Selle auruturbiini tiiviku labad on selgelt nähtavad.
Soojuselektrijaam (CHP) kasutab fossiilkütuste – kivisöe, nafta ja maagaasi – põletamisel vabanevat energiat vee muundamiseks kõrgsurveauruks. See aur, mille rõhk on umbes 240 kilogrammi ruutsentimeetri kohta ja temperatuur 524 °C (1000 °F), juhib turbiini. Turbiin keerutab generaatori sees hiiglaslikku magnetit, mis toodab elektrit.
Kaasaegsed soojuselektrijaamad muudavad umbes 40 protsenti kütuse põletamisel eralduvast soojusest elektriks, ülejäänu suunatakse keskkonda. Euroopas kasutavad paljud soojuselektrijaamad heitsoojust lähedalasuvate kodude ja ettevõtete kütmiseks. Soojuse ja elektri koostootmine suurendab elektrijaama energiatoodangut kuni 80 protsenti.
Auruturbiini tehas elektrigeneraatoriga
Tüüpiline auruturbiin sisaldab kahte labade rühma. Otse katlast tulev kõrgsurveaur siseneb turbiini vooluteele ja pöörab esimese labarühmaga tiivikuid. Seejärel kuumutatakse aur ülekuumendis ja see siseneb uuesti turbiini vooluteele, et pöörata tiivikuid teise rühma labadega, mis töötavad madalama aururõhuga.
Läbilõike vaade
Tüüpilist soojuselektrijaama (CHP) generaatorit juhib otse auruturbiin, mis pöörleb 3000 pööret minutis. Seda tüüpi generaatorites magnet, mida nimetatakse ka rootoriks, pöörleb, kuid mähised (staator) on paigal. Jahutussüsteem hoiab ära generaatori ülekuumenemise.
Elektri tootmine auru abil
Soojuselektrijaamas põleb kütus katlas, tekitades kõrge temperatuuriga leegi. Vesi läbib leegi läbi torude, kuumutatakse ja muutub kõrgsurveauruks. Aur pöörleb turbiini, tekitades mehaanilist energiat, mille generaator muundab elektriks. Pärast turbiinist väljumist siseneb aur kondensaatorisse, kus see peseb torusid külma jooksva veega ja muutub selle tulemusena uuesti vedelikuks.
Õli-, söe- või gaasikatel
Katla sees
Katel on täidetud keerukate kumerate torudega, millest läbib kuumutatud vesi. Torude keeruline konfiguratsioon võimaldab oluliselt suurendada veele ülekantava soojuse hulka ja selle tulemusena toota palju rohkem auru.
Soojuselektrijaam on elektrijaam, mis toodab elektrienergiat orgaanilise kütuse põlemisel vabaneva soojusenergia muundamise tulemusena (joonis E.1).
Seal on termilised auruturbiinelektrijaamad (TPES), gaasiturbiinelektrijaamad (GTPP) ja kombineeritud tsükliga elektrijaamad (CGPP). Vaatame TPES-i lähemalt.
Joonis D.1 TPP diagramm
TPES-is kasutatakse soojusenergiat aurugeneraatoris kõrgsurveveeauru tootmiseks, mis juhib elektrigeneraatori rootoriga ühendatud auruturbiini rootorit. Sellistes soojuselektrijaamades kasutatav kütus on kivisüsi, kütteõli, maagaas, pruunsüsi (pruunsüsi), turvas ja põlevkivi. Nende kasutegur ulatub 40%, võimsus – 3 GW. TPES-id, millel on elektrigeneraatorite ajamiks kondensatsiooniturbiinid ja mis ei kasuta heitgaasi auru soojust välistarbijate soojusenergia varustamiseks, nimetatakse kondensatsioonielektrijaamadeks (ametlik nimi Vene Föderatsioonis on osariigi elektrijaam ehk GRES). . GRES toodab umbes 2/3 soojuselektrijaamades toodetud elektrist.
Kütteturbiinidega varustatud ja heitgaasi auru soojust tööstus- või munitsipaaltarbijatele eraldavaid TPESe nimetatakse soojuse ja elektri koostootmisjaamadeks (CHP); need toodavad umbes 1/3 soojuselektrijaamades toodetud elektrist.
Tuntud on neli kivisöe tüüpi. Süsinikusisalduse ja seega ka kütteväärtuse suurenemise järjekorras on need liigid järjestatud järgmiselt: turvas, pruunsüsi, bituumen(rasv)süsi või kivisüsi ja antratsiit. Soojuselektrijaamade töös kasutatakse peamiselt kahte esimest tüüpi.
Kivisüsi ei ole keemiliselt puhas süsinik, see sisaldab ka anorgaanilist materjali (pruunsüsi sisaldab kuni 40% süsinikku), mis jääb pärast söe põlemist tuhana alles. Kivisüsi võib sisaldada väävlit, mõnikord raudsulfiidina ja mõnikord söe orgaaniliste komponentide osana. Kivisüsi sisaldab tavaliselt arseeni, seleeni ja radioaktiivseid elemente. Tegelikult osutub kivisüsi kõigist fossiilkütustest kõige räpasemaks.
Söe põletamisel tekib süsihappegaas, süsinikmonooksiid, aga ka suures koguses vääveloksiide, hõljuvaid osakesi ja lämmastikoksiide. Vääveloksiidid kahjustavad puid, erinevaid materjale ja avaldavad kahjulikku mõju inimestele.
Osakesi, mis eralduvad atmosfääri söe põletamisel elektrijaamades, nimetatakse lendtuhaks. Tuhaheitmeid kontrollitakse rangelt. Umbes 10% hõljuvatest osakestest satub tegelikult atmosfääri.
1000 MW söeelektrijaam põletab aastas 4-5 miljonit tonni kivisütt.
Kuna Altai territooriumil kivisöe kaevandamist ei toimu, eeldame, et see on toodud teistest piirkondadest ja selleks ehitatakse teid, muutes seeläbi loodusmaastikku.
LISA E
Aleksander Gilev
TPP eelised:
TPP puudused:
Näiteks :
Lae alla:
Eelvaade:
TEJ JA TUJJ VÕRDLUSED KESKKONNAPROBLEEMI PUHAST.
Lõpetatud: Gilev Aleksander, 11 “D” klass, föderaalse riigieelarvelise kõrghariduse õppeasutuse Dalrybvtuz lütseum
Teadusnõustaja:Kurnosenko Marina Vladimirovna, lütseumi kõrgeima kvalifikatsioonikategooria füüsikaõpetajaFSBEI HPE "Dalrybvtuz"
Soojuselektrijaam (TPP), elektrijaam, mis toodab elektrienergiat fossiilkütuste põletamisel vabaneva soojusenergia muundamise tulemusena.
Mis kütusel soojuselektrijaamad töötavad?!
- Kivisüsi: Keskmiselt eraldub ühe kilogrammi seda tüüpi kütuse põletamisel 2,93 kg CO2 ja toodetakse 6,67 kWh energiat ehk 30% kasuteguriga 2,0 kWh elektrit. Sisaldab 75-97% süsinikku,
1,5-5,7% vesinikku, 1,5-15% hapnikku, 0,5-4% väävlit, kuni 1,5% lämmastikku, 2-45%
lenduvad ained, niiskuse hulk jääb vahemikku 4-14%.Gaasiliste saaduste (koksiahjugaas) koostis sisaldab benseeni,
tolueen, ksüoolid, fenool, ammoniaak ja muud ained. Koksiahju gaasist pärast
puhastamine ammoniaagist, vesiniksulfiidist ja tsüaniidühendite toorekstraktist
benseen, millest teatud süsivesinikud ja hulk muud väärtuslikku
ained.
- Kütteõli: Kütteõli (võimalik, et araabia keelest mazhulat - jäätmed), tumepruun vedel toode, jääk pärast bensiini, petrooleumi ja gaasiõli fraktsioonide eraldamist naftast või selle teisese töötlemise saadustest, keeb 350–360 ° C-ni. Kütteõli on segu süsivesinikest (molekulmassiga 400–1000 g/mol), naftavaikudest (molekulmassiga 500–3000 g/mol või rohkem), asfalteenidest, karbeenidest, karboididest ja metalle sisaldavatest orgaanilistest ühenditest ( V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca)
- Gaas: Põhiosa maagaasist moodustab metaan (CH4) - 92–98%. Maagaas võib sisaldada ka raskemaid süsivesinikke – metaani homolooge.
Soojuselektrijaamade eelised ja puudused:
TPP eelised:
- Kõige olulisem eelis on madal õnnetusjuhtumite määr ja seadmete vastupidavus.
- Kasutatav kütus on üsna odav.
- Nõuab vähem kapitaliinvesteeringuid võrreldes teiste elektrijaamadega.
- Saab ehitada kõikjal, olenemata kütuse olemasolust. Kütust saab elektrijaama asukohta transportida raudtee- või maanteetranspordiga.
- Maagaasi kasutamine kütusena vähendab praktiliselt kahjulike ainete eraldumist atmosfääri, mis on tuumajaamade ees tohutu eelis.
- Tuumaelektrijaamade jaoks on tõsiseks probleemiks nende dekomisjoneerimine pärast nende ressursi ammendumist, mis hinnanguliselt võib moodustada kuni 20% nende ehituse maksumusest.
TPP puudused:
- Kütusena kütteõli ja kivisütt kasutavad soojuselektrijaamad saastavad ju tugevalt keskkonda. Soojuselektrijaamades on kahjulike ainete, mille hulka kuuluvad vääveldioksiid, lämmastikoksiidid, süsinikoksiidid, süsivesinikud, aldehüüdid ja lendtuhk, heitkogused 1000 MW installeeritud võimsuse kohta ligikaudu 13 000 tonni aastas gaasiküttel soojusenergial. 165 000-ni söepulbriga soojuselektrijaamades.
- 1000 MW võimsusega soojuselektrijaam tarbib aastas 8 miljonit tonni hapnikku
Näiteks : CHPP-2 põletab poole söest päevas. See on ilmselt peamine puudus.
Mis siis kui?!
- Mis siis, kui Primorjesse ehitatud tuumajaamas juhtub õnnetus?
- Mitu aastat kulub planeedil pärast seda taastumiseks?
- Järk-järgult gaasile üleminev CHPP-2 peatab ju praktiliselt tahma, ammoniaagi, lämmastiku ja muude ainete eraldumise atmosfääri!
- Praeguseks on CHPP-2 heitkogused vähenenud 20%.
- Ja loomulikult likvideeritakse veel üks probleem – tuhapuistang.
Natuke tuumajaamade ohtudest:
- Piisab, kui meenutada 26. aprillil 1986 Tšernobõli tuumaelektrijaamas toimunud õnnetust. Vaid 20 aastaga suri selles grupis umbes 5 tuhat likvideerijat igasuguste põhjuste tõttu ja see ei arvesta tsiviilisikuid... Ja loomulikult on see kõik ametlikud andmed.
Tehas "MAYAK":
- 15.03.1953 – toimus isemajandav ahelreaktsioon. Tehase töötajad paljastati uuesti;
- 13.10.1955 - tehnoloogiliste seadmete purunemine ja hoone osade hävimine.
- 21.04.1957 – SCR (spontaanne ahelreaktsioon) tehases nr 20 oksalaadidekantaatide kogumisel pärast rikastatud uraanoksalaadi sademe filtreerimist. Kuus inimest said kiiritusdoose vahemikus 300 kuni 1000 remi (neli naist ja kaks meest), üks naine suri.
- 10.02.1958 - SCR tehases. Katsed viidi läbi rikastatud uraani kriitilise massi määramiseks silindrilises mahutis uraani erinevates kontsentratsioonides lahuses. Personal rikkus tuumamaterjaliga (lõhustuva tuumamaterjaliga) töötamise eeskirju ja juhiseid. SCR ajal said töötajad kiirgusdoose vahemikus 7600 kuni 13000 rem. Kolm inimest suri, üks inimene sai kiiritushaiguse ja jäi pimedaks. Samal aastal esines I. V. Kurchatov kõrgeimal tasemel ja tõestas vajadust luua spetsiaalne riikliku julgeoleku üksus. LBL sai selliseks organisatsiooniks.
- 28.07.1959 - tehnoloogiliste seadmete purunemine.
- 05.12.1960 - SCR tehases. Viis inimest olid ülevalgustatud.
- 26.02.1962 - plahvatus sorptsioonikolonnis, seadmete hävimine.
- 09.07.1962 – SCR.
- 16.12.1965 – SCR tehases nr 20 kestis 14 tundi.
- 10.12.1968 – SCR. Plutooniumilahus valati silindrilisse ohtliku geomeetriaga anumasse. Üks inimene suri, teine sai suure kiiritusdoosi ja kiiritushaigust, mille järel amputeeriti tema kaks jalga ja parem käsi.
- 11.02.1976 arenes radiokeemiatehases personali kvalifitseerimata tegevuse tulemusena kontsentreeritud lämmastikhappe autokatalüütiline reaktsioon keerulise koostisega orgaanilise vedelikuga. Seade plahvatas, põhjustades remondiala ja tehase külgneva ala radioaktiivse saastumise. INEC-3 indeks.
- 10.02.1984 - plahvatus reaktori vaakumseadmetes.
- 16.11.1990 - plahvatusohtlik reaktsioon reaktiiviga konteinerites. Kaks inimest said keemilisi põletusi, üks suri.
- 17.07.1993 – õnnetus Mayak PA radioisotoopide tehases, mille käigus hävis sorptsioonikolonn ja keskkonda sattus väike kogus α-aerosoole. Kiirguse eraldumine lokaliseeriti tsehhi tootmisruumides.
- 08.02.1993 - Vedelate radioaktiivsete jäätmete käitlemisjaama tselluloosi etteandmisliini rike; toimus vahejuhtum, mis hõlmas torujuhtme rõhu vähendamist ja 2 m3 radioaktiivse tselluloosi maapinnale sattumist (umbes 100 m2 pind oli saastunud). Torujuhtme rõhu vähendamine tõi kaasa radioaktiivse tselluloosi lekke aktiivsusega umbes 0,3 Ci maapinnale. Radioaktiivne jälg lokaliseeriti ja saastunud pinnas eemaldati.
- 27. detsembril 1993 juhtus radioisotoopide tehases intsident, kus filtri vahetamisel paiskusid atmosfääri radioaktiivsed aerosoolid. Vabanemine oli 0,033 Ci α-aktiivsuse ja 0,36 mCi β-aktiivsuse korral.
- 4. veebruaril 1994 registreeriti radioaktiivsete aerosoolide suurenenud vabanemine: 2-päevase β-aktiivsuse, päevase taseme 137 Cs võrra oli koguaktiivsus 15,7 mCi.
- 30. märtsil 1994. a ületati ülemineku ajal ööpäevast 137Cs heitkogust 3 korda, β-aktiivsust 1,7 ja α-aktiivsust 1,9 korda.
- 1994. aasta mais vabanes tehasehoone ventilatsioonisüsteemi kaudu 10,4 mCi β-aerosoole. 137Cs emissioon oli 83% kontrolltasemest.
- 7. juulil 1994 avastati instrumenditehases radioaktiivne laik, mille pindala oli mitu ruutdetsimeetrit. Kokkupuute doosikiirus oli 500 μR/s. Plekk tekkis ummistunud kanalisatsiooni lekete tagajärjel.
- 31.08. 1994 registreeriti suurenenud radionukliidide eraldumine radiokeemiatehase hoone atmosfääritorusse (238,8 mCi, sh 137Cs osakaal moodustab 4,36% selle radionukliidi aastasest maksimaalsest lubatud heitest). Radionukliidide eraldumise põhjuseks oli VVER-440 kütusevarraste rõhu vähendamine kasutatud tuumkütuse komplektide (kasutatud kütusesõlmede) tühjade otste äralõikamise käigus kontrollimatu elektrikaare tekkimise tagajärjel.
- 24. märtsil 1995 registreeriti aparatuuri plutooniumi laadimisnormi 19% ületamine, mida võib pidada tuumaohtlikuks intsidendiks.
- 15. septembril 1995 avastati kõrgaktiivsete vedelate radioaktiivsete jäätmete (vedelad radioaktiivsed jäätmed) klaasistusahjus jahutusvee leke. Ahju regulaarne töötamine peatati.
- 21. detsembril 1995 puutusid termomeetrilise kanali lõikamisel neli töötajat kiirgusega (1,69, 0,59, 0,45, 0,34 rem). Juhtumi põhjuseks oli tehnoloogiliste eeskirjade rikkumine ettevõtte töötajate poolt.
- 24. juulil 1995 vabastati 137Cs aerosoolid, mille väärtus oli 0,27% ettevõtte aastasest MPE-st. Põhjus on filtrikanga põlengus.
- 14. septembril 1995 registreeriti katete vahetamisel ja samm-manipulaatorite määrimisel õhusaaste järsk tõus α-nukliididega.
- 22.10.96 langes ühe kõrgetasemelise jäätmehoidla jahutusvee spiraal rõhu alt. Selle tulemusena saastusid hoidla jahutussüsteemi torustikud. Selle intsidendi tagajärjel said 10 osakonna töötajat radioaktiivse kiirguse 2,23×10-3 kuni 4,8×10-2 Sv.
- 20. novembril 1996. aastal toimus keemia- ja metallurgiatehases väljatõmbeventilaatori elektriseadmete kallal töötamise käigus radionukliidide aerosoolide eraldumine atmosfääri, mis moodustas 10% tehase lubatud aastasest heitest.
- 27. augustil 1997 avastati tehase RT-1 hoones ühes ruumis põrandareostus pindalaga 1-2 m2, kohapealse gammakiirguse doosikiirus jäi vahemikku 40-200 μR/s.
- 10.06.97 registreeriti RT-1 tehase montaažihoones radioaktiivse fooni tõus. Ekspositsioonidoosikiiruse mõõtmine näitas väärtust kuni 300 µR/s.
- 23. septembril 1998, kui LF-2 reaktori (Ljudmila) võimsust suurendati pärast automaatse kaitse rakendumist, ületati lubatud võimsustase 10%. Selle tulemusena langes osa kütuseelementidest kolmes kanalis rõhu alla, mis viis primaarahela seadmete ja torustike saastumiseni. Reaktorist eralduva 133Xe sisaldus 10 päeva jooksul ületas aasta lubatud normi.
- 09.09.2000 oli PA Mayakis elektrikatkestus 1,5 tundi, mis võis kaasa tuua avarii.
- Prokuratuur tuvastas 2005. aastal läbi viidud kontrolli käigus aastatel 2001-2004 tootmisest tekkivate keskkonnaohtlike jäätmete käitlemise eeskirja rikkumise, millega kaasnes mitukümmend miljonit kuupmeetrit Mayaki toodetud vedelaid radioaktiivseid jäätmeid. PA Techa jõgikonda. Uurali föderaalringkonna Vene Föderatsiooni peaprokuratuuri osakonnajuhataja asetäitja Andrei Potapovi sõnul on „selgitatud, et pikka aega rekonstrueerimist vajanud tehasetamm lubab vedelaid radioaktiivseid jäätmeid. veehoidla, mis tekitab tõsist ohtu keskkonnale mitte ainult Tšeljabinski oblastis, vaid ka naaberpiirkondades. Prokuratuuri hinnangul on Techa jõe lammil asuva Mayaki tehase tegevuse tõttu radionukliidide tase selle nelja aasta jooksul mitu korda tõusnud. Nagu uuring näitas, oli nakkuspiirkond 200 kilomeetrit. Ohutsoonis elab umbes 12 tuhat inimest. Samas teatasid uurijad, et nad on uurimisega seoses surve all. PA Mayak peadirektor Vitali Sadovnikov sai süüdistuse Vene Föderatsiooni kriminaalkoodeksi artikli 246 "Keskkonnakaitsereeglite rikkumine töö tegemise ajal" ja Vene Föderatsiooni kriminaalkoodeksi artikli 247 lõigete 1 ja 2 alusel. Keskkonnaohtlike ainete ja jäätmete ringluse eeskirja rikkumine.» 2006. aastal lõpetati Sadovnikovi vastu algatatud kriminaalasi Riigiduuma 100. aastapäevaks antud amnestia tõttu.
- Techa on Tšeljabinski oblastis asuva Majaki keemiatehase poolt välja lastud radioaktiivsete jäätmetega reostunud jõgi. Jõe kallastel ületati radioaktiivne foon mitmekordselt. Aastatel 1946–1956 juhiti Mayaki tootmisühingu keskmise ja kõrge aktiivsusega vedeljäätmeid avatud Techa-Iset-Toboli jõesüsteemi, 6 km kaugusel Techa jõe lähtest. Kokku juhiti nende aastate jooksul ära 76 miljonit m3 reovett, mille β-kiirguse koguaktiivsus oli üle 2,75 miljoni Ci. Rannakülade elanikud puutusid kokku nii välis- kui ka sisekiirgusega. Kokku puutus selle veesüsteemi jõgede kaldal asuvates asulates kiirgusega kokku 124 tuhat inimest. Kõige rohkem puutusid kiirgusega kokku Techa jõe ranniku elanikud (28,1 tuhat inimest). Umbes 7,5 tuhat 20 asulast ümberasustatud inimest said keskmise efektiivdoosi vahemikus 3–170 cSv. Seejärel rajati jõe ülemisse ossa veehoidlate kaskaad. Enamik (aktiivsuse poolest) vedelatest radioaktiivsetest jäätmetest visati järve. Karatšay (reservuaar 9) ja "Vana soo". Jõe lammi- ja põhjasetted on saastunud ning jõe ülaosas olevad mudamaardlad loetakse tahketeks radioaktiivseteks jäätmeteks. Põhjavesi järve piirkonnas. Karatšay ja Techa veehoidlate kaskaad on saastunud.
- 1957. aastal Mayakis toimunud õnnetus, mida nimetatakse ka "Kõštõmi tragöödiaks", on tuumaenergia ajaloos suuruselt kolmas katastroof pärast Tšernobõli avariid ja Fukushima I tuumaelektrijaama õnnetust (INESi skaala).
- Tšeljabinski oblasti radioaktiivse saastatuse küsimus tõstatati mitu korda, kuid keemiatehase strateegilise tähtsuse tõttu jäeti see iga kord tähelepanuta.
FUKUSHIMA-1
- Fukushima-1 tuumaelektrijaamas toimunud õnnetus on suur kiirgusõnnetus (Jaapani ametnike hinnangul INES skaala 7. tase), mis toimus 11. märtsil 2011 Jaapanis võimsa maavärina ja sellele järgnenud tsunami tagajärjel.
Soojuse ja elektri koostootmisjaama (CHP) tööpõhimõte põhineb veeauru ainulaadsel omadusel – olla jahutusvedelik. Kuumutatud olekus, rõhu all, muutub see võimsaks energiaallikaks, mis juhib soojuselektrijaamade (CHP) turbiine – niigi kauge auruajastu pärand.
Esimene soojuselektrijaam ehitati New Yorki Pearl Streetile (Manhattan) 1882. aastal. Aasta hiljem sai Peterburist esimese Venemaa soojusjaama sünnikoht. Kummalisel kombel pole soojuselektrijaamad isegi meie kõrgtehnoloogia ajastul leidnud veel täieõiguslikku asendust: nende osakaal maailma energiasektoris on üle 60%.
Ja sellele on lihtne seletus, mis sisaldab soojusenergia eeliseid ja puudusi. Selle “veri” on orgaaniline kütus – kivisüsi, kütteõli, põlevkivi, turvas ja maagaas on veel suhteliselt kättesaadavad ning nende varud on üsna suured.
Suur puudus on see, et kütuse põlemissaadused põhjustavad tõsist kahju keskkonnale. Jah, ja looduslik ait ammendub ühel päeval täielikult ja tuhanded soojuselektrijaamad muutuvad meie tsivilisatsiooni roostetavateks "mälestisteks".
Toimimispõhimõte
Alustuseks tasub defineerida mõisted “CHP” ja “CHP”. Lihtsamalt öeldes on nad õed. "Puhas" soojuselektrijaam - soojuselektrijaam on mõeldud eranditult elektri tootmiseks. Selle teine nimi on "kondensatsioonielektrijaam" - IES.
Soojuse ja elektri koostootmisjaam - CHP - soojuselektrijaama tüüp. Lisaks elektri tootmisele varustab see sooja veega keskküttesüsteemi ja olmevajadusteks.
Soojuselektrijaama tööskeem on üsna lihtne. Kütus ja kuumutatud õhk – oksüdeerija – sisenevad samaaegselt ahju. Venemaa soojuselektrijaamades on kõige levinum kütus purustatud kivisüsi. Söetolmu põlemisel tekkiv soojus muudab katlasse siseneva vee auruks, mis seejärel suunatakse rõhu all auruturbiini. Võimas auruvool paneb selle pöörlema, käivitades generaatori rootori, mis muudab mehaanilise energia elektrienergiaks.
Järgmisena siseneb aur, mis on oma esialgsed näitajad - temperatuuri ja rõhu - juba oluliselt kaotanud, kondensaatorisse, kus pärast külma "veega dušši" muutub see uuesti veeks. Seejärel pumpab kondensaadipump selle regeneratiivsoojenditesse ja seejärel õhutusseadmesse. Seal vabaneb vesi gaasidest - hapnikust ja CO 2 -st, mis võib põhjustada korrosiooni. Pärast seda soojendatakse vesi aurust uuesti üles ja juhitakse tagasi boilerisse.
Soojusvarustus
Teiseks, mitte vähem oluliseks koostootmisjaama ülesandeks on lähiasulate keskküttesüsteemide ja kodukasutuse jaoks mõeldud sooja vee (auru) pakkumine. Spetsiaalsetes küttekehades soojendatakse külm vesi suvel 70 kraadini ja talvel 120 kraadini, misjärel juhitakse see võrgupumpadega ühisesse segamiskambrisse ning seejärel tarnitakse tarbijateni soojatrassisüsteemi kaudu. Soojuselektrijaama veevarusid täiendatakse pidevalt.
Kuidas gaasil töötavad soojuselektrijaamad töötavad?
Võrreldes kivisöel töötavate soojuselektrijaamadega on gaasiturbiinseadmetega soojuselektrijaamad palju kompaktsemad ja keskkonnasõbralikumad. Piisab, kui öelda, et selline jaam ei vaja aurukatelt. Gaasiturbiin on oma olemuselt sama turboreaktiivmootoriga lennukimootor, kus erinevalt sellest ei eraldu jugavool atmosfääri, vaid paneb pöörlema generaatori rootori. Samal ajal on põlemisproduktide heitkogused minimaalsed.
Uued kivisöe põletamise tehnoloogiad
Kaasaegsete soojuselektrijaamade kasutegur on piiratud 34%-ga. Valdav enamus soojuselektrijaamadest töötab endiselt kivisöel, mis on seletatav üsna lihtsalt - kivisöe varud on Maal endiselt tohutud, seega on soojuselektrijaamade osakaal kogu toodetavast elektrienergiast umbes 25%.
Söe põletamise protsess on püsinud peaaegu muutumatuna palju aastakümneid. Kuid ka siia on tulnud uued tehnoloogiad.
Selle meetodi eripära seisneb selles, et õhu asemel kasutatakse söetolmu põletamisel oksüdeeriva ainena õhust eraldatud puhast hapnikku. Selle tulemusena eemaldatakse suitsugaasidest kahjulik lisand – NOx. Ülejäänud kahjulikud lisandid filtreeritakse läbi mitme puhastamisetapi. Väljalaskeavasse jääv CO 2 pumbatakse kõrge rõhu all konteineritesse ja maetakse kuni 1 km sügavusele.
"hapniku kogumise" meetod
Ka siin kasutatakse söe põletamisel oksüdeeriva ainena puhast hapnikku. Ainult erinevalt eelmisest meetodist tekib põlemise hetkel aur, mis paneb turbiini pöörlema. Seejärel eemaldatakse suitsugaasidest tuhk ja vääveloksiidid, teostatakse jahutamine ja kondenseerimine. Ülejäänud süsinikdioksiid 70-atmosfäärilise rõhu all muudetakse vedelaks ja asetatakse maa alla.
Eelpõletusmeetod
Kivisüsi põletatakse “tavalises” režiimis - õhuga segatud katlas. Pärast seda eemaldatakse tuhk ja SO 2 - vääveloksiid. Järgmisena eemaldatakse CO 2 spetsiaalse vedela absorbendi abil, misjärel see utiliseeritakse matmise teel.
Viis maailma võimsaimat soojuselektrijaama
Meistrivõistlused kuuluvad Hiina soojuselektrijaamale Tuoketuo, mille võimsus on 6600 MW (5 jõuallikat x 1200 MW), mille pindala on 2,5 ruutmeetrit. km. Sellele järgneb tema "kaasmaalane" - Taichungi soojuselektrijaam võimsusega 5824 MW. Esikolmiku sulgeb Venemaa suurim Surgutskaja GRES-2 - 5597,1 MW. Neljandal kohal on Poola Belchatowi soojuselektrijaam - 5354 MW ja viiendal Futtsu CCGT elektrijaam (Jaapan) - gaasisoojuselektrijaam võimsusega 5040 MW.
Soojuselektrijaamade klassifikatsioon
Soojuselektrijaam(TPP) - elektrijaam , mis toodab elektrienergiat orgaanilise kütuse põlemisel vabaneva soojusenergia muundamise tulemusena.
Esimesed soojuselektrijaamad ilmusid 19. sajandi lõpus (1882. aastal - New Yorgis, 1883. aastal - Peterburis, 1884. aastal - Berliinis) ja levisid laialt. Praegu on TPP peamist tüüpi elektrijaamad. Nende toodetud elektrienergia osakaal on: Venemaal ligikaudu 70%, maailmas ligikaudu 76%.
Soojuselektrijaamadest domineerivad termilised auruturbiini elektrijaamad (TSPS), mille puhul kasutatakse aurugeneraatoris soojusenergiat kõrgsurveveeauru tootmiseks, mis paneb pöörlema elektrigeneraatori (tavaliselt auruturbiini) rootoriga ühendatud auruturbiini rootori. sünkroongeneraator). . Generaatorit koos turbiini ja ergutiga nimetatakse turbogeneraator.Venemaal toodab TPPP ~99% soojuselektrijaamades toodetud elektrist. Kütusena kasutatakse sellistes soojuselektrijaamades kivisütt (peamiselt), kütteõli, maagaasi, pruunsütt, turvast ja põlevkivi.
TPES-id, millel on elektrigeneraatorite ajamiks kondensatsiooniturbiinid ja mis ei kasuta heitgaasi auru soojust välistarbijate soojusenergia varustamiseks, nimetatakse kondensatsioonielektrijaamadeks (CPS). Venemaal nimetatakse IES-i ajalooliselt osariigi elektrijaamaks või GRES-iks. . GRES toodab umbes 65% soojuselektrijaamades toodetud elektrist. Nende efektiivsus ulatub 40% -ni. Maailma suurim elektrijaam Surgutskaja GRES-2; selle võimsus on 4,8 GW; Reftinskaya GRES võimsus on 3,8 GW.
Kütteturbiinidega varustatud ja heitgaasi auru soojust tööstus- või munitsipaaltarbijatele eraldavaid TPESe nimetatakse soojuse ja elektri koostootmisjaamadeks (CHP); need toodavad vastavalt umbes 35% soojuselektrijaamades toodetud elektrist. Tänu soojusenergia täielikumale kasutamisele tõuseb soojuselektrijaamade kasutegur 60 - 65%-ni. Venemaa võimsaimad soojuselektrijaamad, Mosenergo CHPP-23 ja CHPP-25, on kumbki 1410 MW võimsusega.
Tööstuslik gaasiturbiinid ilmusid palju hiljem kui auruturbiinid, kuna nende valmistamiseks oli vaja spetsiaalseid kuumakindlaid konstruktsioonimaterjale. Gaasiturbiinide baasil loodi kompaktsed ja suure manööverdusvõimega gaasiturbiiniüksused (GTU-d). Gaasi või vedelkütust põletatakse gaasiturbiini agregaadi põlemiskambris; põlemisproduktid temperatuuriga 750–900 ° C sisenevad gaasiturbiini, mis pöörleb elektrigeneraatori rootorit. Selliste soojuselektrijaamade kasutegur on tavaliselt 26 - 28%, võimsus - kuni mitusada MW . Gaasiturbiinid ei ole ökonoomsed heitgaaside kõrge temperatuuri tõttu.
Gaasiturbiinplokkidega soojuselektrijaamu kasutatakse peamiselt elektrienergia varuallikatena elektrikoormuse tippude katmiseks või väikeasulate elektriga varustamiseks, mis võimaldavad elektrijaamal töötada järsult muutuv koormus; võib sageli seiskuda, tagab kiire käivitamise, suure võimsuse suurendamise kiiruse ja üsna ökonoomse töö laias koormusvahemikus. Kütuse erikulu ja elektrikulu poolest jäävad gaasiturbiinijaamad reeglina allae. Gaasiturbiiniga soojuselektrijaamade ehitus- ja paigaldustööde maksumus väheneb ligikaudu poole võrra, kuna puudub vajadus katlamaja ja pumbajaama ehitamiseks. Võimsaim soojuselektrijaam gaasiturbiiniga GRES-3 oma nime saanud. Klassoni (Moskva piirkond) võimsus on 600 MW.
Gaasiturbiinijaamade heitgaasid on küllalt kõrge temperatuuriga, mistõttu gaasiturbiinijaamade kasutegur on madal. IN kombineeritud tsükliga tehas(PGU), mis koosneb auruturbiin ja gaasiturbiin, kasutatakse gaasiturbiini kuumi gaase vee soojendamiseks aurugeneraatoris. Need on kombineeritud tüüpi elektrijaamad. Kombineeritud tsükliga gaasiturbiinseadmetega soojuselektrijaamade kasutegur ulatub 42-45%. CCGT on praegu kõige ökonoomsem mootor elektri tootmiseks. Lisaks on see kõige keskkonnasõbralikum mootor, mis on seletatav selle kõrge efektiivsusega. CCGT ilmus veidi üle 20 aasta tagasi, kuid praegu on see energeetikasektori kõige dünaamilisem sektor. Kõige võimsamad kombineeritud tsükliga gaasiturbiiniga jõuallikad Venemaal: Peterburi Lõunasoojuselektrijaamas - 300 MW ja Nevinnomõsskaja osariigi rajooni elektrijaamas - 170 MW.
Gaasiturbiinide ja kombineeritud tsükliga gaasiturbiinseadmetega soojuselektrijaamad suudavad varustada soojusega ka välistarbijaid, st töötada soojuse ja elektri koostootmisjaamana.
Aurutorustike tehnoloogilise skeemi järgi jagunevad soojuselektrijaamad plokksoojuselektrijaamad ja edasi TPP ristlinkidega.
Moodulsoojuselektrijaamad koosnevad eraldiseisvatest, tavaliselt sama tüüpi elektrijaamadest - jõuallikatest. Jõuseadmes varustab iga katel auruga ainult oma turbiini, kust see naaseb pärast kondenseerumist ainult oma katlasse. Kõik võimsad osariigi ringkonnaelektrijaamad ja soojuselektrijaamad, millel on auru nn vahepealne ülekuumenemine, on ehitatud plokkskeemiga. Ristühendustega soojuselektrijaamades on katelde ja turbiinide töö tagatud erinevalt: kõik soojuselektrijaama katlad varustavad auruga ühte ühist auruliini (kollektorit) ja sellest saavad toite kõik soojuselektrijaama auruturbiinid. Selle skeemi järgi ehitatakse vahepealse ülekuumenemiseta CES-id ja peaaegu kõik subkriitiliste algsete auruparameetritega koostootmisjaamad.
Algrõhu taseme järgi eristatakse soojuselektrijaamu alakriitiline rõhk Ja ülekriitiline rõhk(SKD).
Kriitiline rõhk on 22,1 MPa (225,6 at). Venemaa soojus- ja elektritööstuses on esialgsed parameetrid standarditud: soojuselektrijaamad ning soojuse ja elektri koostootmisjaamad on ehitatud alakriitilisele rõhule 8,8 ja 12,8 MPa (90 ja 130 atm) ning SKD jaoks - 23,5 MPa (240 atm). . Ülekriitiliste parameetritega TPPd teostatakse tehnilistel põhjustel vahepealse ülekuumenemisega ja plokkskeemi järgi.
Hinnatakse soojuselektrijaamade efektiivsust tõhusust(tõhusus), mis määratakse teatud aja jooksul vabaneva energia koguse ja põletatud kütuses sisalduva kulutatud soojuse suhtega. Lisaks efektiivsusele kasutatakse soojuselektrijaamade töö hindamiseks ka teist näitajat - standardse kütuse erikulu(tavaline kütus on kütus, mille kütteväärtus = 7000 kcal/kg = 29,33 MJ/kg). Efektiivsuse ja tingimusliku kütusekulu vahel on seos.
TPP struktuur
Soojuselektrijaama põhielemendid (joonis 3.1):
u katlamaja, muundab kütuse keemiliste sidemete energiat ja tekitab kõrge temperatuuri ja rõhuga veeauru;
u turbiini (auruturbiini) paigaldus, auru soojusenergia muundamine turbiini rootori mehaaniliseks pöörlemisenergiaks;
u elektrigeneraator, mis tagab rootori pöörlemise kineetilise energia muundamise elektrienergiaks.
Joonis 3.1. Soojuselektrijaama põhielemendid
Soojuselektrijaama soojusbilanss on näidatud joonisel fig. 3.2.
Joonis 3.2. Soojuselektrijaamade soojusbilanss
Peamine energiakadu soojuselektrijaamades tekib tänu soojusülekanne aurust jahutusveele kondensaatoris; Auru soojusega läheb kaotsi üle 50% soojusest (energiast).
3.3. Aurugeneraator (boiler)
Katla paigaldamise põhielement on aurugeneraator, mis on U-kujuline konstruktsioon, millel on ristkülikukujulise ristlõikega gaasikanalid. Suurem osa katlast on hõivatud kaminaga; selle seinad on vooderdatud torudest valmistatud ekraanidega, mille kaudu toitevett tarnitakse. Aurugeneraator põletab kütust, muutes vee kõrgel rõhul ja temperatuuril auruks. Kütuse täielikuks põlemiseks pumbatakse kuumutatud õhku katla ahju; 1 kWh elektrienergia tootmiseks kulub umbes 5 m 3 õhku.
Kütuse põlemisel muundatakse selle keemiliste sidemete energia põleti soojus- ja kiirgusenergiaks. Keemilise põlemisreaktsiooni tulemusena, mille käigus kütuse süsinik C muudetakse oksiidideks CO ja CO 2, väävel S oksiidideks SO 2 ja SO 3 jne ning tekivad kütuse põlemissaadused (suitsugaasid). Temperatuurini 130 - 160 O C jahutatuna väljuvad suitsugaasid soojuselektrijaamast läbi korstna, viies ära ca 10 - 15% energiast (joonis 3.2).
Hetkel kõige laialdasemalt kasutatav trummid(joonis 3.3, a) ja ühekordsed katlad(joonis 3.3, b). Toitevee korduv tsirkulatsioon viiakse läbi trummelkatelde ekraanides; aur eraldatakse veest trumlis. Otsevoolukateldes läbib vesi sõelatorusid ainult üks kord, muutudes kuivaks küllastunud aur(aur, milles pole veepiisku).
A) b)
Joonis 3.3. Trumli (a) ja otsevoolu (b) parageneraatorite skeemid
Hiljuti põletatakse aurugeneraatorite tõhususe suurendamiseks kivisütt tsüklisisene gaasistamine ja sisse ringlev keevkiht; samal ajal suureneb efektiivsus 2,5%.
Auruturbiin
Turbiin(fr. turbiin alates lat. turbo vortex, rotation) on pidev soojusmasin, mille labaaparaadis muudetakse kokkusurutud ja kuumutatud veeauru potentsiaalne energia rootori pöörlemise kineetiliseks energiaks.
Auruturbiinidele sarnaseid mehhanisme üritati luua tuhandeid aastaid tagasi. On teada Aleksandria Heroni 1. sajandil eKr valmistatud auruturbiini kirjeldus. e., nn "Hiirgu turbiin". Kuid alles 19. sajandi lõpus, kui termodünaamika, masinaehitus ja metallurgia saavutasid piisava taseme Gustaf Laval (Rootsi) ja Charles Parsons (Suurbritannia) lõid iseseisvalt tööstusele sobivad auruturbiinid. Tööstusliku turbiini valmistamine nõudis oluliselt kõrgemat tootmisstandardit kui aurumasin.
Aastal 1883 Laval lõi esimese töötava auruturbiini. Selle turbiin oli ratas, mille labadele juhiti auru. Seejärel lisas ta düüsidele koonilised laiendajad; mis tõstis oluliselt turbiini efektiivsust ja muutis selle universaalseks mootoriks. Kõrge temperatuurini kuumutatud aur tuli katlast aurutoru kaudu düüsidesse ja väljus. Düüsides paisus aur atmosfäärirõhuni. Tänu aurumahu suurenemisele saadi märkimisväärne pöörlemiskiiruse tõus. Seega aurus sisalduv energia kanti üle turbiini labadele. Lavali turbiin oli palju ökonoomsem kui vanad aurumasinad.
1884. aastal sai Parsons patendi mitmeastmeline reaktiivturbiin, mille ta lõi spetsiaalselt elektrigeneraatori toiteks. 1885. aastal konstrueeris ta mitmeastmelise reaktiivturbiini (auruenergia kasutamise efektiivsuse tõstmiseks), mida hiljem laialdaselt kasutati soojuselektrijaamades.
Auruturbiin koosneb kahest põhiosast: rootor labadega - turbiini liikuv osa; staator düüsidega - fikseeritud osa. Fikseeritud osa on horisontaaltasandil eemaldatav, et võimaldada rootori eemaldamist või paigaldamist (joonis 3.4.)
Joonis 3.4. Lihtsaima auruturbiini tüüp
Auruvoolu suuna alusel eristatakse neid aksiaalsed auruturbiinid, milles auruvool liigub mööda turbiini telge ja radiaalne, mille auruvoolu suund on risti ja tööterad paiknevad paralleelselt pöörlemisteljega. Venemaal ja SRÜ riikides kasutatakse ainult aksiaalseid auruturbiine.
Vastavalt toimemeetodile jaguneb turbiini aur järgmisteks osadeks: aktiivne, reaktiivne Ja kombineeritud. Aktiivne turbiin kasutab auru kineetilist energiat, reaktiivne turbiin aga kineetilist ja potentsiaalset energiat. .
Kaasaegsed tehnoloogiad võimaldavad hoida pöörlemiskiirust täpsusega kolm pööret minutis. Elektrijaamade auruturbiinid on ette nähtud 100 tuhandeks töötunniks (enne kapitaalremonti). Auruturbiin on soojuselektrijaama üks kallimaid elemente.
Auruenergia piisavalt täielikku ärakasutamist turbiinis on võimalik saavutada ainult auruga töötades järjestikku asetsevates turbiinides, mida nimetatakse nn. astmed või silindrid. Mitmesilindrilistes turbiinides saab tööketaste pöörlemiskiirust vähendada. Joonisel 3.5 on kujutatud kolmesilindriline turbiin (ilma korpuseta). Esimesse silindrisse - kõrgsurvesilindrisse (HPC) - antakse 4 auru läbi aurutorude 3 otse katlast ja seetõttu on sellel kõrged parameetrid: SKD katelde puhul - rõhk 23,5 MPa, temperatuur 540 ° C. HPC väljalaskeava juures, aururõhk on 3–3,5 MPa (30–35 at) ja temperatuur on 300–340 °C.
Joonis 3.5. Kolmesilindriline auruturbiin
Turbiini labade erosiooni vähendamiseks (märg aur) HPC-st naaseb suhteliselt külm aur boilerisse tagasi, nn vahepealsesse ülekuumendisse; selles tõuseb auru temperatuur esialgsele (540 O C). Äsja kuumutatud aur juhitakse aurutorude 6 kaudu keskmise rõhuga silindrisse (MPC) 10. Pärast auru paisutamist MPC-s rõhuni 0,2–0,3 MPa (2–3 atm) suunatakse aur vastuvõtutorudesse. 7 kasutades väljalasketorusid, millest suunatakse madalrõhu silindrisse (LPC) 9. Auru voolukiirus turbiini elementides on 50-500 m/s. Turbiini viimase astme laba pikkus on 960 mm ja mass 12 kg.
Soojusmasinate efektiivsus ja eriti ideaalne auruturbiin määratakse järgmise väljendiga:
,
kus on küttekehast töövedeliku poolt vastuvõetud soojus ja külmikusse antud soojus. Sadi Carnot sai 1824. aastal teoreetiliselt avaldise piir (maksimaalne) efektiivsuse väärtus Soojusmootor koos töövedelikuga ideaalse gaasi kujul
,
kus on küttekeha temperatuur, on külmiku temperatuur, st. auru temperatuur vastavalt turbiini sisse- ja väljalaskeava juures, mõõdetuna Kelvini kraadides (K). Tõelistele soojusmootoritele.
Turbiini efektiivsuse suurendamiseks vähendage sobimatu; see on tingitud täiendavast energiatarbimisest. Seetõttu saate tõhususe suurendamiseks suurendada . Moodsa tehnoloogia arengu piir on aga juba käes.
Kaasaegsed auruturbiinid jagunevad: kondensatsioon Ja kaugküte. Kondenseerivaid auruturbiine kasutatakse selleks, et muuta võimalikult suur osa auru energiast (soojusest) mehaaniliseks energiaks. Need töötavad, vabastades (tühjendades) kasutatud auru kondensaatorisse, mida hoitakse vaakumis (sellest ka nimi).
Kondensatsiooniturbiinidega soojuselektrijaamu nimetatakse kondensatsioonielektrijaamad(IES). Selliste elektrijaamade peamine lõpptoode on elekter. Vaid väike osa soojusenergiast kulub elektrijaama enda vajadusteks ja mõnikord ka lähiasula soojaks varustamiseks. Tavaliselt on see energiatöötajate asula. On tõestatud, et mida suurem on turbogeneraatori võimsus, seda ökonoomsem on see ja seda madalam on 1 kW paigaldatud võimsuse maksumus. Seetõttu paigaldatakse suure võimsusega turbogeneraatorid.
Koostootmisauruturbiine kasutatakse samaaegselt elektri- ja soojusenergia tootmiseks. Kuid selliste turbiinide peamine lõpptoode on soojus. Soojuselektrijaamu, millel on koostootmise auruturbiinid, nimetatakse soojuse ja elektri koostootmisjaamad(CHP). Koostootmisauruturbiinid jagunevad: turbiinideks koos vasturõhk, reguleeritava auru eemaldamisega Ja valiku ja vasturõhuga.
Vasturõhuga turbiinide puhul kogu heitgaasi kasutatakse tehnoloogilistel eesmärkidel(keetmine, kuivatamine, kuumutamine). Sellise auruturbiiniga turbiinseadme poolt arendatav elektrivõimsus sõltub tootmis- või küttesüsteemi vajadusest auru soojendamiseks ja sellega kaasnevatest muutustest. Seetõttu töötab vasturõhuturbiini agregaat tavaliselt paralleelselt kondensatsiooniturbiini või elektrivõrguga, mis katab tekkiva elektripuuduse. Väljatõmbe ja vasturõhuga turbiinide puhul eemaldatakse osa aurust 1. või 2. vaheastmest ning kogu väljalaskeaur suunatakse väljalasketorust küttesüsteemi või võrgusoojenditesse.
Turbiinid on soojuselektrijaamade kõige keerulisemad elemendid. Turbiinide loomise keerukust ei määra mitte ainult tootmise, materjalide jms kõrged tehnoloogilised nõuded, vaid peamiselt teaduse äärmuslik intensiivsus. Praegu ei ületa võimsaid auruturbiine tootvate riikide arv kümmet. Kõige keerulisem element on LPC. Peamised turbiinide tootjad Venemaal on Leningradi metallitehas (Peterburi) ja Turbomootoritehas (Jekaterinburg).
Auruturbiinide efektiivsuse madal väärtus määrab selle prioriteedi tõstmise efektiivsuse. Seetõttu pööratakse allpool põhitähelepanu auruturbiini paigaldamisele.
Peamine potentsiaal meetodid auruturbiinide efektiivsuse suurendamiseks on:
· auruturbiini aerodünaamiline täiustamine;
· termodünaamilise tsükli parandamine, peamiselt katlast tuleva auru parameetrite tõstmise ja turbiinist väljuva auru rõhu vähendamise kaudu;
· termokontuuri ja selle seadmete täiustamine ja optimeerimine.
Turbiinide aerodünaamiline täiustamine välismaal viimase 20 aasta jooksul on saavutatud turbiinide kolmemõõtmelise arvutimodelleerimise abil. Kõigepealt on vaja märkida arengut mõõbli terad. Mõõblikujulised terad on kumerad terad, mis meenutavad välimuselt mõõka (väliskirjanduses kasutatakse neid termineid "banaan" Ja "kolmemõõtmeline")
Kindel Siemens kasutab "kolmemõõtmelised" terad HPC ja CSD jaoks (joonis 3.6), kus labadel on lühike pikkus, kuid suhteliselt suur suurte kadudega ala juur- ja perifeersetes tsoonides. Siemensi hinnangul kasutamine ruumilised labad HPC-s ja CSD-s võimaldab tõsta nende efektiivsust 1-2% võrreldes eelmise sajandi 80ndatel loodud balloonidega.
Joonis 3.6. "Kolmemõõtmelised" labad ettevõtte kõrgsurvesilindritele ja kesksilindritele Siemens
Joonisel fig. 3.7 on näidatud kolm järjestikust kõrgsurvemootorite töölabade modifikatsiooni ja ettevõtte tuumaelektrijaamade auruturbiinide madalsurvemootorite esimesed etapid GEC-Alsthom: konstantse profiiliga tavaline ("radiaalne") tera (joonis 3.7, A), mida kasutatakse meie turbiinides; mõõktera (joonis 3.7, b) ja lõpuks uus tera, millel on sirge radiaalne väljundserv (joonis 3.7, V). Uue tera efektiivsus on 2% suurem kui algsel (joonis 3.7, A).
Joonis 3.7. Töötavad labad ettevõtte tuumaelektrijaamade auruturbiinidele GEC-Alsthom
Kondensaator
Turbiinist väljuv aur (rõhk LPC väljalaskeava juures on 3–5 kPa, mis on 25–30 korda väiksem kui atmosfäärirõhk) siseneb kondensaator. Kondensaator on soojusvaheti, mille torude kaudu tsirkuleeritakse pidevalt jahutusvett, mida toidavad reservuaarist tsirkulatsioonipumbad. Turbiini väljalaskeava juures hoitakse kondensaatori abil sügav vaakum. Joonisel 3.8 on kujutatud võimsa auruturbiini kahekäiguline kondensaator.
Joonis 3.8. Võimsa auruturbiini kahekäiguline kondensaator
Kondensaator koosneb keevitatud teraskehast 8, mille servi mööda on torulehe sisse kinnitatud kondensaatoritorud 14. Kondensaat kogutakse kondensaatorisse ja seda pumbavad pidevalt välja kondensaadipumbad.
Jahutusvee varustamiseks ja eemaldamiseks kasutatakse eesmist veekambrit 4. Vesi juhitakse altpoolt kambri 4 paremale küljele ja torulehes olevate aukude kaudu siseneb jahutustorudesse, mida mööda see liigub taha (pöörleva) kamber 9. Aur siseneb kondensaatorisse ülevalt ja kohtub külma pinnaga ning kondenseerub sellel. Kuna kondenseerumine toimub madalal temperatuuril, mis vastab madalale kondensatsioonirõhule, tekib kondensaatoris sügav vaakum (25-30 korda väiksem kui õhurõhk).
Selleks, et kondensaator tagaks turbiini taga madala rõhu ja sellest tulenevalt auru kondenseerumise, on vaja palju külma vett. 1 kWh elektrienergia tootmiseks kulub ligikaudu 0,12 m 3 vett; Üks NchGRESi jõuallikas kasutab 10 m 3 vett 1 sekundi kohta. Seetõttu ehitatakse soojuselektrijaamu kas looduslike veeallikate lähedusse või rajatakse tehisreservuaarid. Kui auru kondenseerimiseks ei ole võimalik kasutada suurt kogust vett, saab reservuaari asemel vett jahutada spetsiaalsetes jahutustornides - jahutustornid, mis oma suuruse tõttu on tavaliselt elektrijaama kõige nähtavamaks osaks (joon. 3.9).
Kondensaatorist suunatakse kondensaat toitepumba abil tagasi aurugeneraatorisse.
Joonis 3.9. Soojuselektrijaama jahutustorni välisvaade
3. LOENGU TESTIKÜSIMUSED
1. Soojuselektrijaama ehitusskeem ja selle elementide otstarve – 3 punkti.
2. Soojuselektrijaama soojusdiagramm – 3 punkti.
3. Soojuselektrijaamade soojusbilanss – 3 punkti.
4. Soojuselektrijaama aurugeneraator. Eesmärk, liigid, struktuurskeem, efektiivsus – 3 punkti.
5. Auru parameetrid soojuselektrijaamades – 5 punkti
6. Auruturbiin. Seade. Lavali ja Parsonsi arendused - 3 punkti.
7. Mitmesilindrilised turbiinid – 3 punkti.
8. Ideaalse turbiini kasutegur on 5 punkti.
9. Kondensatsiooni- ja kütteauruturbiinid – 3 punkti.
10. Mis vahe on CESil ja CHP-l? CES ja CHP kasutegur on 3 punkti.
11. TPP kondensaator – 3 punkti.
