Лекция Кіріспе. Электростанциялар және олардың мақсаты

2 Қуат резервтері

3 Блоктар мен агрегаттардың жұмыстарының сенімділік бағасы.

4 Қуат резервтерін таңдау

5 Электростанциядағы негізгі қондырғыны таңдау
1 Электрстанциядағы қуатты таңдау

Әрбір электрстанция барлық турбогенераторлардың номиналды қуатының суммасымен бекітілген қуатпен сипатталады. Жаңадан немесе қайтадан тұрғызылған электрстанциялар үшін жалпымемлекеттік жоспарға сай халықтық шаруашылықтың дамуына өндірістік дамушы аудандардағы бекітілген қуатпен сипатталады.

КЭС, ЖЭО, АЭС немесе АЖЭО қуатты таңдау негізі ретінде энергияны қолданудың суммарлы жүктемесі болады. Қуатты бағалау кезінде келесі факторлар орын алады: күн және ай жылдарында жүктеудің әртүрлігі; электрстанцияның жұмыс істеу шарты (жекешелендірілген немесе жүйеде); жоспарлы жөндеу жұмыстар мен апатты жағдайда қуат резервінің болуы; тордағы қуат жоғалту және механизмнің жетегінің өзіне керектісіне қуатты жұмсауы.

Тұтынушыларға айлық және күндік жүктеме тұрақты емес. Ең жоғарғы жүктеме кешке, ал ең төменгі түнде болады. Жүктеме қыс мезгілінде жаз мезгілінен қарағанда көбірек. Қыстың суық айындағы ең жоғарғы жүктемесі электрстанцияның жұмыс қуатына тең. ЖЭО және АЖЭО электрлік қуатын бағалағанда ыстық су мен буды тұтынудың жылулық жүктемесіне көңіл бөлінеді.

Жыл бойы электрліктен қарағанда жылулық жүктеме жылдам өзгереді. Осыған байланысты ЖЭО жұмыс қуатын жылулық жүктеменің ең жоғарғы нүктесін таңдамайды, ал турбинадағы таңдау толық жүктемедегі аралық оның мағынасына ие. Жылулық жүктеменің қалған бөлігі су қыздырғыш қазандықтардың ең жоғарғы жағдайымен белгіленеді.

Өзіне қажетті электрэнергияның шығыны электрстанция типіне, жылулық сұлбасына, отынның сапасы мен түріне, бу параметрлері, сумен жабдықтау жүйесінің типіне және қосалқы құралдардың көлемі мен қуатына байланысты. Әртүрлі электрстанциялардың шығыны (4÷10) % жұмыс қуатын құрады.

Жылулық және электрлік торлардағы қуат шығыны энергия сапасына – электрлік тоқтың кернеуі мен бу мен ыстық су параметріне тәуелді болады. Электрстанция қуатын таңдау кезінде қуат суммасы N_C.H + N_ПС деп қабылдап, 7% жұмыс қуатына тең болады. Құрылғы мен құрылыс орны таңдалған соң екі өлшемде дәл мәліметтерді ескерумен анықталады.
2 Қуат резервтері

ЖЭС қуатын бағалау кезінде кейбір резервтерді анықтау қажет, олар апатты жағдай мен жоспарлы жөндеу жұмыстар кезінде құрылғылар жұмысын тоқтатқан кезде тұтынушыға сенімді энергия үнемдеуді қамтамасыз етеді. Жөндеу жұмыстар резерві мен апатты резервтер қосымша қуатқа ие. Жұмыс пен апатты жағдайдағы қуат суммасы электрстанциялардың қуатына тең, ал жөндеу резервтерінің қуаттың суммасы бекітілген қуатқа тең:

(1)

Жекешелендірген электрстанцияларда үлкен қуат резерві қажет. Біріккен энергия жүйесіндегі электрстанциялар үшін әрқайсысына жеке емес, керісінше, жалпы жүйе үшін есептейді. Әдетте энергия жүйесі әртүрлі электрстанция типінен тұрады.

Үлкен уақыт белдеулерін алып жатқан ірі энергия жүйесінде кешкі максималды жүктеу кезі әртүрлі болуымен ерекшелінеді. Табиғи қуат резерві пайда болғанда апатты резерв ретінде қолданылады. Жүйеге электрстанцияларды біріктіру кезінде және жүйені ірілендіру кезінде қайтадан құрылған электрстанциялардың қуатын ұлғайту керек, ол бір нүктедегі энергия концентрациясының біріккендігімен ерекшелінеді. Электрстанция қуаты сонымен қатар қоршаған ортаға зиянды заттарды шығару және су ресурстардың жеткілікті болмауынан шектелуі мүмкін. Атмосфераны ластау сонымен қатар жағылатын отынның сапасына да тәуелді.
3 Блоктар мен агрегаттардың жұмыстарының сенімділік бағасы.

Жыл көлемінде агрегат немесе блок біраз уақыт жұмыс істемейді. Жұмыс емес уақыт жоспарлы, жөндеу жұмыстарын өткізу, және жоспардан тыс, апатты тоқтау әсерінен болады. Әрбір электрстанцияда апатты жағдайды есепке алады, ол министрлікке апатты жағдай статистикасы ретінде барады. Статистикалық мәліметтер сенімділік, апаттық және дайын болу коэффициентін анықтауға көмектеседі.

(2)

(3)

(4)

(5)

4 Қуат резервтерін таңдау

Жоғарыдағы коэффициенттерге сүйене отырып, электрстанцяның жылдық жұмыс сапасын бағалауға болады. ЖЭС және АЭС заманауи блоктардың сенімділік пен дайын болуы бу қазандықтарының жұмысы мен жағдайы, ПГ, реактор мен турбинаға тәуелді.

Сенімділік пен апаттық жағдай туралы статикалық мәліметтер электрстанциялар мен энергия жүйелердегі жобалау кезіндегі агрегаттар мен блоктардың қуат резервін бағалауға көмектеседі. Резервтер екі түрде туады: блок пен бірнеше агрегаттарды жүктемеге жеткізбей және тоқтаған кездегі бірнеше агрегаттар мен блоктардың болуы, бірақ қосуға толықтай (суық резерв) дайын.

Электрстанциялар мен энергия жүйелердегі резервтер минималды кезде таңдалынады. Резервтердің жетіспеушілігінен және блок пен агрегаттарды қажетті кезде тоқтату кезінде тұтынушыға энергия жетпей қалуы мүмкін.
Ең қарапайым орнатылатын жөндеу резерві болып табылады. Жөндеу жұмысын жоспарлағанда жыл бойы қолданылған резерв блок пен агрегаттардың жөндеу жұмыстарының қосылған қуатына тең болуы керек. Резерв кей жағдайда мүлдем қолданбауы мүмкін, егер жөндеу жұмыстары жүктеме ең аз кезеңде жасалынса, онда қолданылмайды.

Апаттық резервтің қуаты екі өлшемге негізделеді: қосымша қуаттың жылдық есептік шығыны мен тұтынушыға энергияның жетпей қалудың жылдық шығыны.

ЖЭС және АЭС негізгі құрылғылары бу қазандықтары, ПГ, реакторлар, турбиналар, генераторлар, трансформаторлар. Біздің елде шығаратын сериялық агрегаттар келесі стандартқа сай болуы керек: қуат, бу параметрі, өнімділік, кернеу және тоқ күші және т.б. Көп жағдайда стандартты агрегат таңдалынады, ал стандартты емес өзінің жоспарлау мен негізіне кеткен шығынды ақтаса ғана таңдалынады.

Электрстанцияның жылулық сұлбасы агрегат таңдауда үлкен рөл атқарады. Ірі энергожүйеге кіретін конденсациялық ЖЭС-да аралық бу қызыдыратын блоктік сұлба қолданылады. АЭС негізгі құрылғылар ретінде блоктар қолданылады, бірақ блоқ сұлбасы әртүрлі болады. Біздің елде бір контурлы және екі контурлы сұлбалар қолданылады. Әрбір сұлба белгілі бір реактор типіне байланысты болады.

Блоктік ЖЭС үшін негізгі құрылғылар таңдау кезінде блоктарға көп көңіл бөлінеді. Блоктік емес ЖЭС әрбір агрегатқа жеке таңдалынады. Алғашында жылулық агрегат (қазандықтар мен турбиналар), сосын электрлік (генераторлар мен трансформаторлар).

Бу қазандықтары. Бу қазандықтарын таңдау кезінде келесі сипаттамалар бойынша таңдалады: отын түрі, бу параметрі, өнімділік, техникалық және компоновкалық сұлба, шлакты жою әдістері, үлкен өлшемдер. Бірінші блокта қуат 200 МВт, сосын одан аз қуаттыларға екі корпусты бу қазандықтары орнатылады. Қазіргі кезде әртүрлі қуатты блоктарға жеке сериялық бір корпусты бу қазандықтары қолданылады.

Бу қазандық отын түріне сай болуы керек. Кең тараған отындарға (қазбалы көмір, газ, мазут, фрезторф) П және Т түрдегі компоновтік және отындық камера қазандықтары қолданылады. Жеңіл ағатын күл (Т_а ≤ 1250 °С) үшін сұйық күл жоятын қазандықтар алынады.

Жаңа және стандартты емес отын түріне жақын қазандықтар таңдалынады. Содан кейін жылулық есептемені анықтау үшін техникалық-экономикалық көрсеткіштер алынады.

Қазандықтан шыққан кездегі бу параметрі турбинадан қарағанда аз болуы керек, ал бу жеткізу кезіндегі шығын: қысым бойынша (МПа) (4÷9) %, ал температура (°С) (1÷2) %.

Блоктік сұлбалар үшін шығын аз болады. ЖЭС барабанды немесе тураағынды қазандықтар орнатылады. Егер ЖЭС бу қысымы 17 МПа болса, онда барабанды бу қазандықтары, ал жоғары қысым кезінде тураағынды қазандықтар орнатылады. Табиғи айналым сенімділікті тек қана 17 МПа жоғары болмаған кезде ғана қамтамасыз етеді. Барабанды қазандықтар қоректік су сапасына тәуелд емес. Сондықтан оны теңіздік сумен қамтамасыз ету ЖЭС кеңінен қолданылады.

Блоктік ЖЭС резервті қазандықтар орнатылмайды. ЖЭС резерв ретінде су жылытатын қазандықтар қолданылады.

Су жылытатын қазандықтар қуаты мынаған тең:

(6)

(7)

Бу генераторлары екі немесе үш контурлы АЭС орнатылады. Олар тік немесе көлденең типті құбырлы жылуалмастырғыш орнатылады. Құрылыс типі бу параметрі мен сапасына тікелей байланысты.

Көлденең ПГ құбырлы жүйе жалпы оның 50 % сыйымдылығын алады. АЭС көбінесе көлденең ПГ қолданылады.

Тік ПГ құбырлы жүйе жалпы оның 95 % сыйымдылығын алады.

Вертикальные ПГ целесообразно применять на АЭС с высокими параметрами пара и большой тепловой мощностью циркуляционных петель, когда наряду с большой производительностью нужно обеспечить высокое качество вырабатываемого пара. В некоторых случаях выбор типа ПГ может быть поставлен в зависимость от располагаемой площади для их установки. .

ПГ реакторлық қондырғының саны айналыс санына тәуелді, ал жылулық қуат пен бу өнімділігі – жылулық айналыс қуатына тәуелді. Резервті ПГ орнатылмайды.

ПГ сериялық АЭС блокті жеткізу кіреді, сондықтан АЭС оның құрылысын жоспарламайды.

Турбиналар мен генераторлар. Блоктік КЭС турбина қуаты блок қуатына сай болуы керек, ал оның саны – электрстанция белгіленген қуатқа сай болу керек. Заманауи блоктарда конденсациялық турбина қуаты 150, 200, 300, 500 және 800 МВт болады.

АЭС турбина типі блок сұлбасына тәуелді болады. Бір және екі контурлы сұлбалар РБМК және ВВЭР реакторларымен 220 және 500 МВт қуаты бар қаныққан бу турбиналары қолданылады.

1000 МВт қуатқа ие турбина салынуда. Турбина типі жылулық жүктемеге тәуелді болып келеді.

2 Электрстанцияның бекітілген қуаты қалай анықталады?

3 Қуат резервінің түрлері қандай?

4 Сенімділік коэффициенті қалай анықталады?

5 Апаттық коэффициенті қалай анықталады?

6 Дайын болу коэффициенті қалай анықталады?

7 Қуат резерві қалай таңдалынады?

8 Бу қазандықтарын қалай таңдайды?

9 Бу генераторларын қалай таңдайды?

10 Генераторлар мен турбина қалай таңдайды?

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.