Главная Обратная связь

Дисциплины:






Тепловые аккумуляторы



Тепловой аккумулятор - устройство для аккумулирования тепловой энергии основано на использовании физического или химического процесса, связанного с поглощением и выделением теплоты. К основным из них относятся накопление-выделение внутренней энергии при нагреве-охлаждении твердых или жидких тел, фазовые переходы с поглощением-выделением скрытой теплоты, процесс сорбции-десорбции или обратимая химическая реакция, протекающая с выделением-поглощением тепла.

Аккумуляцией (аккумулированием) тепловой энергии или аккумуляцией теплоты называется процесс накопления тепловой энергии в период ее наибольшего поступления для последующего использования, когда в этом возникнет необходимость. Процесс накопления энергии называется зарядкой, процесс ее использования – разрядкой.

Предназначение теплового аккумулятора:

Тепловой аккумулятор используется для кратковременного хранения энергии в воде. Содержание воды в емкости по весу постоянно и не зависит от содержания энергии. При зарядке аккумулятора горячая вода подается сверху с одновременным уходом соответствующего объема холодной воды со дна емкости. Холодная и горячая вода разделены неиспользуемым слоем в один метр. При разрядке горячая вода забирается сверху с одновременной подачей холодной воды снизу.

Аккумуляторы теплоты подразделяются на паровые (ПА), пароводяные (ПВА), горячей воды - питательной или сетевой (АПВ, АСВ) и фазового перехода (АФП). Широкое применение получили аккумуляторы типа ПВА Рутса (рис. 8.1). Аккумулятор заряжается за счет конденсации аккумулируемого пара 4 в объеме более холодной воды, хранящейся в водяном баке 8 ПВА, что приводит к повышению ее давления и температуры. Надежная конденсация поступающего пара, а также циркуляция воды и ее быстрый прогрев обеспечиваются диффузором 7. При разряде ПВА паровое пространство 1, объединенное корпусом 6 с водяным баком 8, через разрядные сопла Л а-Баля2, З и5 и паропровод, давление в котором ниже, чем давление горячей воды в ПВА, соединяется с потребителем пара. В результате давление в баке снижается и вода оказывается перегретой по отношению к состоянию ее насыщения при пониженном давлении пара, что приводит к резкому вскипанию и испарению части воды. ПВА заряжают обычно в ночной период. Для этого подается острый пар от парогенератора или отработавшего пара из отборов турбин, что приводит к уменьшению выработки электроэнергии (снижению мощности генератора). Разряд ПВА происходит в часы пиков нагрузки. Для этого запасенный пар срабатывается в специальной пиковой турбине, соединенной с генератором, или пар подается в основную турбину, что позволяет увеличить мощность генератора против той, которую он развивает в нормальных условиях при использовании пара от своего парового котла или реактора на АЭС. Вид, конструкция и стоимость тепловых аккумуляторов существенно зависят от желаемой длительности хранения теплоты. В настоящее время возрос интерес к использованию тепловой аккумуляции в атомной энергетике.



Предложено множество схем использования AT на АЭС. Одна из них заключается в следующем. Теплота аккумулируется путем нагрева высококипящей жидкости избыточной питательной водой в специальном теплообменнике во время заряда. Во время разряда, когда частично или полностью отключают регенеративные подогреватели, направление движения жидкости меняется на обратное и питательная вода перед поступлением в парогенераторы нагревается за счет теплоты в теплообменнике. Изменение мощности турбины в эти периоды пропорционально изменению расхода пара, пропускаемого через ее проточную часть. При этом КПД аккумуляции составляет 75-85%. За счет применения аккумулятора теплоты мощность АЭС во время нагрузки можно увеличить на 25-30%, т. е. при разряде аккумулятора, а в период заряда мощность можно снизить на 40-50% номинальной. Предварительно перегретый пар, вырабатываемый в главном аккумуляторе, подается в пиковые турбины.

Водород.

Получение, хранение, использование. Аккумуляторы водорода

Водород – газообр. горюч. летучее вещество. мож. использ. В ЭЭС как топливо для получ. теплов. и электрич. Е.

Получ. вод. промышлен. способом:

- получ. методом электролиза раствора поваренной соли в воде. под возд. электрич. тока - - получ. н, хлор и сопутств. вещ-ва.

хим. реакция металлов натрия и калия с водой, выделяется летуч. Водород.

Хранение Н:

- проблема аналогична хранению прир. газа: хранят в земных пустотах, водоносн. горизонтах.

Хранят сжиженный Н в криогенных контейнерах, сжатый в 700 раз.

Хранят как газ баллонах, при сжатии до 30 мгПа.

Н можно аккумулировать для его быстрого дальнейш. использования.

Принцип работы аккумул. Н: ёмкость с нержавеющими стенками заполн. полиметаллич. компазиц. сплавами: титан, ванадий, железо, серебро, котор. поглощают чистый Н. и способны его выделять. КПД - 20-30%.

Использование Н: как топливо ДВС, бытовых приборов (зажигалки, горелки); в водородной энергетике (топливо на ТЭЦ); перспектива – ограниченные углеводор. (нефть, газ) будут заменены использов. Н как топлива, получаем. из мирового океана.

Новые технолог. получ. н придусматр. использ. ядерн. и солн. Е.

Управление ЭСС

Управление режимами ЭЭС осуществляется оперативным персоналом , а также автоматическими регуляторами и устройствами противоаварийной автоматики (ПА). Практически вся автоматика в настоящее время построена на основе микропроцессорных систем. Настройка автоматических систем управления производится в соответствии с заранее выбранными характеристиками так, чтобы обеспечить экономичность работы ЭЭС и соответствие требованиям качества отпускаемой потребителям электроэнергии. Выбор видов используемых автоматических устройств, оценка их эффективности и влияния на надежность работы ЭЭС производятся на основе специальных оптимизационных расчетов. Управление режимами ЭЭС должно быть оптимальным, т.е. дающим наилучший технико-экономический эффект в условиях действия противоположных факторов. Например, желая увеличить передаваемую по ЛЭП мощность, можно вызвать аварийное отключение этой линии из-за нарушения устойчивости ее работы. Для ЭЭС как объекта управления характерны наличие большого числа сложных прямых и обратных связей между многочисленными ее элементами и целевая направленность процесса функционирования. Управление ЭЭС.Управление ЭЭС – совокупн. мероприятий, обеспечивающ. оптим. работу ээ отрасли, начиная с решений её проектных задач, подбора элемент., монтажа, наладки и пуска объектов, текущей экспл. и ремонтов, утилизации.

Структура управления и объекты:

Минист. Энергетики (орган управл.)

(объекты управления)

Концерн БелЭнерго концерн Топэнерго ОДУ, областные РУПы ЦДС, ОДС, электростанции, подстанции, ЭСети

Цели и задачи:

обеспеч. надёжн. и бесперебойного энергоснабж. потребит. удовл. качества при максим. экономичности и условиях безопасн. обслужив. обородов., обеспеч. управляемости и контроля исполнения процессов.

Критерии управления: надёжн., экологичн., экономичн., высокий кпд при миним. топливозатратах, мин. потерях электропередач. и мин. возд. на окружающ. среду.

 

55. Альтернативная, нетрадиционная, зеленая энергетика: вклад в энергетику будущего.

Альтернативная энергетика — совокупность перспективных способов получения, передачи и использования энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования и, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде.

К ней относятся:

Солнечные электростанции (за счет электромагнитного излучения солнца);

Ветряные электростанции (кинетическая энергия ветра);

Малые ГЭС( движение воды в реках);

Биомасса (наиболее характерна для Беларуси);

Возобновляемые низкопотенциальные:

Приливные электростанции (движение воды в океанах и морях);

Волновые электростанции (энергия волн морей и океанов);

Геотермальные станции (тепловая энергия горячих источников планеты);

Тепло мирового океана и недр земли

Основные достоинства: используется возобновляемый энергоресурс, что особо важно в преддверии топливного дефицита в традиционной энергетике, их экологическая чистота.

Основные недостатки:

-низкая плотность потока, неуправляемость и вероятностный характер поступления первичного энергоресурса (необходимо аккумулировать энергию);

- малая установленная мощность, что позволяет использовать станции в основном для автономного тепло/электроснабжения;

– высокая стоимость установок;

- Ветроэнергетика: занимаемая площадь в 100 раз больше чем ТЭЦ для той же мощности, бетонная плита для одной установки диаметром 30м, высотой 1м, массой 2,5 тыс. тон =>отчуждение земель (срок службы 25лет), низкочастотные шумы;

- Возобновляемая низкопотенциальная: вынужденность расположения, низкий КПД;

– Геотермальная - невысокие параметры природного пара и невозможность его использования напрямую из-за сложного химического состава (сильно загрязнен), засаливание скважин в течение 6-5лет, необходимость возврата геотермальной воды назад в землю.

 

56. Нетрадиционные электростанции : плюсы и минусы, ограничения

 

Плюсы: экологическая чистота

Минусы: дорогостоящее капитальное строительство;

Малая единичная мощность.

Ограничения: территориальный фактор (геотермальные, ветряные станции);

Источники, находящиеся в стадии освоения (топливные элементы);

Источники, находящееся в перспективе (термоядерная энергетика).





sdamzavas.net - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...