкин В. Я. Тепловые электрические станции. / Под ред. В. Я. Гиршфельда. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 328 с.

4 Маргулова Т.X. Атомные электрические стан­ции. – М.: Высшая школа, 1984.

2 Жылуэлектрорталығының жылулық үнемдеу көрсеткіштері.

Екі өнімді когенерациялық қондырғының электрлік және жылулық энергияны өндіруге жұмсалатын энергияның шығыны мына формуламен анықталады:

Q_e=Q₀·(E/E₀); Q_T=Q₀·(E₀-E)/E₀,

Мұнда E – электрлік энергияның фактілік өндіру; E₀ – электрлік энергияның теориялық өндіруі немесе қондырғыға кірердегі жұмысшы дененің максималды техникалық жұмысқа қабілеттілігі; Q – жылулық энергияның фактілік өндірісі; Q₀ – келетін энергияның фактілік шығыны; Q_e, Q_T – электрлік және жылулық энергияны алуға кететін энергия шығыны.

Қосарланған өндірісте электрлік және жылулық энергиясында отынның шығынын мына формула бойынша есептейді:

B_e=B·E/(E+ω·Q), (1)

B_T=B·ω·Q/(E+ω·Q). (2)

Электрлік және жылулық энергияның отынының меншікті шығынын мына формуламен анықтайды

b_e=B/(E+ω·Q), (3)

b_T=B·ω/(E+ω·Q)=b_e·ω. (4)

(1-4) формулалардағы ω коэффициенті жылудың термодинамикалық құндылығы коэффициентімен аталады. (4) формулада көріп отырғаңыныздай, келетін энергия шығынының бірдей бірлік электрлік және жылулық энергияны алу қатынасы.

Мұндай жағдайда жылудың құндылық коэффициенті мына формуламен анықталады:

ω = (η₀-η_e)/(1-η_e), (5)

мұнда η₀ – қосарланған өндірісі қондырғысының соңғы ПӘК; η_e – фактілік электрлік ПӘК.

Когенерациялық қондырғының соңғы ПӘК-інің мәнінен басқасының барлығы меншікті сипаттамалары ішкі немесе коммерциялық есептеу параметрлеріне жатқызылады.

Қосарланған өндірістің барлық қондырғылары отынды жағу арқылы ішкі немесе сыртқы жылуды алады. Ішкі жылуды алу қондырғыларына Ренкин циклымен жұмыс істейтін электрстанцияның бутурбиналары қондырғылары жатқызылады.

5 – сурет T-s диаграммасында газды двигательдің нағыз (1-2-3-4-1) және шектік (1-2’-3-4’’-1) циклы

Іштей жану қондырғыларының артық ПӘК мәні идеалдандырылған процестерді дайындау мен отынды жағу эффективтілігі былай анықталады:

η₀=E₀/Q₀, (6)

мұнда E₀ – отынды қоспа компоненттерінді аралық жанудағы энергияда максимал техникалық жұмыс өнімінің отынын жағу; Q₀ – жану реакциясының жылулық эффектісі.

Двигательдің тұрақты қысымда отынды жағудың максимал техникалық жұмысының мәні мына формуламен анықталады:

E₀=H₃-H₁-T₁·(S₃-S₁)-L_c. (7)

Бұл кезде отынды қоспаның алдын ала сығу жұмысы мына формуламен анықталады:

L_c=H₂-H₁⁰. (8)

Тұрақты көлемді отынды жағу двигателі үшін бұл шамалар мына формуламен анықталады:

E₀=U₃-U₁-T₁·(S₃-S₁)-L_c, (9)

L_c=U₂-U₁⁰. (10)

(7-10) формулаларында келесідегідей мәндер алынған: H, U, S – энтальпия, ішкі энергия және жұмысшы дененің энтропиясы (сәйкесінше отынды қоспа мен жану өнімдері). Төменгі индекстер 5-суреттегі жұмысшы циклдардың нүктелеріне сәйкес келеді. Жоғарғы индекс «0» отын қоспасының қосарланған күй компонеттеріне сәйкестендірілген (отын және ылғалды ауа).
Өзін өзі тексеру сұрақтары
1 ҚЭС жылулық үнемдеу немен сипатталады?

2 Абсолютті электрлік ПӘК қалай анықталады?

3 Станцияның ПӘК қалай анықталады?

4 Нетто ПӘК мен брутто ПӘК айырмашылығы неде?

5 Органикалық отынның меншікті шығыны қалай анықталады?

6 Ядролық отынның меншікті шығыны қалай анықталады?

7 Ядролық отынның жалпы шығыны қалай анықталады?

8 ЖЭО абсолютті электрлік ПӘК қалай анықталады?

9 ЖЭО ПӘК қалай анықталады?

10 ЖЭО органикалық отынның меншікті шығыны қалай анықталады?

2 Теплоэнергетика и теплотехника: Тепловые и атомные электрические станции: Справочник. Под общ. ред. чл.-корр. РАН Клименко А.В. и проф. Зорина В.М. – М.: Издательство МЭИ, 1999. – 522 с.

3 Рыжкин В. Я. Тепловые электрические станции. / Под ред. В. Я. Гиршфельда. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 328 с.

4 Маргулова Т.X. Атомные электрические стан­ции. – М.: Высшая школа, 1984.