• Название:

    2017 Жылу энергетикада жне жылу техникада жылу энергиясын олдану


  • Размер: 0.2 Мб
  • Формат: DOCX
  • или
  • Сообщить о нарушении / Abuse

Установите безопасный браузер



Предпросмотр документа

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігі

Академик Е.А.Букетов атындағы Қарағанды Мемлекеттік Университеті

Физика−техникалық факультеті.

Профессор Ж.С.Ақылбаев атындағы инженерлік жылу физикасы кафедрасы.

Мамандық: 5ВО71700-«Жылуэнергетика»

«Энергетикада және жылутехнологияда энергетикалық аудит» пәні бойынша

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: «Жылу энергетикада және жылу техникада жылуды қолдану».

Орындаған: ТЭК-210 тобының студенті Хәліл С.Ж.

Тексерген: Сатыбалдин А.Ж.

Қарағанды 2017

Мазмұны

Кіріспе.

І. Электр станцияның техникалық үрдісі .

1.Жылу конденсациялық электр станциялар (КЭС).

2. Жылуфикациялық электрстанциялар – жылуэлектрорталық (ТЭЦ).

3.Атомдық электростанциялар (АЭС).

ІІ.Электр станциялардың қоршаған ортаға әсері.

IІІ.Қорытынды.

IV. Пайдаланылған әдебиеттер.

Кіріспе

Жылу техника - жылу энергиясын алу мен оны пайдалану өдістерін қамтитын ғылым мен техника саласы. Адамзат қоғамы пайдаланатын жылудың негізг көзі — жанған кезде жылу бөлетін табиғи органикалық отындар. Олқатты, сұйық және газ тәрізді отын болып бөлінеді.Отын сапасы 1 кг отын толық жанғанда бөлінетін жылу мөлшері мен анықталады.

Қазақстанда пайдаланылатын энергияның 95%-тен астам бөлігі органикалық отын (негізінен көмір) жағу аркылы өндіріледі. Жылу энергиясының табиғи көздеріне — Күн энергиясы мен геотермиялық энергия (Жер қойнауының жылуы, жер асты ыстықсулары, вулканды қжылу) жатады. Органикикалық отын мен қатар, 20 ғ-дың ортасынан бастап жылуэнергиясын алу үшін ядролық отын пайдаланылады. Ядролық отынның негізгі түрі - уран изо-топы. 1 кг уран ыдырағавда 84*109 қДж (20*109 ккал) энергия бөлінеді. Бұл энергия ядролық реакторда жылуға айналады. Ақтау қ-нда қуаты 150 МВт атом электрстанциясы (Маңғыстауэнергокомбинаты) жұмысістеді.

Жылуды электр энергиясына түрлендіру арқылы да алуға болады. Өндірілген жылуды пайдалану Жылутехникасында екі басты бағытқа жүргізіледі. Біріншісі — әр түрлі өндірістік пештер (қыздыру, күйдіру, балқыту және электр доғалық, индустриялық, т.б. пештер) мен әр түрлі жылуалмасу аппараттарында жылуды пайдалану болса, екіншісі — күш қондырғылары (компрессор, т.б.) мен жылу қозғалтқыштарында (бумашинасы, іштен жанатын қозғалтқыш, т.б.) жылудыэнергияға (механикалық, электрлік, т.б.) түрлендіріп пайдаланатын жылу энергетикасы. Жылу техникасының теориялық негізі — термодинамика, жану және жылу мен заталмасу заңдылықтары. Жылу техникасы төменгі температура алу мәселесімен де шұғылданады.

ІІ.Электр станциясы үрдісі.

Электр станциясы деп, электр энергияны өндіретін қондырғылар мен өндіріс орындарын айтады. Электр станциясы техникалық үрдісіне қарай келесі түрге бөлуге болады. Электр станциясы- қандай да бір энергияны электірліге айналдыруда қолданылатын энергетикалық құрылғы.

Жылу энергиясын қолданатынстанциялар келесідей түрге бөлінеді:

Жылу электрстанцияларда жағылатын отынның химиялық энергиясы турбоагрегатты айналдыруға келтіретін қазанда су буының энергиясына түрленетін энергия.

Жылу электр станциясы (ЖЭС)- Жылу-қуат қондырғылары немесе жылу электрстанциялары, бұлар органикалық отынның химиялық байланысқан энергиясын пайдаланады. Отынды жаққанда түтіннің қызуын және жылуын пайдаланады.

Атом электр станциясы (АЭС)- Атом электрстанциялары кейбір ауыр элементтер ядросын нейтрондық сәуле түсіру арқылы жарып ыдратқанда туатын энергияны пайдаланады.

1.1 Жылу конденсациялық электр станциялар (КЭС)

Жылу электрстанцияларда жағылатын отынның химиялық энергиясы турбоагрегатты айналдыруға келтіретін қазанда су буының энергиясына түрленеді (бу турбинасы, генератормен жалғасқан). Айналудың механикалық энергиясы генератормен электрэнергиясына түрлендіреді. Электростанция үшін отын ретінде көмір, газ, мазут, торф пайдаланылады.

Отандық энергетикада КЭС үлесіне 60%-дейін электроэнергия өндірісі келеді.

КЭС-ң негізгі ерешеліктері болып табылады: электроэнергияның тұтынушылардан алыс орналасуы,өз кезегінде қуаттың жоғары және өте жоғары кернеуде берілуін анықтайды,және де электрстансаның блогтық негізде салынуы.

1-отын қоймасы және отын беру жүйесі; 2-отындайындау жүйесі; 3-қазан; 4-турбина; 5-конденсатор; 6-циркуляциялық насос; 7-конденсатты насос; 8-қоректендіру насосы;9-қазан жағу құрылғысы; 10-вентиллятор; 11-шаңжұтқыш; 12-ауажылытқыш; 13-су экономайзері; 14-төменгі қысым жылытқышы; 15-деаэратор; 16-жоғарғы қысым жылытқышы

3.1 - сурет - КЭС-ң негізгі технологиялық схемасы

Суретте 3.1 КЭС энергоблогының қысқартылған негізгі технологиялық схемасы көрсетілген. Энергоблок өз кезегінде жеке электростанцияны,өзінің негізгі және көмекші құрылғысымен және басқару орталығы – блоктық щит ұсынады. Көрші энергоблок арасындағы байланыс технологиялық желі бойынша әдетте,қарастырылмайды. КЭС-ті блоктық негізде салу техно-экономикалық артықшылықтар береді, келесіде қарастырамыз:

1. қарапайым бу өткізгіш жүйесі салдарынан будың жоғары және өте жоғары параметрлерін қолдану жеңілдейді, өз кезегінде үлкен қуатты агрегаттарды басқару үшін маңызды;

2. электростанцияның технологиялық схемасы қысқарады және айқын болады, соның салдарынан жұмыс сапасы ұлғаяды және эксплутациясы жеңілдейді;

3. төмендейді, ал кейбір жағдайларда резервтік жылу механикалық құрылғысы мүлдем болмайды;

4. құрылыс және монтаждық жұмыс көлемі қысқарады;

5. электростанса ғимаратын салуға капиталды шығыны азаяды;

6. электростансаның ыңғайлы кеңеюі қамтамасыз етіледі, сондай-ақ жаңа энергоблоктар қажетінше алдыңғыларынан өзінің параметрлері бойынша ерекшеленеді.

КЭС-ң технологиялық схемасы бірнеше жүйеден тұрады: отынберіліс; отындайындау; бугенераторы және турбинасымен бірге негізгі су булық контуры;циркуляциялық сумен қамтамасыз ету; судайындау; шаңұстағыш және күл-қоқысты жою;станцияның электр бөлігі (3.1сур).

Барлық осы элементтердің қалыпты функциясын қамтамасыз ететін механизмдермен қондырғылар, станцияның өздік қажеттілік жүйесіне кіреді (энергоблоктың).

КЭС-ғы ең жоғары энергетикалық шығындар негізгі су булық контурда орын алады, әсіресе конденсаторда,мұндағы жұмыс істеген бу, жоғары жылу мөлшерінен тұратын,оны цркуляцияциялық суға береді. Жылу циркуляциялық сумен су тоғандарына кетіп жоғалады. Бұл шығындар негізінен электростансаның ПӘК-н анықтайды, қазіргі КЭС үшін де бұл көрсеткіш 40-42%.

Электростанциядан өндірілетін электроэнергия 110-750кВ кернеуінде беріледі және тек оның шамалы бөлігі ғана трансформатор арқылы өздік қажеттілікке,генератор өткізгіш ұштарына жалғанған, алынады.

Генераторлар және ұлғайтқыш трансформатор энергоблоктарды біріктіреді және жоғары кернеу тарату құрылғысына қосады, әдетте, ашық(ОРУ) орындалатын. Негізгі ғимараттардың орналасу варианты әртүрлі болуы мүмкін, 2 суретте көрсетіледі.

А) Б) В)

1-басты корпус; 2-отын қоймасы; 3-түтін мұржасы; 4-трансформаторлар блогы; 5,6-тарату құрылғысы; 7-насостық станция;8-аралық электр желісінің бағанасы

3.2 - сурет - КЭС-ң негізгі ғимаратының орналасу варианты:

Қазіргі КЭС-р негізінен 200-800МВт энергоблоктармен жабдықталады. Ірі агрегаттарды қолдану электростанцияның қуатының тез өсуін,электроэнергияның құнын және станцияның қалыптасқан қуат киловатының құнын қамтамасыз етеді.

Қазіргі кездегі ірі КЭС-р 4млн. кВт-қа дейін қуаты бар. 4-6,4млн. кВт қуаты бар,500-800МВт энергоблогымен стансалар салынуда. КЭС-ң шекті қуаты сумен қамтамасыз ету шартымен және қоршаған ортаға шығаратын қалдығымен анықталады.

Қазіргі КЭС-р қоршаған ортаға белсенді әсер етеді: атмосфераға, гидросфера және литосфераға. Атмосфераға әсері, ол отын жануы үшін үлкен көлемде оттегіні тұтынуы және жану өнімінің көп мөлшерде лақтырылуы. Бұл бірінші кезекте газ тәрізді көміртегі оксиды, күкірт, азот,жоғары химиялық белсенділігі бар. Күлұстағыштан өткен ұшатын күл-қоқыс ауаны ластайды. Атмосфераны аз ластайтындарға (бірдей қуатты стансалар үшін) газ жаққан кезде және көп ластайтын,жылу өткізгіші төмен және жоғары күл-қоқысты қатты отынды жаққанда. Және де жылудың да атмосфераға кетуі, сондай-ақ электромагниттік өріс, жоғары және өте жоғары кернеу тудыратын электр қондырғылары.

КЭС гидросфераны үлкен жылы су массасымен, турбинаның конденсаторынан шығатын, сондай-ақ өндірістік ағындармен,айтарлықтай тазалықтан өтсе де ластайды.

КЭС-ң литосфераға әсері стансаға үлкен отын массасы керек болса да,күлмен шлактың көмуі үшін де көп орынды қажет етеді(қатты отын жаққан кезде).

КЭС-ң қоршаған ортаға әсері үлкен. Мысалы, сумен ауаның жылулық ластану масштабы туралы айтуға болады, барлық отын жанған кездегі 60%-ға жуық жылу станса шегінен тыс жерде жоғалады.

1.2. Жылуфикациялық электрстанциялар – жылуэлектрорталық (ТЭЦ)

Жылу электр станциясы (ЖЭС)- Жылу-қуат қондырғылары немесе жылу электрстанциялары, бұлар органикалық отынның химиялық байланысқан энергиясын пайдаланады. Отынды жаққанда түтіннің қызуын және жылуын пайдаланады.

Электростанцияның бұл түрі кәсіптік өндірісті және қаланы электроэнергия және жылумен орталықтан қамтамасыз ету үшін арналған. КЭС секілді,жылуэлектрстанциясы сияқты, олар соңғысынан,өндірістік кәсіпорын, жылыту, ауаны кондиционерлеу және ыстық сумен қамтамасыз ету қажеттілігі үшін бу турбинасында «жұмыс істелінген» жылуды қолданумен ерекшеленеді. Мұндай электроэнергиямен жылудың комбинирленген өндірісінде отынның айтарлықтай экономиясына жетуге мүмкіндік береді, жеке энергиямен қамтамасыз етумен салыстырғанда. Сондықтан ТЭЦ жылумен электроэнергияны көп қажет ететін аудандарда кең таралған. Тұтасымен алғанда ТЭЦ елімізде өндірілетін барлық электроэенргияның 25%-н өндіреді.

ТЭЦ-ң технологиялық схема ерекшелігі суретте 3.3 көрсетілген.

1-желілік насос; 2-желілік жылытқыш

- сурет - ТЭЦ технологиялық схемасының ерекшелігі.

ТЭЦ электр бөлігінің спецификациясы электрстанцияның электр жүктемесі орталығына жақын орналасуымен анықталады. Мұндай жағдайда қуат бөлігі генераторлық кернеуде жергілікті желіге берілуі мүмкін. Осы мақсатпен электростансада әдетте, генераторлық тарату құрылғысы (ГРУ) пайда болады. Қуаттың артық мөлшері КЭС секілді энергожүйеге жоғары кернеуде беріледі.

ТЭЦ-ң айтарлықтай ерекшелігі электростанцияның электр қуатымен салыстырғандағы жылу жабдықтарының жоғары қуаттылығы болып табылады. Бұл жағдай электроэнергияның өздік қажеттілікке КЭС-қа қарағанда үлкен қатыстық шығынын анықтайды.

ТЭЦ-ң ірі өндірістік орталықта орналасуы, электрмен салыстырғандағы жылу жабдықтарының жоғары қуаттылығы қоршаған ортаны қорғау талабын көтереді. Қалдықты шығару мөлшерін төмендету үшін ТЭЦ-та бірінші кезекте газтәрізді немесе сұйық отын, сондай-ақ жоғары сапалы көмір қолдану керек.

Берілген типтегі станцияның негізгі жабдығының орналасуы,әсіресе блоктық ТЭЦ үшін, осындай КЭС үшін де сәйкес келеді. Ерешелік тек жоғары электроэнергияның генераторлық тарату құрылғысының жергілікті тұтынушыға берілуі стнасаларына тән. Бұл жағдайда ГРУ үшін ереше ғимарат қарастырылады,қабырға бойымен машиналық залдың орналасуы (3.4 сурет).

1-түтін мұржасы; 2-басты корпус; 3-көп амперлік токөткізгіштер; 4-ГРУ ғимараты; 5-байланыс трансформаторы; 6-ОРУ; 7-радирнялар (ТЭЦ үшін отын қоймасы көрсетілмеген)

3.4 - сурет - ГРУ-ң жеке ғимараты бар ТЭЦ алдындағы негізгі жабдықтардың орналасу варианты.

ЖЫЛУ ЭЛЕКТР ОРТАЛЫҒЫ (ЖЭО) – тұтынушыларға бір мезгілде электр энергиясы мен жылуды бу және ыстық су түрінде бірге өндіріп беретін бу (газ) турбиналы электр стансасы. ЖЭО беретін жылу қызған бу немесе ыстық су түрінде таратылады. Энергетикалық бу қазандарында (жану камераларында) өндірілген тиісті параметрлі бу (газ) турбинаны және онымен бір білікте орнатылған электр генераторын айналдырады.

Турбиналарда жұмыс істеп шыққан будың қалдық қызуының едәуір бөлігі кәсіпорындардың технолологиялық процестерін бумен жабдықтауға және ыстық сумен үйлерді жылыту жүйелеріне жұмсалады (қ. Жылумен қамтамасыз ету). Қазандық және турбиналық жабдықтары құрамына қарай ЖЭО-лар бу турбиналы (бу-күш қондырғылы) ЖЭО, газ турбиналы (газ турбиналы қондырғылы) ЖЭО, бу-газ турбиналы (бу-газ турбиналы қондырғылы) ЖЭО және атомдық ЖЭО болып ажыратылады. Соңғы уақытқа дейін Қазақстанда бу-күш қондырғылары кең таралған.

Бу турбиналы ЖЭО-лар агрегаттарының бірлік және жалпы қуаты бойынша төменгі қуатты (25 МВт-қа дейін), орташа қуатты (50 – 100 МВт), жоғары қуатты (200 МВт-тан артық), ал турбинаға келіп түсетін будың бастапқы параметрлеріне қарай төмен қысымды (4 МПа-ға дейін), орташа қысымды (13 МПа-ға дейін) және аса жоғары қысымды (25,5 МПа-ға дейін) болып бөлінеді. Қазіргі кезеңде бу-газ турбиналы қондырғылар тиімді болып отыр. Бұларда газ турбинасында жұмыс істеп шыққан ыстық газ қайта өңдеуші арнаулы қазанға беріледі де, ондағы су бу турбинасын жұмыс істетуге жеткілікті параметрлі буға айналдырылады (қажет болса, қазанда қосымша от жағылады), әрі қарай цикл бу-күш қондырғыларындағыдай жүреді.

ЖЭО-ларда электр және жылу энергиясын бірге өндіру жағылатын отынды тиімді пайдалануға (отынды үнемдеу 30%-ке дейін жетеді), электр станцияларының пайдалы әсер коэф-тін жоғарылатуға және электр энергиясының өзіндік құнын төмендетуге мүмкіндік береді. Қазақстанның ірі өндіріс орындары мен елді мекендерінің көпшілігі ЖЭО жылуымен қамтамасыз етіледі. Олардың ішіндегі ірілері ғ2 Алматы ЖЭО (қуаты 510 МВт), Атырау ЖЭО (215 МВт), ғ2 Астана ЖЭО (240 МВт), ғ2 Қарағанды ЖЭО (435 МВт), ғ3 Қарағанды ЖЭО (440 МВт), Маңғыстау энергокомбинатының ЖЭО (87 МВт), ғ1 Павлодар (350 МВт), ғ3 ЖЭО (440 МВт) ЖЭО, ғ2 Петропавл ЖЭО (380 МВт), Өскемен ЖЭО (241,5 МВт). Қазақстандағы ЖЭО-лар сағатына шамамен 45000 т-дан көп бу өндіре алады, олардың жалпы қуаты 5694 МВт-қа жетіп отыр.

ЖЭС – отынды жағуда бөлінетін энергиясын түрлендіру нәтижесінде электр энергиясын бөліп шығарады. ЖЭС үшін отынның негізгі түрлері бөліп шығарады. ЖЭС үшін негізгі түрлері газ, мазут, көмір және торф – табиғи ресурстары табылады.Жылу электр станциясының (ЖЭС) түрі –жылу энерго орталығы (ЖЭО) болып табылады, ЖЭО – тек электр энергисяын ғана емес, сонымен қатар батареядан жылу желісі арқылы өтетін ыстық су түріндегі жылуды бөлетін жылу электр станциясы болып табылады. Электростанциядан пәтерге (үйімізге) дейінгі энергияның жолы.

Жылу электр станциясының машиналы залында суы бар қазан орнатылған. Отынның жануы кезінде қазандағы су бірнеше жүздеген градусқа дейін қыздырылып буға айналады. Қысымның әсерінен бу турбина қалақшаларын айналдырады, ал турбина өз кезегінде генераторды айналдырады. Генератор электр тогын бөліп шығарады. Электр тогы электр желілеріне түседі және ол арқылы қала, ауылдарға, зауыт, мектеп, аурухана электрэнергиясының тасымалдануы 110 – 500 кВ кернеуде, яғни генераторлардың кернеуін арттыратын жағдайда жүзеге асырылады. Кернеуді арттыру электр энергиясын қашық жерлерге тасымалдауда қажет. Одан кейін тұтынушы ыңғайлы деңгейге дейін кернеуді қайта төмендету керек. Кернеуді түрлендіру электрлі станцияларда трансформатор көмегімен жүзеге асырылады. Жер астынан тартылған кабельдер және жерден биікке көтерілген сымдар арқылы тоқ үйлерге жеткізіледі. Ал жылу ыстық су түрінде жер астымен тартылған жылу трассалары бойынша ЖЭО келеді.

Жылу электр орталықтарының (ЖЭО) артықшылықтары болып табылады: турбинада жұмсалынған бу немесе ыстық су жылытуда, өндірістік және коммуналдық ортаны ыстық сумен қамтамасыз етуде қайтадан қолданылады. Ыстық су және будың эффективті тасымалдануына көп жылуды жоғалту салдарынан құбырларда (20 ÷ 25) км арақашықтықта тасымалдау мүмкін болғандықтан ЖЭО сәйкесінше ірі қалаларда салынады. Одан бөлек, жылу жоғалтуды азайту үшін, ЖЭО тұтынушыға жақын орналасатын шағын станциялармен толықтырып отыру қажет. ЖЭО барлық көрсетілген кемшіліктерінен жылу және электрэнергиясының комбинирленген өндірісі бойынша құрылғыларды көрсетеді, соған байланысты пайдалы отынды қолданудың жалпы қосындысынң коэффициенті (70 ÷ 76) % дейін жоғарылайды

Градилегіш – электростанцияда атмосфералы ауамен суды кептіруге арналған құрылғы.

Буландырғыш қазан – электростанцияда суды қыздыру арқылы буды алуға арналған жабық агрегат. Суды қыздыру отынды жағу арқылы жүзеге асады (Саратов ЖЭО – газды).Электр берілу желісі. Электр тасымалдануына арналған. Ауалы (жер үстінен тартылған сымдар) және жерастылық (күштік кабельдер) электр берілу желілерінен ажыратады.

1.3. Атомдық электростанциялар (АЭС)

Атом электр станциясы (АЭС)- Атом электрстанциялары кейбір ауыр элементтер ядросын нейтрондық сәуле түсіру арқылы жарып ыдратқанда туатын энергияны пайдаланады.

АЭС бұл негізінде жылу электростанциялары, ядролық реакцияның жылу энергиясын қолданатын.

АЭС-ң негізгі элементінің бірі – реактор.

Жеңіл бөлшектерге мыналар жатады: теріс зарядты электрондар, позитрондар, нейтрино және басқалары. Аралық типті бөлшектер де орын алады. Атомдағы барлық бөлшектер ішкі аралық күш арқылы ұсталынып тұрады. Мұндай күштердің болуына қарамастан, кейбір радиоактивті элементтерде (уран, торий, плутоний) ядроның өздігінен баяу ыдырауы жүреді, ол бөлшек ядросынан шығатын сәулелерге ұласады, оларды шартты түрде а, b және ү- сәулеленулері деп атайды. Басқа атомдардың ядролары олардың сыртқы бөлшектерін атқылау нәтижесінде ыдырайды, мысалға белгілі жылдамдықтағы нейтрондар немесе протондарды алуға болады.

Ядро ыдыраған кезде, ішкі ядролық күштер босайды, мұның өзі көп мөлшерде жылу шығаруға ұласады. Атомдық салмағы 235, 1 кг уран атомдары ыдырағанда жылу энергиясының электр энергиясына айналуы нәтижесінде 25 млн. кВт сағ электр энергиясын алуға болатындығы бөлінеді. Сөйтіп, атом ішіндегі энергия, энергияның сарқылмас қоры болып саналады. Дүниежүзіндегі алғашқы қуаты 5000 кВт атом электр станциясы бұрынғы Кеңес Одағында 1954 жылы іске қосылды.

Жылу бөлігіндегі АЭС схемасы әртүрлі вариантта орындалады. 3.5-суретте мысал ретінде ВВЭР реакторы бар электростанса үшін АЭС-ң екі контурлық схемасы ұсынылған. Көрініп тұрғандай,бұл схема КЭС схемасына ұқсас,бірақ органикалық отындағы бу генераторы орнына мұнда ядролық қондырғы қолданады.

1-реактор; 2-бугенераторы; 3-турбина; 4-генератор; 5-трансформатор; 6-турбина конденсаторы; 7-конденсаттық (қоректендіру) насосы; 8-басты циркуляциялық насос.

3.5 - сурет - ВВЭР типті реакторы бар АЭС-ң негізгі технологиялық схемасы.

КЭС секілді АЭС жылумеханикалық,электр бөлігінде де блоктық принцип бойынша салынады.Қоры өте жоғары, ядролық отынның өте жоғары жылулық қасиеті бар (1кг U-235 2900т көмірді алмастырады), сондықтан АЭС отын ресурсы тапшы жерлерде тиімді.

АЭС-ты үлкен қуатты энергоблоктармен жабдықтау тиімді. Сонда өзінің техника-экономикалық көрсеткіші бойынша ол КЭС-н кем түспейді, кейбір жағдайларда асып түседі.ВВЭР типті электр қуаты 440 және 1000МВт, сондай-ақ 1000 және 1500МВт РБМК типті реакторлар жасалған. Осыдан энергоблоктар келесі жолмен ерекшеленеді: реактор екі турбоагрегатпен біріктіріледі (ВВЭР-440 реакторы және 220МВт бойынша екі турбоагрегат, 1000МВт реактор және 500МВт бойынша екі турбоагрегат; РБМК-1500 реактор және 750МВт бойынша екі турбоагрегаты), немесе реактор бірдей қуатты турбоагрегатпен біріктіріледі (1000МВт реакторы және 1000МВт бірліктік қуатты турбоагрегат).

Тиімдісі болып АЭС-ң жылдам нейтронды(БН) реакторы жатады, өз кезегінде жылу мен электроэнергия қолдануы, сондай-ақ ядролық отын өндіруі мүмкін. Осындай АЭС энергоблогының технологиялық схемасы 3.6 суретте ұсынылған. БН типті реактордың активтік зонасы бар, мұнда жылдам нейтронды ағын шығатын ядролық реакция пайда болады. Бұл нейтрондар әдетте, ядролық реакцияда қолданылмайтын U-238 элементтеріне әсерлеседі, және де оны плутоний Pu-239 айналдырады, ол АЭС-та ядролық отын ретінде қолданылуы мүмкін. Ядролық реакция жылуы сұйық натриймен кетеді және электроэнергия өндіру үшін де қолданылады.

1-7 5-і сурет нұсқауына ұқсас;

8-натрийлік контурдың жылу алмастырғышы; 9-радиоактивті емес натрий насосы ;10-радиоактивті натрий насосы

3.6 - сурет - БН типті реакторы бар АЭС-ң негізгі технологиялық схемасы:

а-реактордың активтік зонасының орындалу принципі; б-технологиялық схема:

БН реакторы бар АЭС схемасы үшконтурлы, оның екеуінде сұйық натрий қолданылады (реактор контурында және аралықта). Сұйық натрий су мен су буымен қатты әрекеттеседі. Сондықтан апат кезінде бірінші контурдағы радиоактивті натрийдің су мен су буымен байланысын болдырмау үшін екінші(аралық) контур орындалады,жылу тасығыш ретінде радиоактивті емес натрий болып табылады. Үшінші контурдың жұмысшы заты су және су буы болып табылады.

Қазіргі кезде эксплутацияда БН типті реакторлардың бір қатары бар, ең ірісі БН-600.

АЭС-та түтін газы шықпайды және күл-қоқыс,шлак секілді қалдықтары да жоқ. Бірақ АЭС-ң меншікті жылу бөлуі салқындату суына ТЭЦ-қа қарағанда жоғары,соның салдарынан меншікті бу және салқындату су шығыны жоғары болады.

ВВЭР-1000 блокты стансадағы АЭС-ң негізгі құрылыс ғимаратын салу варианты 3.7 суретте көрсетілген.

1-реактор кеңістігі; 2-машина залы; 3-трансформатор алаңы; 4-түсіру каналы(жабық); 5-насостық станса; 6-су келтіргіш канал(ашық);

7-ОРУ; 8-ОРУ щиті; 9-біріккен көмекші корпус; 10-дизель-электр стансасы; 11-арнайы су дайындау ғимараты; 12-административтік-тұрмыстық комплекс

3.7 - сурет - ВВЭР-1000 типті реакторы бар АЭС-ң негізгі түйін орналасу варианты:

1. Реактор. 2. Пайдаланылган стерженьдерді сақтайтын бассейн. 3. Арнайы кассеталар. 4. Бу -генераторы. 5. Негізгі айналма сорғысы. 6. Бірінші контурды қоректендіру сорғысы 7. Турбинаның жогары қысымды бөлігі. 9. Электр генераторы. 10. Салқындатқыш. 11. Салқындатқыш судың айналма сорғысы. 12. Турбинаның салқындатқыш сорғысы. 13. Төменгі қысымды су жылытқышы. 14. Деаэратор. 15. Қоректендіру сорғысы. 16. Жоғары қысымды су жылытқышы. 17. Жылу жүйесіндегі сорғы. 18. Бойлер. 19. Химиялық тәсілмен суды тазалау құрылғысы. 20. Конденсат суы. 21. Салқындатқыш айналма су. 22. Жылу желісі (торабы).

3.8-сурет-Қуаты 210МВт блокты атом электр станциясында энергияны өндірудің технологиялық сұлбасы.

Суретте қуаты 210 МВт атом электр станциясының негізгі технологиялық схемасы бейнеленген. Бірінші кезекті қондырғы қуаты 210 МВт блоктан тұрады, оған бір реактор, әрқайсысы 70 МВт алты генератор кіреді. Сөйтіп, әр екі бу генераторы бір турбинаны жабдықтайды. Турбиналар - бір білікті, екі цилиндрлі; төменгі қысымның бір бөлігі - екі конденсаторлы, екі тасқынды болып келеді.

Бірінші контурға реактор 1 және бассейн 2 жатады, бассейнде жарты жыл бойында ядролық жанғыш заттардың пайдаланылған стерженьдері сақталады. Осы мақсатта бұл стерженьдер арнайы кассеталарға 3 бекітіліп, мұнан соң оларды өңдеу үшін арнайы зауыттарға жібереді. Бірінші контурға мыналар жатады: бу генераторлары 4, негізгі айналма насостар 5, жылытқыш насостар 6, арнаулы химиялық су әдісімен тазалау және көрсетілген құрылғыларды байланыстырып тұратын құбырлар. Реактордың биологиялық қорғаны оларды қоршаған бетон плиталардан, болат табақтар мен су жейдесінен тұрады.

Бірінші контурдағы су түйықталған циклде реактор мен бу генераторы (қазан) арасында айналады, қазаннан шығатын бу турбинаға 7 келіп түседі. Пайдаланылған бу айналма насос 11 арқылы айналмалы сумен салқындатылған екі конденсаторға келіп түседі. Екінші контурға насоспен 12 берілетін конденсат кіреді, ол төменгі қысымдағы 13 қайта қыздырғыш (жылтқыш) арқылы деаэраторға 14 беріледі. Мұнан соң екінші контурлы су пайдалану насосы 15 арқылы жоғары қысымды жылытқыштардан 16 өтіп, бу генераторына келіп іүседі.

Сүлбада турбинаның екі бөлігінен шығатын будың сүрыпталу қатары көрсетілген, ол төменгі және жоғары қысымды жылытқыштар мен жылыту жүйесі бойлеріндегі пайдаланатын суды жылытуға арналған.

Жылытқыштар мен бойлер конденсаты әуелі анағүрлым төмем температуралы жылытқьпптарға, сонан соң суретте үзік сызықпен көрсетілгендей деаэраторға келіп түседі. Тармақты сорғылар 17 жылумен қамтамасыз ету жүйесіндегі ыстық судың айналымын жүзеге асырады.

Бірінші коғтурдың зиянды радиоактивтігін арттыратын коррозия өнімдерінен реакторды тазалау мақсатында су жылу таратушы химиялық - су әдісімен үздіксіз тазалау 19 процесіне ұштастырылып, жабдықтаушы сорғы 6 арқылы реакторға түседі.

Атом электр станциясында электр энергиясын өндіру жылу электр станцияларының сұлбаларымен бірдей дерлік.

Экономикалық көрсеткіштері жағынан атом электр станциялары жылу электр станцияларына қарағанда біршама төмен; алайда оларды жергілікті отын ресурстарымен жабдықтай алмайтын жерлерде салғанда, атом электр станциясындағы 1 кВт сағ энергия құны ЖЭС-тің құнынан артық емес.

Атом электр станцияларының өзіндік мұқтаждары жұмыс барысында асқан сенімділікті талап етеді. Міне, сондықтан көпшілік мақұлдаған жылу электр станцияларының өзіндік мұқтаж қондырғылары резервтеуден басқа, атом электр станцияларында резервті (сенімділік) дизель - генератор қондырғылары, ол кәдімгі өзіндік мұқтажды қамсыздандыру жүйесін шапшаң түрде қосуға қол жетпеген жағдайда іске қосылады. Сонымен қатар, атом электр станцияларында аккумулятор батареясын орнату ісі қарастырылды, ал ірі атом электр станцияларында тұрақты ток қозғалтқыштары бар өзіндік мұқтаждың жауапты тұтынушыларын жабдықтайтын екі батареяны қою ісі жүзеге асырылады.

Атом электр станцияларының бірінші контурының өзіндік мұқтаждар қондырғыларының ерекшеліктері - атом электр станциясы технологиялық процесінің қарастырылған сұлбаларынан корінеді.

Ал, екінші контур бөлігінде өзіндік мұқтаждар кәдімгі отынды қолданып, жұмыс істейтін жылу электр станцияларының механизмдерімен бірдей. Атом элекгр станцияларының ерекшеліктері:

1.Географиялық кез-келген жерде, соның ішінде таулы жерде салынады.

2.Сыртқы қатардағы факторлардан тәуелсіз. Өзіндік режімі автономиялы.

3.Отынның шығыны аз мөлшерде.

4.Тынушылардың ерікті графигімен жұмыс істеуі мүмкін.

5.Режімнің өзгеруіне сезімтал, әсіресе АЭС-ның реакторы жылдам нейтронмен жұмыс істейтін болса.

6.Атмосфераны бәсеңдеу ластайды, радиоактивтік газдары мен аэрозолы шамалы, санитарлық мөлшерден (нормадан) асып түспейді. Осы тұрғыдан қарағанда АЭС-ы, ЖЭС-нан көбірек болып шығуы мүмкін.

ІІІ. Электр станциялардың қоршаған ортаға әсері.

Электр энергиясы - ең бастысы, жан-жақты, энергия техникалық және экономикалық тұрғыдан тиімді нысаны. Оның тағы бір артықшылығы - экологиялық дыбыс пайдалану және аудару қазақстан бойынша жүк тасымалдары жанар салыстырғанда электр желілері, құбыр жүйесі арқылы оларды айдау. Электр ықпал барлық салаларында экологиялық таза технологиялар. Алайда, оның даму электр көптеген жылу электр станциялары, АЭС айтарлықтай байланыстырылған қоршаған ортаға жағымсыз әсер. Жалпы қуат нысандары ең көп әсер ететін арасында ықпалының дәрежесі өндірістік объектілерді биосфера.

Қазіргі уақытта проблема өзара іс-қимыл, энергетика және қоршаған ортаны қорғау жаңа мүмкіндіктер алды үлкен, өзендер мен көлдердің көпшілігі, байтақ аумағында ықпалын тарату Жер атмосфера мен гидросфера көлемі. Толығырақ етек жақын болашақта энергия одан әрі қарқынды өсуін алдын-ала жаһандық бойынша қоршаған ортаның барлық компоненттеріне әсер әртүрлілігі ауқымды.

Атом электр станцияларында атмосфераға түтін газдарын лақтырылмайды. АЭС-те күл және шлак түріндегі қалдықтар жоқ. Поблема атом электр станцияларында, бұл артық мөлшерде жылу және радиоактивті қалдықтарды. Бұл қорғауға адамдар мен атмосфераға радиоактивті заттардан шығарындыларды атом электр станцияларында арнайы шаралар қабылдайды

Жылу энергетикасының барлық нысандары атмосферада көміртек диоксидтерінің көбеюіне және көшетхана эффектісінің күшеюіне бастайды. Көмір жылу энергетикасы мұның үстіне планета бетінде орасан көп мөлшерде қатты қалдықтардың, улы және радиоактивті күлдің жинақталуына апарып соғады. Қалай болғанда да, көмір энергетикасы жылу энергетикасың келешегі мол бағыты деп саналады, өйткені көмір қоры әр түрлі мәліметтер бойынша әлі 150-700 жылға жетеді деп болжанады. Көмір жылу электр станциясаларының түтінін, күлін тазалайтын қазіргі қондырғылар пайдаланылса, қатты және газ қалдықтардың 99 пайызын ұстап қалуға болады, алайда одан энергияның бағасы бірнеше есе қымбаттайды. Экологиялық тұрғыдан энергия негізі ретінде көмірді пайдаланудың ең қауіпсіз амалы — жер астында газға айналдыру, яғни, 1000—2000°С жоғары температурада көмірді жанар газға айналдыру. Алайда бүл амал көмір жылу электр станциясыларының түтінін тазалаудан бетер қымбатқа түседі.

Газ жылу электр станциясы көмір жылу электр станциясынан гөрі ауаны анағүрлым аз ластайды, алайда газ қоры шектеулі. Газ, мұнай және көмір шығару кезіндегі табиғатқа келетін нұқсан 1:4:11 шамасындағы ара қатынаста, ал өндірілетін электр энергиясына шаққанда, бұлардың дүниежүзілік бағаларының ара қатынасы 1:1,7:0,8 шамасында. Қазіргі уақытта электр энергиясын жылу өндірумен бірге өндіру неғұрлым тиімді деп бағамдамады. Мұндай біртүтас цикл электр энергиясын жылу электр орталығынан алудың дәстүрлі әдістерінен 4—10 есе нәтижелі болуы мүмкін. Жылу электр станциясы мен жылу электр орталығы басқа жағдайлар бірдей болғанда айналадағы ортаға шамамен бірдей жүктеме түсіретіні мәлім. Жылу электр станцияларының қоршаған ортаға әсері қаншалық екенін атмосфераға шығарылатын барлық зиянды шығындылардың 25%-ы солардың үлесіне келетініне қарап білуге болады. Суқоймалардың эволюция барысында жеткен теңдестігін бұзатын жылулық ластану деп аталатынның да қаупі одан кем түспейді.

III. Қорытынды:

Қазақстанда электр станциясының негізгі түрі болып жылу электр станциясы (ЖЭС) табылады. Бұлар шамамен мемлекеттің 67% электр энергиясын шығарады. Олардың орналасуы отын көзі мен тұтыну қажеттігіне байланысты. Ең ірі ЖЭСтер отын кендерінің маңында салынады. Калорияға (энергияға) бай және тасымалдауға қолайлы отын қолданатын ЖЭС тұтынушылар талабына сай құрылады.

Электр станциясы – ол бірнеше қондырғылар, құралдар мен аппараттардан тұратын, электр энергиясын өндіруге арналған, және оған керекті үйлер мен арнайы бөлмелер белгілі территорияда орналасқан орын.

Электр энергиясын электр станциясында басқа түрлі энергияны түрлендіру арқылы алады.Энергия көзі ретінде ағып жатқан су, отын, атом мен жаңадан игеріліп жатқан балама энергия (жел, ағыс, геотермальді, күн және т. б.) пайдаланылады. Бүгінгі күні гидравликалық, жылу және атом электр станциялары ең жиі таралған. Жылу электр станциялары (ЖЭС) отынның (көмір не газ) химиялық энергиясын электр энергиясына және жылуға айналдырады.

Атом электр станциясы (АЭС) химиялық элементтердің атомдары бөлінгенде шығатын энергияны түрлендіреді.

Конденсациялық электр станциясы (КЭС) деп бу турбинасы орнатылған және ол конденсациялық цикл бойынша жұмыс істейтін жылу электр станциясын атайды.

Жылу электр станциясы жылулық бу турбиналарында электр энергиясы мен жылуды құрмалас бөліп шығарса, ол жылу электр орталығы немесе теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) деп аталады.ТЭЦ пен КЭС айырмашылығы: ТЭЦте бу шығарғыш бар және ол өндірістік жылу тұтынуына арнайы су қыздырғышы арқылы жіберіледі. Жүйедегі суды қыздыратын қыздырғышқа турбинадан бөлінген булар барады.

IV. Пайдаланылған әдебиеттер:

1. Стерман Л.С. Тепловые и атомные электростанции, - М.:МЭИ, 2000.395с.

2. Назмеев Ю.Г., Конахина И.А. Теплоэнергетические системы и энергобалансы промышленных предприятий, - М.: Издательство МЭИ, 2002 467с.

3. Тепловые и атомные электрически станции. Справочник (Под общей ред. В.А.Григорьева, В.М.Зорина) - М.: Энергоиздат, 1989.- 631с.

4 Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник/ Под общ.ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. -М.: Энергоатомиздат, 1991.- 588с. // http://stud24.ru/calorifics/zhylu-jelnktr-stansiyalarynday-negzg-ondyrylar/466952-1770849-page3.html

5 Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. - М.: Издательство МЭИ, 2001 // http://stud24.ru/calorifics/zhylu-jelnktr-stansiyalarynday-negzg-ondyrylar/466952-1770849-page3.html

6 Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции: Учебник для вузов / Под ред. В.Я. Гиршфельда. – М: Энергоатомиздат, 1987. – 328 с. // http://stud.kz/referat/show/1960