Дулааны цахилгаан станц (ДЦС, IES): сорт, төрөл, үйл ажиллагааны зарчим, түлш. "Дулааны цахилгаан станц" гэж юу болохыг бусад толь бичгүүдээс харна уу. Дулааны цахилгаан станцын үйл ажиллагааны зарчим

Энэхүү уурын турбины сэнсний ир нь тод харагдаж байна.

Дулааны цахилгаан станц (ДЦС) нь чулуужсан түлш - нүүрс, газрын тос, байгалийн хий - усыг уур болгон хувиргахад ашигладаг. өндөр даралт. Энэ уур нь нэг квадрат см тутамд 240 кг даралттай, 524 ° C (1000 ° F) температуртай бөгөөд турбиныг хөдөлгөдөг. Турбин нь генератор доторх аварга соронзыг эргүүлж, цахилгаан үүсгэдэг.

Орчин үеийн дулааны цахилгаан станцууд түлшний шаталтын явцад ялгарах дулааны 40 орчим хувийг цахилгаан эрчим хүч болгон хувиргаж, үлдсэнийг нь байгальд хаядаг. Европт олон дулааны цахилгаан станцууд хаягдал дулааныг ойролцоох айл өрх, аж ахуйн нэгжүүдийг халаахад ашигладаг. Дулаан, эрчим хүчийг хослуулан үйлдвэрлэснээр цахилгаан станцын эрчим хүчний гарц 80 хүртэл хувиар нэмэгддэг.

Цахилгаан үүсгүүртэй уурын турбин үйлдвэр

Ердийн уурын турбин нь хоёр бүлэг иртэй. Бойлероос шууд гарч буй өндөр даралтын уур нь турбины урсгалын замд орж, эхний бүлгийн иртэй сэнсийг эргүүлдэг. Дараа нь уурыг хэт халаагуурт халааж, уурын бага даралтаар ажилладаг хоёр дахь бүлэг ир бүхий импеллерүүдийг эргүүлэхийн тулд турбины урсгалын замд дахин ордог.

Хэсгийн харагдац

Ердийн дулааны цахилгаан станц (ДЦС) генераторыг уурын турбин шууд удирддаг бөгөөд энэ нь минутанд 3000 эргэлттэй байдаг. Энэ төрлийн генераторуудад ротор гэж нэрлэгддэг соронз эргэлддэг боловч ороомог (статор) нь хөдөлгөөнгүй байдаг. Хөргөлтийн систем нь генераторыг хэт халалтаас сэргийлдэг.

Уур ашиглан эрчим хүч үйлдвэрлэх

Дулааны цахилгаан станцад түлш нь уурын зууханд шатаж, өндөр температурт дөл үүсгэдэг. Ус нь дөлөөр дамжин хоолойгоор дамжин халааж, өндөр даралттай уур болж хувирдаг. Уур нь турбиныг эргүүлж, механик энерги үүсгэдэг бөгөөд генератор үүнийг цахилгаан болгон хувиргадаг. Турбиныг орхисны дараа уур нь конденсатор руу орж, хоолойнуудыг хүйтэн урсгал усаар угааж, улмаар дахин шингэн болж хувирдаг.

Газрын тос, нүүрс эсвэл хийн бойлер

Бойлер дотор

Бойлер нь халсан ус дамждаг нарийн төвөгтэй муруй хоолойгоор дүүргэгдсэн байдаг. Хоолойн нарийн төвөгтэй тохиргоо нь ус руу дамждаг дулааны хэмжээг их хэмжээгээр нэмэгдүүлж, улмаар илүү их уур гаргах боломжийг олгодог.

ДЦС бол үйлдвэрлэдэг цахилгаан станц цахилгаан эрчим хүчорганик түлшийг шатаах үед ялгарсан дулааны энергийг хувиргасны үр дүнд (Зураг E.1).

Дулааны уурын турбин цахилгаан станцууд (ТЦС), хийн турбин цахилгаан станцууд (GTPP), хосолсон циклийн цахилгаан станцууд (ЦГЦС) байдаг. TPES-ийг нарийвчлан авч үзье.

Зураг D.1 ДЦС-ын диаграм

TPES-д дулааны энергийг уурын генераторт ашиглан өндөр даралттай усны уур гаргаж авдаг бөгөөд энэ нь цахилгаан генераторын ротортой холбогдсон уурын турбины роторыг хөдөлгөдөг. Ийм дулааны цахилгаан станцын түлш нь нүүрс, мазут, байгалийн хий, хүрэн нүүрс (хүрэн нүүрс), хүлэр, занар юм. Тэдний үр ашиг 40%, эрчим хүч 3 ГВт хүрдэг. Цахилгаан үүсгүүрт зориулсан конденсацийн турбинтай, яндангийн уурын дулааныг гадны хэрэглэгчдэд дулааны эрчим хүчээр хангахад ашигладаггүй TPES-ийг конденсацын цахилгаан станц гэж нэрлэдэг (ОХУ-д албан ёсны нэр нь Улсын дүүргийн цахилгаан станц эсвэл ГРЭС). . Улсын дүүргийн цахилгаан станцууд дулааны цахилгаан станцын үйлдвэрлэсэн цахилгааны 2/3 орчим хувийг үйлдвэрлэдэг.

Халаалтын турбинаар тоноглогдсон, яндангийн уурын дулааныг үйлдвэрийн болон хотын хэрэглэгчдэд гаргадаг TPES-ийг дулаан, цахилгаан станц (ДЦС) гэж нэрлэдэг; Тэд дулааны цахилгаан станцад үйлдвэрлэсэн цахилгааны 1/3 орчим хувийг үйлдвэрлэдэг.

Дөрвөн төрлийн нүүрсийг мэддэг. Нүүрстөрөгчийн агууламж, улмаар илчлэгийн үнэ цэнийг нэмэгдүүлэхийн тулд эдгээр төрлүүдийг хүлэр, хүрэн нүүрс, битум (өөх) нүүрс эсвэл чулуун нүүрс, антрацит гэж ангилдаг. Дулааны цахилгаан станцын үйл ажиллагаанд голчлон эхний хоёр төрлийг ашигладаг.

Нүүрс нь химийн хувьд цэвэр нүүрстөрөгч биш; энэ нь мөн органик бус бодис агуулдаг (хүрэн нүүрс нь 40% хүртэл нүүрстөрөгч агуулдаг) бөгөөд энэ нь нүүрсийг шатаасны дараа үнс хэлбэрээр үлддэг. Нүүрс нь хүхэр, заримдаа төмрийн сульфид, заримдаа нүүрсний органик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг хэсэг байж болно. Нүүрсэнд ихэвчлэн хүнцэл, селен, ба цацраг идэвхт элементүүд. Үнэн хэрэгтээ нүүрс нь бүх чулуужсан түлшний хамгийн бохир нь болж хувирдаг.

Нүүрсийг шатаах үед нүүрстөрөгчийн давхар исэл, нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, түүнчлэн их хэмжээний хүхрийн исэл, түдгэлзүүлсэн тоосонцор, азотын исэл үүсдэг. Хүхрийн исэл нь мод, янз бүрийн материалыг гэмтээж, хүмүүст хортой нөлөө үзүүлдэг.

Цахилгаан станцуудад нүүрс шатаах үед агаар мандалд ялгарч буй тоосонцорыг "үнс" гэж нэрлэдэг. Үнс ялгаруулалтыг хатуу хянадаг. Түдгэлзүүлсэн хэсгүүдийн 10 орчим хувь нь агаар мандалд ордог.

1000 МВт-ын хүчин чадалтай нүүрсээр ажилладаг цахилгаан станц жилд 4-5 сая тонн нүүрс түлдэг.

Алтайн нутагт нүүрс олборлодоггүй учраас бусад бүс нутгаас авчирч, энэ зорилгоор зам тавьж, байгалийн ландшафтыг өөрчилдөг гэж үзнэ.

ХАВСРАЛТ Е

Гилев Александр

ДЦС-ын давуу талууд:

ДЦС-ын сул талууд:

Жишээлбэл :

Татаж авах:

Урьдчилан үзэх:

БАЙГАЛЬ ОРЧНЫ АСУУДЛЫН ӨНЦӨГӨӨ ДЦС, АЦС-ЫН ХАРЬЦУУЛСАН ШИНЖ .

Дууссан: Гилев Александр, "Dalrybvtuz" дээд мэргэжлийн боловсролын Холбооны улсын төсвийн боловсролын байгууллагын 11-р анги "D"

Шинжлэх ухааны зөвлөх:Курносенко Марина Владимировна, дээд зэрэглэлийн физикийн багш, лицейFSBEI HPE "Dalrybvtuz"

Дулааны цахилгаан станц (ДЦС), чулуужсан түлшийг шатаах явцад ялгардаг дулааны энергийг хувиргасны үр дүнд цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг цахилгаан станц.

Дулааны цахилгаан станцууд ямар түлшээр ажилладаг вэ?!

• Нүүрс: Дунджаар нэг кг ийм төрлийн түлш шатаахад 2.93 кг CO2 ялгарч, 6.67 кВт.ц эрчим хүч буюу 30%-ийн үр ашигтайгаар 2.0 кВт.ц цахилгаан үйлдвэрлэдэг. 75-97% нүүрстөрөгч агуулсан,

1.5-5.7% устөрөгч, 1.5-15% хүчилтөрөгч, 0.5-4% хүхэр, 1.5% хүртэл азот, 2-45%

дэгдэмхий бодис, чийгийн хэмжээ 4-14% хооронд хэлбэлздэг хийн бүтээгдэхүүн (коксын хий) нь бензол,

толуол, ксиол, фенол, аммиак болон бусад бодисууд. Дараа нь коксын зуухны хийнээс

аммиак, хүхэрт устөрөгч, цианидын нэгдлээс цэвэршүүлэх нь түүхий

бензол, үүнээс зарим нүүрсустөрөгч болон бусад олон тооны үнэт

бодисууд.

• Шатахуун тос: Шатахууны тос (араб хэлнээс гаралтай байж магадгүй - хаягдал), хар хүрэн шингэн бүтээгдэхүүн, газрын тос эсвэл түүний хоёрдогч боловсруулалтын бүтээгдэхүүнээс бензин, керосин, хийн тосны фракцыг салгасны дараа 350-360 хэм хүртэл буцалгасны дараа үлддэг. Шатахууны тос нь нүүрсустөрөгч (молекул жинтэй 400-1000 г/моль), нефтийн давирхай (500-3000 г/моль ба түүнээс дээш молекул жинтэй), асфальтен, карбен, карбоид, металл агуулсан органик нэгдлүүдийн холимог юм. V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca)
• Хий: Байгалийн хийн гол хэсэг нь метан (CH4) - 92-98%. Байгалийн хий нь метаны гомолог болох хүнд нүүрсустөрөгчийг агуулж болно.

Дулааны цахилгаан станцын давуу болон сул талууд:

ДЦС-ын давуу талууд:

• Хамгийн чухал давуу тал нь осол багатай, тоног төхөөрөмжийн тэсвэр тэвчээр юм.
• Ашигласан түлш нь нэлээд хямд.
• Бусад цахилгаан станцуудтай харьцуулахад бага хөрөнгө оруулалт шаарддаг.
• Шатахууны нөөцөөс үл хамааран хаана ч барьж болно. Түлшийг цахилгаан станцын байршилд төмөр зам, авто тээврээр тээвэрлэж болно.
• Байгалийн хийг түлш болгон ашиглах нь утааг бараг бууруулдаг хортой бодисуудагаар мандалд орж байгаа нь атомын цахилгаан станцаас асар том давуу тал юм.
• Атомын цахилгаан станцуудын хувьд ноцтой асуудал бол нөөц нь дууссаны дараа ашиглалтаас гарах явдал бөгөөд энэ нь тэдний барилгын өртгийн 20 хүртэлх хувийг эзэлдэг.

ДЦС-ын сул талууд:

• Ямартай ч мазут, нүүрсийг түлш болгон ашигладаг дулааны цахилгаан станцууд байгаль орчныг их хэмжээгээр бохирдуулдаг. Дулааны цахилгаан станцуудад 1000 МВт суурилагдсан хүчин чадалд ногдох хүхэрлэг хий, азотын исэл, нүүрстөрөгчийн исэл, нүүрсустөрөгч, альдегид, үнс зэрэг хортой бодисын жилийн нийт ялгаралт хийн түлшээр ажилладаг дулааны цахилгаан станцад жилд ойролцоогоор 13,000 тонн байна. нунтаг нүүрсний дулааны цахилгаан станцуудад 165,000 үйлдвэр .
• 1000 МВт-ын хүчин чадалтай дулааны цахилгаан станц жилд 8 сая тонн хүчилтөрөгч хэрэглэдэг.

Жишээлбэл : ТЭЦ-2 өдөрт нүүрснийхээ тал хувийг түлдэг. Энэ нь магадгүй гол сул тал юм.

Хэрвээ?!

• Приморье хотод баригдсан атомын цахилгаан станцад осол гарвал яах вэ?
• Үүний дараа гараг сэргэхэд хэдэн жил шаардлагатай вэ?
• Эцсийн эцэст аажмаар хийд шилжиж байгаа ДЦС-2 агаар мандалд хөө тортог, аммиак, азот болон бусад бодис ялгаруулж байгааг бараг зогсоож байна!
• Өнөөдрийн байдлаар ТЭЦ-2-оос ялгарах утаа 20 хувиар буурсан байна.
• Мэдээжийн хэрэг, өөр нэг асуудал арилах болно - үнсний овоолго.

Атомын цахилгаан станцын аюулын талаар бага зэрэг:

• 1986 оны 4-р сарын 26-нд Чернобылийн атомын цахилгаан станцад гарсан ослыг санахад л хангалттай. Ердөө 20 жилийн дотор энэ бүлгийн 5 мянга орчим татан буулгагч бүх шалтгаанаар нас барсан бөгөөд энэ нь энгийн иргэдийг тооцохгүй юм ... Мэдээжийн хэрэг, энэ бүгд албан ёсны мэдээлэл юм.

"МАЯК" үйлдвэр:

• 1953 оны 03-р сарын 15 - өөрийгөө тэтгэх гинжин урвал явагдсан. Үйлдвэрийн ажилтнууд дахин ил гарсан;
• 10/13/1955 - Технологийн тоног төхөөрөмж эвдэрч, барилгын эд анги эвдэрсэн.
• 04/21/1957 - 20-р үйлдвэрт баяжуулсан ураны оксалатын тунадасыг шүүсний дараа оксалат декантуудын цуглуулгад SCR (аяндаа үүссэн гинжин урвал). Зургаан хүн 300-1000 рем (дөрвөн эмэгтэй, хоёр эрэгтэй) цацрагийн тунг авч, нэг эмэгтэй нас баржээ.
• 10/02/1958 - Үйлдвэр дээрх ХЭХ. Уусмал дахь ураны янз бүрийн концентрацитай цилиндр хэлбэртэй саванд баяжуулсан ураны эгзэгтэй массыг тодорхойлох туршилтыг хийсэн. Ажилтнууд цөмийн материалтай (цөмийн задрах материал) ажиллах дүрэм, зааврыг зөрчсөн. SCR хийх үед ажилтнууд 7600-13000 рем цацрагийн тунг хүлээн авсан. Гурван хүн нас барж, нэг хүн цацрагийн өвчтэй болж, хараагүй болсон. Мөн тэр жил И.В.Курчатов хамгийн өндөр түвшинд үг хэлж, улсын аюулгүй байдлын тусгай нэгж байгуулах шаардлагатайг нотолсон. LBL ийм байгууллага болсон.
• 07/28/1959 - технологийн тоног төхөөрөмжийн эвдрэл.
• 12/05/1960 - Үйлдвэр дээрх ХЭХ. Таван хүн хэт их өртсөн.
• 02/26/1962 - сорбцийн баганад дэлбэрэлт, тоног төхөөрөмжийг устгах.
• 09/07/1962 - SCR.
• 12/16/1965 - 20-р үйлдвэрт SCR 14 цаг үргэлжилсэн.
• 12/10/1968 - SCR. Плутонийн уусмалыг аюултай геометр бүхий цилиндр хэлбэртэй саванд хийжээ. Нэг хүн нас барж, нөгөө нь өндөр тунгаар цацраг туяа, цацрагийн өвчин тусч, хоёр хөл, баруун гараа тайруулсан.
• 1976 оны 2-р сарын 11-нд радиохимийн үйлдвэрт боловсон хүчний чадваргүй үйл ажиллагааны үр дүнд төвлөрсөн азотын хүчлийн нарийн төвөгтэй найрлагатай органик шингэнтэй автокаталитик урвал үүссэн. Төхөөрөмж дэлбэрч, засварын талбай болон станцын зэргэлдээх талбайг цацраг идэвхт бодисоор бохирдуулсан. INEC-3 индекс.
• 10/02/1984 - реакторын вакуум төхөөрөмж дээр дэлбэрэлт.
• 11/16/1990 - урвалж бүхий саванд тэсрэх урвал. Хоёр хүн химийн түлэгдэлт авч, нэг хүн нас барсан.
• 07/17/1993 - Маяк ТХГН-ийн радиоизотопын үйлдвэрт сорбцийн багана эвдэрч, хүрээлэн буй орчинд бага хэмжээний α-аэрозоль ялгарсан осол гарсан. Цацрагийн ялгаруулалтыг цехийн үйлдвэрлэлийн байранд нутагшуулсан.
• 08.02.1993 - Шингэн цацраг идэвхт хог хаягдлыг боловсруулах үйлдвэрээс целлюлозыг дамжуулах шугамд гэмтэл учруулах, дамжуулах хоолойн даралтыг бууруулж, 2 м3 цацраг идэвхт целлюлозыг дэлхийн гадаргуу дээр хаяхтай холбоотой осол гарсан (ойролцоогоор 100 м2); гадаргуу бохирдсон). Дамжуулах хоолойн даралтыг бууруулснаар дэлхийн гадаргуу руу 0.3 Ci-ийн идэвхжилтэй цацраг идэвхт целлюлоз нэвчихэд хүргэв. Цацраг идэвхит ул мөрийг нутагшуулж, бохирдсон хөрсийг зайлуулсан.
• 1993 оны 12-р сарын 27-нд радиоизотопын үйлдвэрт осол гарч, шүүлтүүрийг солих үед цацраг идэвхт аэрозоль агаар мандалд цацагджээ. Сулралт нь α-идэвхжилтийн хувьд 0.033 Ci, β- идэвхжилийн хувьд 0.36 mCi байв.
• 1994 оны 2-р сарын 4-нд цацраг идэвхт аэрозолийн ялгарал нэмэгдсэн нь бүртгэгдсэн: 2 өдрийн түвшний β-идэвхжүүлэлтээр, өдөр тутмын түвшингээс 137С, нийт идэвхжил 15.7 мКи байв.
• 1994 оны 3-р сарын 30-ны өдөр шилжилтийн үед өдөрт 137С-ийн илүүдэл ялгаруулалт 3 дахин, β-идэвхжил 1.7 дахин, α- идэвхжил 1.9 дахин тус тус бүртгэгдсэн байна.
• 1994 оны 5-р сард үйлдвэрийн байрны агааржуулалтын системээр 10.4 мКи β-аэрозоль ялгарсан. 137Cs ялгаруулалт нь хяналтын түвшний 83% байсан.
• 1994 оны 7-р сарын 7-нд багажийн үйлдвэрт хэд хэдэн квадрат дециметр талбай бүхий цацраг идэвхт цэг олджээ. Өртөх тунгийн хурд нь 500 мкР/с байв. Толбо нь бөглөрсөн бохирын хоолойноос гоожсоны үр дүнд үүссэн.
• 31.08. 1994 онд радиохимийн үйлдвэрийн барилгын агаар мандлын хоолойд цацраг идэвхт бодисын ялгаралт нэмэгдэж бүртгэгдсэн (238.8 мКи, үүнд 137С-ийн эзлэх хувь энэ радионуклидын жилийн зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээнээс 4.36%) байна. Радионуклид ялгарах шалтгаан нь хяналтгүй цахилгаан нум үүссэний үр дүнд ашигласан түлшний угсралтын (ашигласан түлшний угсралт) хоосон үзүүрийг таслах ажиллагааны явцад VVER-440 түлшний саваа даралтыг бууруулсан явдал байв.
• 1995 оны 3-р сарын 24-нд аппаратын плутонийн ачааллын нормоос 19% илүү гарсан нь цөмийн аюултай осол гэж үзэж болно.
• 1995 оны 9-р сарын 15-ны өдөр өндөр түвшний шингэн цацраг идэвхт хаягдлыг (шингэн цацраг идэвхт хаягдал) шилэнжүүлэх зууханд хөргөх усны алдагдлыг илрүүлсэн. Зуухны байнгын ажиллагаа зогссон.
• 1995 оны 12-р сарын 21-нд термометрийн сувгийг огтолж байх үед дөрвөн ажилчин цацрагт өртсөн (1.69, 0.59, 0.45, 0.34 рем). Хэрэг гарах болсон шалтгаан нь тус компанийн ажилчид технологийн дүрэм зөрчсөнөөс болсон байна.
• 1995 оны 7-р сарын 24-нд 137Cs аэрозол ялгарсан бөгөөд энэ нь тухайн аж ахуйн нэгжийн жилийн MPE-ийн 0.27% байв. Шалтгаан нь шүүлтүүрийн даавууны гал юм.
• 1995 оны 9-р сарын 14-нд тагийг сольж, шаталсан манипуляторуудыг тослох үед α-нуклидуудаар агаарын бохирдол огцом нэмэгдсэн байна.
• 10/22/96-ны өдөр өндөр түвшний хог хадгалах савны хөргөлтийн усны ороомог даралтыг бууруулсан. Үүний улмаас агуулахын хөргөлтийн системийн шугам хоолой бохирдсон байна. Энэ хэргийн улмаас тус хэлтсийн 10 ажилтан 2.23×10-3-аас 4.8×10-2 Sv хүртэл цацраг идэвхт бодист өртсөн байна.
• 1996 оны 11-р сарын 20-ны өдөр хими, металлургийн үйлдвэрт яндангийн сэнсний цахилгаан тоног төхөөрөмж дээр ажиллаж байх үед агаар мандалд радионуклидын аэрозолийн ялгаралт үүссэн нь тус үйлдвэрийн жилийн зөвшөөрөгдөх 10% -ийг эзэлж байна.
• 1997 оны 8-р сарын 27-ны өдөр RT-1 үйлдвэрийн байранд нэг байранд 1-2 м2 талбайтай шалны бохирдол илэрсэн; гамма цацрагийн тунгийн хэмжээ 40-200 байна μR/s.
• 10.06.97-ны өдөр RT-1 үйлдвэрийн угсралтын байранд цацраг идэвхт дэвсгэр нэмэгдсэн нь бүртгэгдсэн. Өртөлтийн тунгийн хурдыг хэмжихэд 300 мкР/с хүртэлх утгыг харуулсан.
• 1998 оны 9-р сарын 23-нд автомат хамгаалалтыг ажиллуулсны дараа LF-2 реакторын (Людмила) хүчийг нэмэгдүүлэх үед зөвшөөрөгдөх чадлын хэмжээ 10% -иар хэтэрсэн байна. Үүний үр дүнд гурван сувгийн түлшний элементүүдийн зарим нь даралтыг бууруулж, улмаар анхдагч хэлхээний тоног төхөөрөмж, дамжуулах хоолой бохирдсон. 10 хоногийн дотор реактороос ялгарах 133Xe-ийн агууламж жилийн зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс давсан байна.
• 09.09.2000 ТХГН-ийн Маяк-д 1,5 цагийн турш цахилгаан тасарсан бөгөөд энэ нь осолд хүргэж болзошгүй юм.
• Прокурорын байгууллага 2005 онд хийсэн шалгалтын үеэр 2001-2004 оны хооронд үйлдвэрлэлийн байгаль орчинд халтай хог хаягдлыг боловсруулах журам зөрчсөн нь Маякуудын үйлдвэрлэсэн хэдэн арван сая шоо метр шингэн цацраг идэвхт хог хаягдлыг булсан болохыг тогтоожээ. Теча голын сав руу ТХГН-ийн . ОХУ-ын Ерөнхий прокурорын газрын Урал дахь хэлтсийн орлогч даргын хэлснээр. холбооны дүүрэгАндрей Потапов, "Урт хугацаанд сэргээн засварлах шаардлагатай байсан үйлдвэрийн далан нь шингэн цацраг идэвхт хаягдлыг усан сан руу нэвтрүүлж байгаа нь Челябинск муж төдийгүй хөрш зэргэлдээ бүс нутгийн байгаль орчинд ноцтой аюул учруулж байгаа нь тогтоогдсон. .” Прокурорын байгууллагын мэдээлснээр, Теча голын татам дахь Маяк үйлдвэрийн үйл ажиллагааны улмаас энэ дөрвөн жилийн хугацаанд цацраг идэвхт бодисын хэмжээ хэд дахин нэмэгдсэн байна. Шалгалтаар халдварын талбай 200 километр байжээ. Аюултай бүсэд 12 мянга орчим хүн амьдардаг. Үүний зэрэгцээ мөрдөн байцаагчид мөрдөн байцаалтын ажиллагаатай холбоотойгоор дарамт шахалтад орсон гэдгээ мэдэгдэв. гүйцэтгэх захирал руу PA "Маяк" Виталий Садовниковыг ОХУ-ын Эрүүгийн хуулийн 246 дугаар зүйл "Ажил үйлдвэрлэлийн явцад байгаль орчныг хамгаалах дүрмийг зөрчсөн" болон ОХУ-ын Эрүүгийн хуулийн 247 дугаар зүйлийн 1, 2 дахь хэсэгт зааснаар буруутгаж байна. Байгаль орчинд аюултай бодис, хог хаягдлын эргэлтийн журам зөрчсөн." 2006 онд Төрийн Думын 100 жилийн ойд зориулсан өршөөлийн улмаас Садовниковт холбогдох эрүүгийн хэргийг хэрэгсэхгүй болгожээ.
• Теча бол Челябинск мужид байрлах Маяк химийн үйлдвэрээс ялгарах цацраг идэвхт хаягдлаар бохирдсон гол юм. Голын эрэг дээр цацраг идэвхт дэвсгэр хэд дахин хэтэрсэн. 1946-1956 онд Маяк үйлдвэрийн нэгдлийн дунд, дээд зэргийн шингэн хог хаягдлыг Теча голын эхээс 6 км зайд орших Теча-Исэт-Тобол голын ил задгай системд цутгаж байжээ. Эдгээр жилүүдэд нийтдээ 76 сая м3 ус асгасан байна. Бохир уснийт 2.75 сая Ci гаруй β-цацраг идэвхжилтэй. Далайн эргийн тосгоны оршин суугчид гадаад болон дотоод цацрагт өртсөн. Энэ усны системийн гол мөрний эрэг дээрх суурин газруудад амьдардаг нийт 124 мянган хүн цацрагт хордсон байна. Теча голын эрэг орчмын оршин суугчид хамгийн их цацраг туяанд өртсөн (28.1 мянган хүн). 20 суурингаас нүүлгэн шилжүүлсэн 7.5 мянга орчим хүн 3-170 cSv-ийн дундаж үр дүнтэй эквивалент тунг авчээ. Үүний дараа голын дээд хэсэгт каскадын усан санг барьсан. Ихэнх шингэн цацраг идэвхт хаягдлыг (үйл ажиллагааны хувьд) нуур руу хаясан. Карачай (9-р усан сан) ба "Хуучин намаг". Голын татам болон ёроолын хурдас бохирдсон бөгөөд голын дээд хэсгийн лаг шаврын ордуудыг цацраг идэвхт хатуу хог хаягдал гэж үздэг. Нуурын бүсийн гүний ус. Карачай болон Течагийн каскадын усан сангууд бохирдсон байна.
• 1957 онд болсон Маякын осол буюу Кыштымын эмгэнэлт явдал нь Чернобылийн АЦС болон Фукушимагийн I ослын дараа (INES масштабаар) цөмийн энергийн түүхэн дэх гурав дахь том гамшиг юм.
• Челябинск мужид цацраг идэвхт бодис бохирдсон тухай асуудлыг хэд хэдэн удаа хөндөж байсан ч химийн үйлдвэр стратегийн ач холбогдолтой учраас тэр болгонд үл тоомсорлодог.

ФУКУШИМА-1

• Фукушима-1 АЦС-ын осол бол цацрагийн томоохон осол (Япончуудын хэлснээр) албан тушаалтнууд- INES масштабын 7-р түвшин), 2011 оны 3-р сарын 11-нд Японд болсон хүчтэй газар хөдлөлт, дараа нь цунамигийн улмаас болсон.

Дулаан цахилгаан станцын (ДЦС) үйл ажиллагааны зарчим нь усны уурын өвөрмөц шинж чанарт суурилдаг - хөргөлтийн бодис байх. Даралтын дор халсан нөхцөлд энэ нь дулааны цахилгаан станцын (ДЦС) турбиныг хөдөлгөдөг хүчирхэг эрчим хүчний эх үүсвэр болж хувирдаг - уурын аль хэдийн алслагдсан эрин үеийн өв юм.

Анхны дулааны цахилгаан станцыг 1882 онд Нью-Йорк хотод Сувдан гудамжинд (Манхэттен) барьсан. Жилийн дараа Санкт-Петербург Оросын анхны дулааны станцын төрсөн газар болжээ. Хачирхалтай мэт санагдаж байсан ч манай өндөр технологийн эрин үед ч дулааны цахилгаан станцууд бүрэн орлуулах станцыг хараахан олоогүй байна: дэлхийн эрчим хүчний салбарт тэдний эзлэх хувь 60 гаруй хувийг эзэлдэг.

Мөн дулааны энергийн давуу болон сул талуудыг агуулсан энгийн тайлбар бий. Түүний "цус" нь органик түлш - нүүрс, шатах тослох материал, шатдаг занар, хүлэр, байгалийн хий нь харьцангуй хүртээмжтэй хэвээр байгаа бөгөөд тэдгээрийн нөөц нь нэлээд том юм.

Том сул тал нь түлшний шаталтын бүтээгдэхүүн нь байгаль орчинд ноцтой хор хөнөөл учруулдаг. Тийм ээ, байгалийн агуулах хэзээ нэгэн цагт бүрэн шавхагдаж, олон мянган дулааны цахилгаан станцууд манай соёл иргэншлийн зэвэрсэн "хөшөө" болон хувирах болно.

Үйл ажиллагааны зарчим

Эхлээд "СӨХ", "СӨХ" гэсэн нэр томъёог тодорхойлох нь зүйтэй. Энгийнээр хэлбэл тэд эгч дүүс юм. "Цэвэр" дулааны цахилгаан станц - ДЦС нь зөвхөн цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд зориулагдсан. Түүний өөр нэр нь "конденсаторын цахилгаан станц" - IES.

Дулааны цахилгаан станц - ДЦС - дулааны цахилгаан станцын нэг төрөл. Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхээс гадна төвлөрсөн халаалтын систем болон ахуйн хэрэгцээг халуун усаар хангадаг.

Дулааны цахилгаан станцын үйл ажиллагааны схем нь маш энгийн. Түлш болон халсан агаар - исэлдүүлэгч - зууханд нэгэн зэрэг ордог. Оросын дулааны цахилгаан станцуудын хамгийн түгээмэл түлш бол буталсан нүүрс юм. Нүүрсний тоосны шаталтын дулаан нь уурын зууханд орж буй усыг уур болгон хувиргаж, дараа нь уурын турбин руу даралтын дор нийлүүлдэг. Уурын хүчтэй урсгал нь механик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг генераторын роторыг хөдөлгөж, эргүүлэхэд хүргэдэг.

Дараа нь температур, даралт гэсэн анхны үзүүлэлтүүдээ аль хэдийнээ алдсан уур нь конденсатор руу орж, хүйтэн "усан шүршүүрт" орсны дараа дахин ус болдог. Дараа нь конденсатын шахуурга нь нөхөн сэргээгдэх халаагуур руу шахаж, дараа нь деаэратор руу оруулна. Тэнд ус нь хийнээс чөлөөлөгддөг - хүчилтөрөгч ба CO 2 нь зэврэлт үүсгэдэг. Үүний дараа усыг уураас дахин халааж, буцаан бойлер руу оруулна.

Дулаан хангамж

ДЦС-ын хоёр дахь чухал үүрэг бол системд зориулагдсан халуун усаар (уур) хангах явдал юм төвийн халаалтойролцоох суурин газрууд болон ахуйн хэрэглээний . Тусгай халаагуурт хүйтэн усыг зуны улиралд 70 градус, өвлийн улиралд 120 градус хүртэл халааж, дараа нь сүлжээний насосоор нийтлэг холих камерт нийлүүлж, дараа нь халаалтын гол системээр дамжуулан хэрэглэгчдэд нийлүүлдэг. Дулааны цахилгаан станцын усан хангамжийг байнга нөхдөг.

Хийн түлшээр ажилладаг дулааны цахилгаан станцууд хэрхэн ажилладаг вэ?

Нүүрс түлшээр ажилладаг дулааны цахилгаан станцуудтай харьцуулахад хийн турбин блоктой дулааны цахилгаан станцууд илүү авсаархан, байгаль орчинд ээлтэй. Ийм станцад уурын зуух хэрэггүй гэж хэлэхэд хангалттай. Хийн турбины төхөөрөмж нь үндсэндээ ижил турбожет онгоцны хөдөлгүүр бөгөөд үүнээс ялгаатай нь тийрэлтэт урсгал нь агаар мандалд ялгардаггүй, харин генераторын роторыг эргүүлдэг. Үүний зэрэгцээ шаталтын бүтээгдэхүүний ялгаралт хамгийн бага байна.

Нүүрс шатаах шинэ технологи

Орчин үеийн дулааны цахилгаан станцуудын үр ашиг 34% -иар хязгаарлагддаг. Дулааны цахилгаан станцуудын дийлэнх нь нүүрсээр ажилладаг бөгөөд үүнийг маш энгийнээр тайлбарлаж болно - Дэлхий дээрх нүүрсний нөөц асар их хэвээр байгаа тул үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчний нийт эзлэхүүн дэх дулааны цахилгаан станцуудын эзлэх хувь 25 орчим хувьтай байна.

Нүүрс шатаах үйл явц олон арван жилийн турш бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч шинэ технологиуд энд орж ирсэн.

Энэ аргын онцлог нь нүүрсний тоосыг шатаах үед агаараас тусгаарлагдсан цэвэр хүчилтөрөгчийг исэлдүүлэгч бодис болгон ашигладаг. Үүний үр дүнд утааны хийнээс хортой хольц - NOx ялгардаг. Үлдсэн хортой хольцыг цэвэршүүлэх хэд хэдэн үе шаттайгаар шүүнэ. Гаралтын хэсэгт үлдсэн CO 2 нь өндөр даралтын дор саванд шахагдаж, 1 км хүртэл гүнд булшлагдана.

"хүчил түлш барих" арга

Энд ч гэсэн нүүрс шатаах үед исэлдүүлэгч бодис болгон цэвэр хүчилтөрөгч ашигладаг. Зөвхөн өмнөх аргаас ялгаатай нь шаталтын үед уур үүсч, турбиныг эргүүлэхэд хүргэдэг. Дараа нь үнс, хүхрийн ислийг утааны хийнээс зайлуулж, хөргөх, конденсацлах ажлыг гүйцэтгэдэг. 70 атмосферийн даралтын дор үлдсэн нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингэн төлөвт шилжүүлж, газар доор байрлуулна.

Урьдчилан шатаах арга

Нүүрсийг "хэвийн" горимд - агаартай холилдсон уурын зууханд шатаадаг. Үүний дараа үнс ба SO 2 - хүхрийн ислийг зайлуулна. Дараа нь CO 2-ийг тусгай шингэн шингээгч ашиглан зайлуулж, дараа нь булшлах замаар устгана.

Дэлхийн хамгийн хүчирхэг таван дулааны цахилгаан станц

Аварга шалгаруулах тэмцээн нь 2.5 квадрат метр талбайг эзэлдэг 6600 МВт (5 эрчим хүчний блок х 1200 МВт) хүчин чадалтай Хятадын Туокетуо дулааны цахилгаан станцад харьяалагддаг. км. Түүний араас түүний “эх орон” буюу 5824 МВт-ын хүчин чадалтай Тайчуны дулааны цахилгаан станц орж байна. Эхний гуравт ОХУ-ын хамгийн том нь Сургутская ГРЭС-2 хаагдсан - 5597.1 МВт. Дөрөвдүгээрт Польшийн Белчатовын дулааны цахилгаан станц - 5354 МВт, тавдугаарт Футцу CCGT цахилгаан станц (Япон) - 5040 МВт-ын хүчин чадалтай хийн дулааны цахилгаан станц оржээ.

Дулааны цахилгаан станцын ангилал

Дулааны цахилгаан станц(ДЦС) - цахилгаан станц , органик түлшийг шатаах явцад ялгардаг дулааны энергийг хувиргасны үр дүнд цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх.

Анхны дулааны цахилгаан станцууд 19-р зууны төгсгөлд (1882 онд - Нью-Йоркт, 1883 онд - Санкт-Петербургт, 1884 онд - Берлинд) гарч ирсэн бөгөөд өргөн тархсан. Одоогоор ДЦС цахилгаан станцын үндсэн төрөл.Тэдний үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчний эзлэх хувь нь: Орост ойролцоогоор 70%, дэлхийд ойролцоогоор 76% байна.

Дулааны цахилгаан станцуудын дунд дулааны уурын турбин цахилгаан станцууд давамгайлдаг бөгөөд дулааны энергийг уурын генераторт ашигладаг өндөр даралтын усны уур гаргаж авдаг бөгөөд энэ нь цахилгаан үүсгүүрийн ротортой холбогдсон уурын турбины роторыг эргүүлдэг (ихэвчлэн синхрон генератор) . Генераторыг турбин болон өдөөгчтэй хамт гэж нэрлэдэг турбогенератор.ОХУ-д ДЦС нь дулааны цахилгаан станцын үйлдвэрлэсэн цахилгааны ~99%-ийг үйлдвэрлэдэг. Ийм дулааны цахилгаан станцуудад ашигладаг түлш нь нүүрс (гол төлөв), мазут, байгалийн хий, хүрэн нүүрс, хүлэр, занар юм.

Цахилгаан үүсгүүрт хөтлүүр болгон конденсацын турбинтай, яндангийн уурын дулааныг гадны хэрэглэгчдэд дулааны эрчим хүчээр хангахад ашигладаггүй TPES-ийг конденсацийн цахилгаан станц (CPS) гэж нэрлэдэг. Орос улсад IES-ийг түүхэндээ Улсын дүүргийн цахилгаан станц буюу ГРЭС гэж нэрлэдэг. . GRES нь дулааны цахилгаан станцад үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчний 65 орчим хувийг үйлдвэрлэдэг. Тэдний үр ашиг 40% хүрдэг. Дэлхийн хамгийн том цахилгаан станц Сургутская ГРЭС-2; түүний хүчин чадал 4.8 ГВт; Рефтинская ГРЭС-ийн хүчин чадал 3.8 ГВт.

Халаалтын турбинаар тоноглогдсон, яндангийн уурын дулааныг үйлдвэрийн болон хотын хэрэглэгчдэд гаргадаг TPES-ийг дулаан, цахилгаан станц (ДЦС) гэж нэрлэдэг; Тэд дулааны цахилгаан станцуудад үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчний 35 орчим хувийг үйлдвэрлэдэг. Дулааны эрчим хүчийг бүрэн ашигласны ачаар дулааны цахилгаан станцуудын үр ашиг 60-65% хүртэл нэмэгддэг. ОХУ-ын хамгийн хүчирхэг дулааны цахилгаан станцууд болох Мосэнергогийн ДЦС-23, ДЦС-25 тус бүр 1410 МВт хүчин чадалтай.

Аж үйлдвэрийн хийн турбинуудУурын турбинуудаас хамаагүй хожуу гарч ирсэн, учир нь тэдгээрийг үйлдвэрлэхэд халуунд тэсвэртэй тусгай материал шаардагддаг. Хийн турбин дээр суурилсан авсаархан, маневрлах чадвартай хийн турбины нэгжүүд (GTUs) бий болсон. Хийн турбины нэгжийн шатаах камерт хий эсвэл шингэн түлшийг шатаадаг; 750 - 900 ° C температуртай шаталтын бүтээгдэхүүн нь цахилгаан үүсгүүрийн роторыг эргүүлдэг хийн турбин руу ордог. Ийм дулааны цахилгаан станцын үр ашиг нь ихэвчлэн 26 - 28%, эрчим хүч - хэдэн зуун МВт хүртэл байдаг. . Яндангийн хийн өндөр температураас шалтгаалан хийн турбин нь хэмнэлттэй байдаггүй.

Хийн турбин бүхий дулааны цахилгаан станцууд нь цахилгааны ачааллын оргил үеийг нөхөх эсвэл жижиг суурин газруудыг цахилгаан эрчим хүчээр хангах зорилгоор цахилгаан эрчим хүчний нөөц эх үүсвэр болгон ашигладаг ачааллын огцом өөрчлөлт; ойр ойрхон зогсох, хурдан асаах, эрчим хүчний өндөр хурдыг нэмэгдүүлэх, ачааллын өргөн хүрээнд нэлээд хэмнэлттэй ажиллах боломжтой. Дүрмээр бол хийн турбин станцууд нь түлшний тодорхой хэрэглээ, цахилгаан эрчим хүчний зардлын хувьд уурын турбин дулааны цахилгаан станцуудаас доогуур байдаг. Бойлерийн цех, шахуургын станц барих шаардлагагүй тул хийн турбин бүхий дулааны цахилгаан станцуудын барилга угсралтын ажлын өртөг ойролцоогоор хагас дахин буурдаг. ГРЭС-3-ын нэрэмжит хийн турбин блок бүхий хамгийн хүчирхэг дулааны цахилгаан станц. Классон (Москва муж) нь 600 МВт хүчин чадалтай.

Хийн турбинуудаас ялгарах хий нь нэлээд өндөр температуртай байдаг тул хийн турбинууд үр ашиг багатай байдаг. IN хосолсон циклийн үйлдвэр(PGU), бүрдэнэ уурын турбин ба хийн турбин агрегатууд, хийн турбины халуун хий нь уурын генератор дахь усыг халаахад хэрэглэгддэг. Эдгээр нь хосолсон төрлийн цахилгаан станцууд юм. Хосолсон циклийн хийн турбин бүхий дулааны цахилгаан станцуудын үр ашиг 42 - 45% хүрдэг. Одоогийн байдлаар CCGT нь цахилгаан үйлдвэрлэхэд ашигладаг хамгийн хэмнэлттэй хөдөлгүүр юм. Нэмж дурдахад энэ нь байгаль орчинд ээлтэй хөдөлгүүр бөгөөд үүнийг өндөр үр ашигтайгаар тайлбарладаг. CCGT нь 20 гаруй жилийн өмнө гарч ирсэн боловч одоо эрчим хүчний салбарын хамгийн эрч хүчтэй салбар болжээ. ОХУ-ын хосолсон циклийн хийн турбинтай хамгийн хүчирхэг эрчим хүчний нэгжүүд: Санкт-Петербургийн өмнөд дулааны цахилгаан станцад - 300 МВт, Невинномысская мужийн цахилгаан станцад - 170 МВт.

Хийн турбин, хосолсон циклийн хийн турбины төхөөрөмж бүхий дулааны цахилгаан станцууд нь гадаад хэрэглэгчдийг дулаанаар хангах, өөрөөр хэлбэл хосолсон дулааны цахилгаан станц хэлбэрээр ажиллах боломжтой.

Уур дамжуулах хоолойн технологийн схемийн дагуу дулааны цахилгаан станцуудыг хуваана блокийн дулааны цахилгаан станцгэх мэт Хөндлөн холбоос бүхий TPP.

Модульчлагдсан дулааны цахилгаан станцууд нь тусдаа, ихэвчлэн ижил төрлийн цахилгаан станцууд - эрчим хүчний нэгжүүдээс бүрддэг. Эрчим хүчний нэгжид уурын зуух бүр уурыг зөвхөн өөрийн турбин руу нийлүүлдэг бөгөөд конденсацийн дараа зөвхөн өөрийн бойлер руу буцдаг. Уурын хэт халалт гэж нэрлэгддэг бүх хүчирхэг улсын цахилгаан станцууд, дулааны цахилгаан станцууд блок схемийн дагуу баригдсан. Хөндлөн холболттой дулааны цахилгаан станцуудын бойлер ба турбинуудын ажиллагааг өөр өөрөөр хангадаг: дулааны цахилгаан станцын бүх уурын зуухнууд нь нэг нийтлэг уурын шугам (коллектор) руу уурыг нийлүүлдэг бөгөөд дулааны цахилгаан станцын бүх уурын турбинууд үүнээс тэжээгддэг. Энэ схемийн дагуу ХЦС-ууд нь завсрын хэт халалтгүйгээр баригдсан бөгөөд бараг бүх ДЦС-ууд нь эгзэгтэй бус анхны уурын параметрүүдээр баригдсан.

Анхны даралтын түвшингээс хамааран дулааны цахилгаан станцуудыг ялгадаг критикийн доорх даралтТэгээд хэт критик даралт(SKD).

Чухал даралт нь 22.1 МПа (225.6 at).ОХУ-ын дулааны эрчим хүчний салбарт анхны параметрүүдийг стандартчилдаг: дулааны цахилгаан станцууд болон хосолсон дулааны цахилгаан станцууд нь 8.8 ба 12.8 МПа (90 ба 130 атм), SKD-ийн хувьд 23.5 МПа (240 атм) дэд даралтаар баригдсан. Техникийн шалтгааны улмаас хэт эгзэгтэй параметр бүхий ДЦС-уудыг завсрын хэт халалтаар, блок схемийн дагуу гүйцэтгэдэг.

Дулааны цахилгаан станцуудын үр ашгийг үнэлдэг коэффициент ашигтай үйлдэл (үр ашиг) нь тодорхой хугацааны туршид ялгарах энергийн хэмжээг шатсан түлшинд агуулагдах зарцуулсан дулааны харьцаагаар тодорхойлдог. Үр ашгийн зэрэгцээ дулааны цахилгаан станцуудын үйл ажиллагааг үнэлэх өөр нэг үзүүлэлтийг ашигладаг. стандарт түлшний тодорхой хэрэглээ(Үндсэн түлш гэдэг нь илчлэг = 7000 ккал/кг = 29.33 МДж/кг түлш юм). Үр ашиг ба нөхцөлт түлшний зарцуулалтын хооронд холбоо байдаг.

ДЦС-ын бүтэц

Дулааны цахилгаан станцын үндсэн элементүүд (Зураг 3.1):

у бойлерийн үйлдвэр, түлшний химийн бондын энергийг хувиргах, өндөр температур, даралттай усны уур үүсгэх;

у турбин (уурын турбин) суурилуулах, уурын дулааны энергийг турбины роторын эргэлтийн механик энерги болгон хувиргах;

у цахилгаан үүсгүүр, роторын эргэлтийн кинетик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргахыг хангах.

Зураг 3.1. Дулааны цахилгаан станцын үндсэн элементүүд

Дулааны цахилгаан станцын дулааны балансыг Зураг дээр үзүүлэв. 3.2.

Зураг 3.2. Дулааны цахилгаан станцуудын дулааны баланс

Дулааны цахилгаан станцуудын эрчим хүчний гол алдагдал нь конденсатор дахь уураас хөргөх ус руу дулаан дамжуулах; Уурын халуунд дулааны (эрчим хүчний) 50 гаруй хувь нь алдагддаг.

3.3. Уурын генератор (бойлер)

Бойлер суурилуулах гол элемент нь уурын генератор, энэ нь хийн суваг бүхий U хэлбэрийн бүтэц юм тэгш өнцөгт хэсэг. Бойлерийн ихэнх хэсгийг галын хайрцаг эзэлдэг; түүний хана нь тэжээлийн усаар хангадаг хоолойгоор хийсэн дэлгэцээр доторлогоотой. Уурын генератор нь түлшийг шатааж, усыг өндөр даралт, температурт уур болгон хувиргадаг. Түлшийг бүрэн шатаахын тулд халаасан агаарыг бойлерийн зууханд шахдаг; 1 кВт.ц цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ойролцоогоор 5 м 3 агаар шаардлагатай.

Түлш шатаах үед түүний химийн холболтын энерги нь бамбарын дулааны болон цацрагийн энерги болж хувирдаг.. Үр дүнд нь химийн урвалшаталт, түлшний нүүрстөрөгч С нь CO ба CO 2 исэлд, хүхэр S SO 2 ба SO 3 исэлд хувирч, түлшний шаталтын бүтээгдэхүүн (яндангийн хий) үүсдэг. 130 - 160 хэм хүртэл хөргөж, утааны хий нь яндангаар дамжин дулааны цахилгаан станцаас гарч, энергийн 10 - 15% -ийг гадагшлуулдаг (Зураг 3.2).

Одоогийн байдлаар хамгийн өргөн хэрэглэгддэг бөмбөр(Зураг 3.3, а) ба нэг удаагийн бойлерууд(Зураг 3.3, b). Тэжээлийн усны давтан эргэлтийг бөмбөрийн бойлеруудын дэлгэц дээр гүйцэтгэдэг; бөмбөр дэх уурыг уснаас тусгаарладаг. Нэг удаагийн бойлеруудад ус нь дэлгэцийн хоолойгоор зөвхөн нэг удаа дамжиж, хуурай болж хувирдаг ханасан уур(усны дусал байхгүй уур).

А) б)

Зураг 3.3. Бөмбөр (a) ба шууд урсгалтай (б) парагенераторуудын схемүүд

Сүүлийн үед уурын генераторын үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд нүүрсийг цикл доторх хийжүүлэхболон дотор эргэлтийн шингэн давхарга; Үүний зэрэгцээ үр ашиг нь 2.5% -иар нэмэгддэг.

Уурын турбин

Турбин(фр. турбинлат. турбоэргүүлэг, эргэлт) нь дулааны хөдөлгүүр юм тасралтгүй үйл ажиллагааШахсан ба халсан усны уурын потенциал энерги нь роторын эргэлтийн кинетик энерги болж хувирдаг хутганы төхөөрөмжид.

Уурын турбинтай төстэй механизмыг бий болгох оролдлого олон мянган жилийн өмнө хийгдсэн. МЭӨ 1-р зуунд Александрын Хероны хийсэн уурын турбины тухай тодорхой тайлбар байдаг. д., гэж нэрлэгддэг "Хероны турбин". Гэсэн хэдий ч зөвхөн дотор XIX сүүлТермодинамик, механик инженерчлэл, металлурги хангалттай түвшинд хүрсэн зуун Густаф Лавал (Швед), Чарльз Парсонс (Их Британи) нар үйлдвэрлэлийн зориулалттай уурын турбинуудыг бие даан бүтээжээ.. Аж үйлдвэрийн турбин үйлдвэрлэхэд уурын хөдөлгүүрээс хамаагүй өндөр үйлдвэрлэлийн стандарт шаардлагатай байв.

1883 онд Лавал анхны ажлын уурын турбиныг бүтээжээ. Түүний турбин нь ирэнд нь уур нийлүүлдэг дугуй байв. Дараа нь тэрээр хошуунд конус хэлбэрийн өргөтгөгчийг нэмсэн; Энэ нь турбины үр ашгийг эрс нэмэгдүүлж, бүх нийтийн хөдөлгүүр болгон хувиргасан. Өндөр температурт халсан уур нь уурын зуухнаас уурын хоолойгоор дамжин цорго руу орж, гадагшилдаг. Цорго дахь уур нь атмосферийн даралт хүртэл өргөжсөн. Уурын эзэлхүүн нэмэгдсэний улмаас эргэлтийн хурд мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн. Тиймээс, ууранд агуулагдах энергийг турбины ир рүү шилжүүлэв. Лавалын турбин нь хуучин уурын хөдөлгүүрээс хамаагүй хэмнэлттэй байсан.

1884 онд Парсонс патент авчээ олон үе шаттайтийрэлтэт турбин, тэр цахилгаан үүсгүүрийг тэжээхийн тулд тусгайлан бүтээсэн. 1885 онд тэрээр олон үе шаттай тийрэлтэт турбин (уурын энергийг ашиглах үр ашгийг нэмэгдүүлэх) зохион бүтээсэн бөгөөд хожим нь дулааны цахилгаан станцуудад өргөн хэрэглэгддэг.

Уурын турбин нь хоёр үндсэн хэсгээс бүрдэнэ. роториртэй - турбины хөдөлгөөнт хэсэг; статорхушуутай - тогтмол хэсэг. Тогтмол хэсгийг хэвтээ хавтгайд салгаж, роторыг салгах эсвэл суурилуулах боломжийг олгодог (Зураг 3.4.)

Зураг 3.4. Хамгийн энгийн уурын турбины төрөл

Уурын урсгалын чиглэл дээр үндэслэн тэдгээрийг ялгадаг тэнхлэгийн уурын турбин, үүнд уурын урсгал турбины тэнхлэгийн дагуу хөдөлж, ба радиаль, уурын урсгалын чиглэл нь перпендикуляр, ажлын ир нь эргэлтийн тэнхлэгтэй зэрэгцээ байрладаг. Орос болон ТУХН-ийн орнуудад зөвхөн тэнхлэгийн уурын турбин ашигладаг.

Үйлдлийн аргын дагуу турбины уурыг дараахь байдлаар хуваана. идэвхтэй, реактивТэгээд нэгтгэсэн. Идэвхтэй турбин нь уурын кинетик энергийг ашигладаг бол реактив турбин нь кинетик ба потенциал энергийг ашигладаг. .

Орчин үеийн технологиудминутанд гурван эргэлтийн нарийвчлалтайгаар эргэлтийн хурдыг хадгалах боломжийг танд олгоно. Цахилгаан станцуудад зориулсан уурын турбинууд нь 100 мянган цагийн ажиллах зориулалттай (хүртэл их засвар). Уурын турбин нь дулааны цахилгаан станцын хамгийн үнэтэй элементүүдийн нэг юм.

Турбин дахь уурын энергийг хангалттай бүрэн ашиглах нь зөвхөн цуврал турбинуудад уурыг ажиллуулах замаар л боломжтой. шат эсвэл цилиндр. Олон цилиндртэй турбинуудад ажлын дискний эргэлтийн хурдыг бууруулж болно. Зураг 3.5-т гурван цилиндртэй турбиныг (бүрхүүлгүйгээр) үзүүлэв. Эхний цилиндрт - өндөр даралтын цилиндр (HPC), 4 уурыг уурын шугамаар 3-аар шууд бойлероос нийлүүлдэг тул өндөр параметртэй байдаг: SKD бойлеруудын хувьд - даралт 23.5 МПа, температур 540 ° C. HPC гаралтын үед, уурын даралт нь 3-3 .5 МПа (30 - 35 at), температур нь 300 O - 340 O C байна.

Зураг 3.5. Гурван цилиндртэй уурын турбин

Турбины ирний элэгдлийг багасгах (нойтон уур) HPC-ээс харьцангуй хүйтэн уур буцаан бойлер руу буцдаг, завсрын хэт халаагуур гэж нэрлэгддэг төхөөрөмж рүү; Үүний дотор уурын температур анхны (540 ° C) хүртэл нэмэгддэг. Шинээр халсан уурыг уурын шугам 6-аар дамжуулан дунд даралтын цилиндрт (MPC) нийлүүлдэг 10. MCP дахь уурыг 0.2 - 0.3 МПа (2 - 3 атм) хүртэл өргөжүүлсний дараа уурыг хүлээн авагчийн хоолойд нийлүүлнэ. 7 яндангийн хоолойг ашиглаж, үүнээс нам даралтын цилиндр (LPC) руу илгээдэг 9. Турбины элементүүд дэх уурын урсгалын хурд 50-500 м/с. Турбины сүүлчийн шатны ир нь 960 мм урт, 12 кг жинтэй.

Дулааны хөдөлгүүрийн үр ашигЯлангуяа хамгийн тохиромжтой уурын турбиныг дараахь томъёогоор тодорхойлно.

,

халаагчаас ажлын шингэний хүлээн авсан дулаан хаана байна, хөргөгчинд өгсөн дулаан байна. Сади Карно 1824 онд онолын хувьд илэрхийлэлийг олж авсан хязгаар (хамгийн их) үр ашгийн үнэ цэнэ хамгийн тохиромжтой хий хэлбэрийн ажлын шингэн бүхий дулааны хөдөлгүүр

,

халаагчийн температур хаана байна, хөргөгчийн температур, өөрөөр хэлбэл. турбины оролт ба гаралтын уурын температурыг Кельвин (K) градусаар хэмждэг. Жинхэнэ дулааны хөдөлгүүрт зориулагдсан.

Турбины үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд багасгах тохиромжгүй; Энэ нь нэмэлт эрчим хүчний хэрэглээтэй холбоотой юм. Тиймээс үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд та нэмэгдүүлэх боломжтой. Гэсэн хэдий ч орчин үеийн технологийн хөгжлийн хязгаар аль хэдийн хүрсэн байна.

Орчин үеийн уурын турбинуудыг дараахь байдлаар хуваадаг. конденсацТэгээд төвлөрсөн халаалт. Конденсацийн уурын турбинууд нь уурын энергийг (дулаан) аль болох механик энерги болгон хувиргахад ашигладаг. Тэд зарцуулсан уурыг вакуум (тиймээс нэр) дор хадгалдаг конденсатор руу гаргах замаар ажилладаг.

Конденсацийн турбин бүхий дулааны цахилгаан станцууд гэж нэрлэдэг конденсацийн цахилгаан станцууд(IES). Ийм цахилгаан станцын гол эцсийн бүтээгдэхүүн нь цахилгаан юм. Дулааны эрчим хүчний багахан хэсгийг цахилгаан станцын хэрэгцээнд, заримдаа ойролцоох сууринг дулаанаар хангахад ашигладаг. Ихэнхдээ энэ нь эрчим хүчний ажилчдын суурин юм. Турбогенераторын хүчин чадал их байх тусам хэмнэлттэй, 1 кВт суурилагдсан эрчим хүчний өртөг бага байдаг нь батлагдсан. Тиймээс конденсацийн цахилгаан станцуудад өндөр хүчин чадалтай турбогенераторуудыг суурилуулдаг.

Когенерацийн уурын турбиныг цахилгаан болон дулааны эрчим хүчийг нэгэн зэрэг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Гэхдээ ийм турбины гол эцсийн бүтээгдэхүүн нь дулаан юм. Когенерацийн уурын турбинтай дулааны цахилгаан станцуудыг нэрлэдэг дулаан, цахилгаан станцын хосолсон(СӨХ). Когенерацийн уурын турбиныг дараахь байдлаар хуваана: бүхий турбин буцах даралттай, тохируулж болох уурынТэгээд сонгох ба арын даралттай.

Буцах даралттай турбинуудын хувьд бүхэлд нь яндангийн уурыг технологийн зориулалтаар ашигладаг(хоол хийх, хатаах, халаах). Ийм уурын турбин бүхий турбины нэгжийн боловсруулсан цахилгаан эрчим хүч нь үйлдвэрлэлийн эсвэл халаалтын системийн уурыг халаах хэрэгцээ, түүнтэй хамт өөрчлөгддөг. Тиймээс буцах даралтын турбины нэгж нь ихэвчлэн конденсаторын турбин эсвэл цахилгаан сүлжээтэй зэрэгцэн ажилладаг бөгөөд энэ нь үүссэн цахилгааны алдагдлыг нөхдөг. Олборлолт ба буцах даралттай турбинуудын хувьд уурын нэг хэсгийг 1, 2-р завсрын шатнаас гаргаж, бүх яндангийн уурыг яндангийн хоолойноос халаалтын систем эсвэл сүлжээний халаагуур руу чиглүүлдэг.

Турбин бол дулааны цахилгаан станцын хамгийн нарийн төвөгтэй элемент юм. Турбин бий болгох нарийн төвөгтэй байдал нь зөвхөн үйлдвэрлэл, материал гэх мэт технологийн өндөр шаардлагаар тодорхойлогддоггүй. шинжлэх ухааны хэт эрч хүч. Одоогийн байдлаар хүчирхэг уурын турбин үйлдвэрлэдэг орнуудын тоо араваас хэтрэхгүй байна. Ихэнх нарийн төвөгтэй элементнь CND юм.ОХУ-д турбины гол үйлдвэрлэгчид нь Ленинградын металлын үйлдвэр (Санкт-Петербург), Турбомоторын үйлдвэр (Екатеринбург) юм.

Уурын турбинуудын үр ашгийн бага үнэ цэнэ нь түүний тэргүүлэх чиглэлийг нэмэгдүүлэх үр ашгийг тодорхойлдог. Тиймээс уурын турбин суурилуулахад гол анхаарал хандуулсан болно.

Гол боломж уурын турбины үр ашгийг нэмэгдүүлэх аргань:

· уурын турбины аэродинамик сайжруулалт;

· голчлон уурын зуухнаас гарч буй уурын параметрүүдийг нэмэгдүүлэх, турбин дахь ялгарах уурын даралтыг бууруулах замаар термодинамикийн мөчлөгийг сайжруулах;

· дулааны хэлхээ, түүний тоног төхөөрөмжийг сайжруулах, оновчтой болгох.

Сүүлийн 20 жилийн хугацаанд гадаадад турбинуудын аэродинамик сайжруулалтыг гурван хэмжээст компьютерийн загварчлалын тусламжтайгаар хийсэн. Юуны өмнө хөгжлийг тэмдэглэх нь зүйтэй хутганы ир. Сабер хэлбэртэй ир нь гадаад төрхөөрөө сэлүүртэй төстэй муруй ир юм (гадаадын уран зохиолд энэ нэр томъёог ашигладаг. "банан"Тэгээд "гурван хэмжээст")

Хатуу Siemensашигладаг "гурван хэмжээст" ир HPC болон CSD-ийн хувьд (Зураг 3.6), ир нь богино урттай, гэхдээ үндэс болон захын бүсэд харьцангуй их хэмжээний алдагдалтай байдаг. Siemens-ийн тооцоолсноор ашиглалтын орон зайн ир HPC болон CSD-д өнгөрсөн зууны 80-аад онд бүтээгдсэн цилиндртэй харьцуулахад тэдний үр ашгийг 1-2% -иар нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог.

Зураг 3.6. Компанийн өндөр даралтын цилиндр болон төв цилиндрт зориулсан "гурван хэмжээст" ир Siemens

Зураг дээр. 3.7-д өндөр даралтын хөдөлгүүрт зориулсан ажлын ирний гурван дараалсан өөрчлөлт, компанийн атомын цахилгаан станцын уурын турбины нам даралтын хөдөлгүүрийн эхний үе шатуудыг харуулав. СЕХ-Альстхом: тогтмол (радиаль) ир нь тогтмол профиль (Зураг 3.7, А), манай турбинуудад ашигладаг; хутганы ир (Зураг 3.7, б) ба эцэст нь шулуун радиаль гаралтын ирмэг бүхий шинэ ир (Зураг 3.7, В). Шинэ ир нь анхныхаас 2% илүү үр ашгийг өгдөг (Зураг 3.7, А).

Зураг 3.7. Тус компанийн атомын цахилгаан станцын уурын турбины ажлын ир СЕХ-Альстхом

Конденсатор

Турбин дотор гарч байгаа уур (LPC гаралтын даралт 3-5 кПа, энэ нь агаар мандлынхаас 25-30 дахин бага) ус руу ордог. конденсатор. Конденсатор нь усан сангаас эргэлтийн насосоор тэжээгддэг хөргөлтийн усыг тасралтгүй эргэлдүүлдэг хоолойгоор дамжуулан дулаан солилцогч юм. Турбины гаралтын хэсэгт конденсатор ашиглан гүний вакуум хадгалагдана. Зураг 3.8-д хүчирхэг уурын турбины хоёр дамжуулалттай конденсаторыг үзүүлэв.

Зураг 3.8. Хүчирхэг уурын турбины хоёр дамжуулалттай конденсатор

Конденсатор нь гагнасан ган их бие 8-аас бүрдэх ба түүний ирмэгийн дагуу конденсаторын хоолой 14 нь хоолойн хуудсанд бэхлэгдсэн байна. Конденсатыг конденсаторт цуглуулж, конденсат насосоор байнга шахдаг.

Урд талын усны камер 4 нь хөргөлтийн усыг нийлүүлэх, зайлуулахад хэрэглэгддэг бөгөөд усыг доороос 4-р тасалгааны баруун талд нийлүүлж, хоолойн хуудасны нүхээр хөргөх хоолой руу орж, арын хэсэгт (эргэдэг) шилжинэ. камер 9. Уур нь конденсаторт дээрээс орж, хүйтэн гадаргуутай уулзаж, тэдгээр дээр конденсацлана. Конденсац нь бага температурт үүсдэг бөгөөд энэ нь конденсацийн бага даралттай тохирч байгаа тул конденсаторт гүн вакуум үүсдэг (атмосферийн даралтаас 25-30 дахин бага).

Конденсатор турбины ард нам даралтыг хангахын тулд уурын конденсацыг бий болгохын тулд их хэмжээний хүйтэн ус шаардагдана. 1 кВт.ц цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ойролцоогоор 0.12 м 3 ус шаардлагатай; NchGRES-ийн нэг эрчим хүчний нэгж нь 1 секундэд 10 м 3 ус хэрэглэдэг. Тиймээс дулааны цахилгаан станцуудыг аль нэг ойролцоо барьдаг байгалийн эх үүсвэрус, эсвэл хиймэл усан сан барих. Хэрэв уурын конденсацид их хэмжээний ус ашиглах боломжгүй бол усан сан ашиглахын оронд тусгай хөргөлтийн цамхагт усыг хөргөж болно. хөргөх цамхаг, тэдгээрийн хэмжээнээс шалтгаалан ихэвчлэн цахилгаан станцын хамгийн харагдах хэсэг байдаг (Зураг 3.9).

Конденсатороос конденсатыг тэжээлийн насос ашиглан уурын генератор руу буцаана.

Зураг 3.9. Гадаад төрхдулааны цахилгаан станцын хөргөх цамхаг

3-Р ЛЕКЦИЙН ТЕСТИЙН АСУУЛТ

1. Дулааны цахилгаан станцын бүтцийн бүдүүвч, түүний элементүүдийн зориулалт – 3 оноо.

2. Дулааны цахилгаан станцын дулааны схем – 3 оноо.

3. Дулааны цахилгаан станцуудын дулааны баланс – 3 оноо.

4. Дулааны цахилгаан станцын уурын генератор. Зорилго, төрөл, бүтцийн схем, үр ашиг – 3 оноо.

5. Дулааны цахилгаан станцын уурын үзүүлэлт – 5 оноо

6. Уурын турбин. Төхөөрөмж. Лавал, Парсонс нарын хөгжүүлэлт - 3 оноо.

7. Олон цилиндртэй турбин – 3 оноо.

8. Идеал турбины үр ашиг 5 оноо.

9. Конденсацийн болон халаалтын уурын турбин – 3 оноо.

10. ТЭХС болон СӨХ хоёрын ялгаа юу вэ? ТЭХС, ДЦС-ын үр ашиг 3 оноо.

11. ДЦС-ын конденсатор – 3 оноо.