
- •Энергоснабжение
- •Факультет энергетики, машиностроения и транспорта:
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Содержание дисциплины по гос
- •1.2.2. Объем дисциплины и виды учебной работы представлены в таблице.
- •1.2.3. Перечень видов практических занятий и контроля:
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа
- •Раздел 1. Теоретические основы теплоэнергетики (18 часов)
- •1.1. Основы технической термодинамики
- •1.2. Первый и второй законы термодинамики
- •Раздел 2. Циклы энергетических установок (24 часа)
- •2.1. Паротурбинные (пту) и парогазовые установки
- •2.2. Теплоцентрали (тэц). Ядерные энергетические установи
- •Раздел 3. Источники энергоснабжения (26 часов)
- •3.1. Котельные установки
- •3.2. Электрические станции и системы
- •Раздел 4. Системы энергоснабжения (28 часов)
- •4.1. Электроснабжение
- •4.2. Теплоснабжение, топливо и водоснабжение, хладоснабжение
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •2.2.1. Тематический план дисциплины для студентов очной формы обучения
- •2.2.2. Тематический план дисциплины для студентов очно-заочной формы обучения
- •2.2.3. Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины «Энергоснабжение»
- •Раздел 4. Системы энергоснабжения
- •2.4. Временной график изучения дисциплины
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •2.5.1.1. Практические занятия (очная форма обучения)
- •2.5.1.2. Практические занятия (очно-заочная форма обучения)
- •2.5.1.3. Практические занятия (заочная форма обучения)
- •2.5.2. Лабораторные работы
- •2.5.2.2. Лабораторные работы (очная форма обучения)
- •2.5.2.2. Лабораторные работы (очно-заочная форма обучения)
- •2.5.2.3. Лабораторные работы (заочная форма обучения)
- •2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект
- •Введение
- •Раздел 1. Теоретические основы теплоэнергетики
- •1.1. Основы технической термодинамики
- •1.1.1. Термодинамическая система, параметры состояния
- •1.1.2. Теплоемкость, энтальпия и энтропия
- •1.2. Первый и второй законы термодинамики
- •Работа и теплота
- •1.2.1. Первый закон термодинамики для потока рабочего тела
- •1.2.2. Второй закон термодинамики
- •1.2.3. Диаграммы водяного пара
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 2. Циклы энергетических установок
- •2.1. Паротурбинные и парогазовые установок
- •2.2. Теплоэлектроцентрали (тэц). Ядерные энергетические установки
- •2.2.1. Циклы ядерных энергетических установок
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 3. Источники энергоснабжения
- •3.1. Котельные установки
- •3.1.1. Тепловые схемы источников теплоснабжения
- •3.2. Электрические станции и системы
- •3.2.1. Технико-экономические показатели кэс
- •3.2.2. Теплоэлектроцентрали (тэц)
- •3.2.3. Показатели тепловой экономичности тэц
- •3.2.4. Атомные электростанции (аэс)
- •3.2.5. Гидро- и гидроаккумулирующие станции
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 4. Системы энергоснабжения
- •4.1. Электроснабжение.
- •4.1. Электроснабжение
- •4.1.1. Общие сведения об электроснабжении
- •4.1.2. Энергетические системы (эс)
- •4.1.3. Электрические сети
- •4.1.4. Приёмники электрической энергии (эп)
- •4.1.5. Графики нагрузок
- •4.1.6. Системы электроснабжения
- •4.1.7. Качество электрической энергии
- •4.2. Теплоснабжение
- •4.2.1. Системы теплоснабжения
- •4.2.2. Закрытая водяная система теплоснабжения
- •4.2.3. Открытая водяная система теплоснабжения
- •4.2.4. Тепловые пункты
- •4.2.5. Паровые системы теплоснабжения
- •4.2.6. Классификация тепловых нагрузок
- •Вопросы для самопроверки
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий (словарь терминов)
- •3.4. Методические указания к проведению практических занятий
- •Практическое занятие №1. Расчет цикла Карно
- •Практическое занятие №2.Расчет цикла Ренкина пту и цикла пгу
- •Практическое занятие №3. Расчет показателей экономичности кэс и тэц
- •Практическое занятие №4. Тепловая нагрузка промпредприятий
- •3.5. Методические указания к проведению лабораторных работ
- •Лабораторная работа 1. Расчет теплового баланса и расхода топлива парового котла
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •3. Описание лабораторной установки
- •4. Порядок выполнения работы
- •Форма 1
- •Форма 2
- •П.2. Расчетные присосы холодного воздуха
- •П.3. Энтальпия насыщенного и перегретого пара (кДж/кг)
- •П.4. Энтальпия воды (кДж/кг)
- •5. Содержание отчета
- •Лабораторная работа 2. Изучение оборудования теплового пункта (мтп)
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Обработка результатов опыта
- •5. Содержание отчета
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Задание на курсовую работу
- •4.2. Методические указания к выполнению курсовой работы
- •4.2.1. Состав и объем курсовой работы
- •4.2.2. Расчетно-пояснительная записка
- •4.2.2.1. Задание на курсовую работу
- •4.2.2.2. Производственно-технологическое теплопотребление
- •4.2.2.3. Коммунально-бытовое теплопотребление
- •Расчетные тепловые нагрузки
- •Средние тепловые нагрузки
- •Годовые расходы теплоты
- •4.2.2.4. Отпуск теплоты по сетевой воде
- •4.2.2.5. Выбор основного оборудования
- •4.2.2.6. Показатели тепловой экономичности тэц
- •4.2.2.7. Принципиальная схема системы теплоснабжения
- •Графическая часть
- •П. 3 Укрупненные показатели среднего теплового потока на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий при температуре воды 550с qr, Вт/чел.
- •Диаграмма I-s для водного пара
- •4.3. Тренировочные тесты
- •Правильные ответы на тренировочные тесты
- •4.4. Вопросы и задачи для подготовки к экзамену
- •Шелудько Ольга Владимировна энергоснабжение Учебно-методический комплекс
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5
- •Энергоснабжение
2.2.1. Циклы ядерных энергетических установок
Ядерными называют энергетические установки, в которых для получения рабочего тела (чаще всего водяного пара) используется теплота, выделяющаяся в результате цепной реакции деления ядер урана-233, урана-235 и др. Основными агрегатами ядерной энергетической установки (ЯЭУ) являются: ядерный реактор, парогенератор, паровая турбина, электрический генератор и другое оборудование, обеспечивающее процесс превращения ядерной энергии в электрическую.
На рис. 2.6,а приведена принципиальная схема одноконтурной ЯЭУ. Реакция деления ядерного топлива происходит в реакторе 1. Выделившаяся при этом теплота передается воде, которая нагревается и превращается в пар. Из реактора пар направляется в турбину 2, где расширяется и совершает работу. Отработавший пар поступает в конденсатор 3, где конденсируется, а конденсат насосом 4 подается в реактор. По такой схеме работают Ленинградская, Курская, Чернобыльская и другие атомные электростанции (АЭС).
а) |
б) |
Рис. 2.6. Принципиальная схема одноконтурной (а) и двухконтурной (б)
ядерных энергетических установок
В двухконтурной ЯЭУ (рис. 2.6,б) используется два теплоносителя. В первом контуре с помощью насоса 6 циркулирует промежуточный теплоноситель (органические вещества, вода и т. д.), который нагревается в ядерном реакторе 1 и отдает свою теплоту воде в парогенераторе-теплообменнике 7. Образовавшийся водяной пар совершает процессы, характерные для паротурбинной установки. В двухконтурной ЯЭУ второй контур, где циркулируют вода и пар, отделен от первого биологической защитой 5.
Цикл ЯЭУ с насыщенным водяным паром представлен на рис. 2.6,а. Он состоит из следующих процессов: 4-4' – сжатие воды в питательном насосе; 4'-1 – нагрев воды до температуры кипения в реакторе; 1-2 – парообразование в ядерном реакторе; 2-3 – адиабатное расширение пара в турбине; 3-4 – отвод теплоты в конденсаторе при постоянном давлении. При определенных упрощениях цикл, совершаемый рабочим телом в ЯЭУ, можно рассматривать как простейший цикл Ренкина, работающий на насыщенном паре.
а) |
б) |
Рис. 2.7. Изображение в Т, s – диаграмме цикла ядерной энергетической
установки с насыщенным водяным паром (а) и
с сепарацией и перегревом пара (б)
Влажность пара на выходе из турбины ограничивают 13…14 % по условиям прочности и экономичности. Поэтому в паровых турбинах ЯЭУ для снижения конечной влажности применяют промежуточную сепарацию влаги из пара, промежуточный перегрев пара либо сепарацию с последующим перегревом отсепарированного пара. Давление пара, при котором производятся сепарация и перегрев, определяется технико-экономическими расчетами и ориентировочно составляет 10…15 % от начального давления.
В Т, s – диаграмме (рис. 2.7,б) линия 1-2-а-b-3'-4-1 изображает цикл ЯЭУ с сепарацией пара, а линия 1-2-a-b-c-3-4-1 – цикл с сепарацией пара и последующим перегревом пара.