Дымова́я труба́ или дымохо́д — труба для отвода дымовых газов в атмосферу. Обычно вертикальная труба, но может содержать отдельные горизонтальные или наклонные участки.

Основным предназначением дымовых труб является вывод газов (продуктов сгорания топлива в топливнике). Вместе с ними через трубу удаляются дым, сажа, пепел и копоть, которые, при неправильном формировании внутренней поверхности дымохода, могут оседать на его стенках, затрудняя в дальнейшем прохождение газов. Чтобы этого не произошло, необходимо делать внутреннюю поверхность дымоходных труб как можно более ровной и гладкой, без выбоин, щелей и выступов, чтобы саже и копоти не было за что «зацепиться».

Ещё одним предназначением дымовых труб является обеспечение нормальной тяги в печи, которая находится в прямом соотношении с толщиной и высотой дымоходного канала.

2. Парогазовые установки. Тепловые схемы и элементы пгу. Основы повышения кпд пгу. Перспективы развития пгу.

Парогазовыми называются энергетические установки, в которых теплота уходящих газов ГТУ прямо или косвенно используется для выработки электроэнергии в паротурбинном цикле. Отличается от паросиловых и газотурбинных установок повышенным КПД.

Принципиальная схема парогазовой установки (из лекции Фоминой).

КС

  ГТ ЭГ пар

к омпрессор Котёл утилизатор К

воздух ЭГ

питательная

вода

КС – камера сгорания

ГТ – газовая турбина

К – конденсационная паровая турбина

ЭГ – электрогенератор

Парогазовая установка состоит из двух отдельныхустановок: паросиловой и газотурбинной.

В газотурбинной установке турбину вращают газообразные продукты сгорания топлива. Топливом может служить как природный газ, так и продукты нефтянойпромышленности (мазут, солярка). На одном валу с турбиной находится первый генератор, который за счет вращения ротора вырабатывает электрический ток. Проходя через газовую турбину, продукты сгорания отдают ей лишь часть своей энергии и на выходе из газотурбины все ещё имеют высокую температуру. С выхода из газотурбины продукты сгорания попадают в паросиловую установку, в котел-утилизатор, где нагревают воду и образующийся водяной пар. Температура продуктов сгорания достаточна для того, чтобы довести пар до состояния, необходимого для использования в паровой турбине (температура дымовых газов около 500 градусов по Цельсию позволяет получать перегретый пар при давлении около 100атмосфер). Паровая турбина приводит в действие второй электрогенератор.

Перспективы развития ПГУ (из учебника Аметистова).

1. Парогазовая установка — самый экономичный двигатель, используемый для получения электроэнергии. Одноконтурная ПГУ с ГТУ, имеющей начальную температуру примерно 1000 °С, может иметь абсолютный КПД около 42 %, что составит 63 % от теоретического КПД ПГУ. Коэффициент полезного действия трехконтурной ПГУ с промежуточным перегревом пара, в которой температура газов перед газовой турбиной находится на уровне 1450 °С, уже сегодня достигает 60 %, что составляет 82 % от теоретически возможного уровня. Нет сомнений в том, что КПД можно увеличить еще больше.

2. Парогазовая установка — самый экологически чистый двигатель. В первую очередь это объясняется высоким КПД — ведь вся та теплота, содержащаяся в топливе, которую не удалось преобразовать в электроэнергию, выбрасывается в окружающую среду и происходит ее тепловое загрязнение. Поэтому уменьшение тепловых выбросов от ПГУ по сравнению с паросиловой будет ровно в той степени, на сколько меньше расход топлива на производство электроэнергии.

3. Парогазовая установка — очень маневренный двигатель, с которым в маневренности может сравниться только автономная ГТУ.

4. При одинаковой мощности паросиловой и парогазовой ТЭС потребление охлаждающей воды ПГУ примерно втрое меньше.

5. ПГУ имеет умеренную стоимость установленной единицы мощности, что связано с меньшим объемом строительной части, с отсутствием сложного энергетического котла, дорогой дымовой трубы, системы регенеративного подогрева питательной воды, использованием более простых паровой турбины и системы технического водоснабжения.

6. ПГУ имеют существенно меньший строительный цикл. ПГУ, особенно одновальные, можно вводить поэтапно. Это упрощает проблему инвестиций.

Парогазовые установки практически не имеют недостатков, скорее следует говорить об определенных ограничениях и требованиях к оборудованию и топливу. Установки, о которых идет речь, требуют использования природного газа. Для России, где доля используемого для энергетики относительно недорого газа превышает 60 % и половина его используется по экологическим соображениям на ТЭЦ, имеются все возможности для сооружения ПГУ.

Все это говорит о том, что строительство ПГУ является преобладающей тенден­цией в современной теплоэнергетике.

КПД ПГУ утилизационного типа:

η_ПГУ = η_ГТУ + (1- η_ГТУ)*η_КУ*η_ПТУ

ПТУ - паротурбинная установка

КУ – котёл-утилизатор

 В общем случае КПД ПГУ:

Здесь — Qгту количество теплоты, подведенной к рабочему телу ГТУ;

Qпсу — количество теплоты, подведенной к паровой среде в котле.

Билет 13 Выбор парогенераторов для электростанций различных типов. Назначение питательных насосов. Электропривод и турбопривод питательных насосов На за критических параметрах пара применяются только прямоточные П/Г. В прямоточных П/Г рабочее тело (вода – пар) движется с помощью насоса, причем кратность циркуляции равна единицы. Вода проходит систему экранных труб однократно. В прямоточных П/Г нет барабана и нет замкнутого контура циркуляции. Прямоточные П/Г не имеют такого запаса воды, как барабанные. Поэтому в прямоточных П/Г требуется более точное согласование расходов воды, топлива и воздуха в процессе эксплуатации.

Питательные насосы предназначены для питания парогенераторов питательной водой определенной температуры, а также других нейтральных жидкостей сходных с питательной водой по вязкости и химической активности. Электропривод питательных насосов наиболее распространен благодаря своей простоте, быстроте включения и высокому КПД. Для электропривода используют асинхронные электродвигатели. По условиям конструирования таких двигателей верхний предел единичной мощности их ограничивается. Синхронные двигатели не ставят таких ограничений, но они менее удобны при пуске и в эксплуатации. Поэтому, когда мощность питательной установки велика, целесообразно использовать специальную приводную турбину (турбопривод), тем более что при этом КПД станции повышается. Бустерный насос, обеспечивающий бескави-тационную работу основного насоса, имеет привод от той же турбины через понижающий редуктор.

Классификация атомных электростанций по числуконтуров. Принципиальные схемы. Классификация реакторов. Принцип работы. КПД АЭС.Особенности АЭС.

Рисунок 70.

Где ГЦН – главный циркуляционный насос.

Вода под большим давлением поступает в реактор, где не только нагревается, но и начинает кипеть (кипящий реактор, кипящий ядерный котел, реактор кипящего типа). Далее эта пароводяная смесь поступает в барабан-сепаратор, где происходит разделение: вода поступает на всос насоса, в водяной контур, пар поступает в турбину.

Совмещен теплоноситель (то тело, которое проходит через реактор) – вода, рабочее тело – пар. Этот контур радиоактивен, что доставляет трудности пи ремонтных и монтажных работах.

Рисунок 71.

В двухконтурной схеме разделяем контур теплоносителя и контур рабочего тела. Первый контур – контур теплоносителя, в данном случае, вода; она находится под большим давлением, нагревается, проходя через реактор, но не кипит. На выходе из реактора вода имеет температуру примерно 330 ÷ 350° С, а на входе – 285 ÷ 290° С. Эта вода нагнетается в реактор главным циркуляционным насосом, проходит через сердечник реактора, забирает тепло и передает его рабочему телу (воде), но с меньшим давлением. Поэтому, поступая в парогенератор вода второго контура, вскипает и насыщенный пар поступает в турбину.

Если первый контур, контур теплоносителя радиоактивен, то второй контур нерадиоактивен (с маленькой радиацией). Работы, связанные с ремонтом и монтажом облегчены. Через реактор протекает вода под большим давлением, воды практически несжимаема, следовательно, имеется компенсатор объема (регулятор давления). Он компенсирует температурное расширение. Парогенератор по сути теплообменник, здесь реактор некипящего типа.

Рисунок 72.

В качестве теплоносителя в первом контуре (контур, где имеется реактор) применяется жидкий металл, в данном случае натрий, здесь он тоже радиоактивен. Во втором контуре, в промежуточном, тоже циркулирует натрий, но уже нерадиоактивный, а в третьем – вода-пар.

Реакторы, работающие на быстрых нейтронах, реакторы-размножители. Первоначальная загрузка больше, чем в первых двух реакторах. Промежуточный контур в целях безопасности. Из первого контура жидкий натрий поступает в теплообменник, где тепло радиоактивного натрия передается нерадиоактивному натрию. И уже в парогенераторе тепло жидкого натрия передается воде, воде вскипает и подается пар в паровую турбину. По первому и по второму контуру циркулируют некипящие жидкости, следовательно, присутствует компенсатор объема.

В России имеются АЭС всех трех типов.

Рассмотрим КПД электростанций.

В России АЭС существуют только для выработки электроэнергии.

КПД для одноконтурной схемы:

η_АЭС^I = η_ту ∙ η_тр ∙ η_р

где η_ту – КПД турбоустановки, η_тр – КПД транспорта тепла, η_р – КПД реактора.

η_ту = 0,39÷ 0,42

η_тр = 0,99 ÷ 0,995

η_р = 0,98

η_АЭС^III = η_ту ∙ η_тр^II ∙ η_п/г ∙ η_тр^I ∙ η_р

η_АЭС^III = η_ту ∙ η_тр^III ∙ η_п/г ∙ η_тр^II ∙ η_т/о ∙ η_тр^I ∙ η_р

Особенности АЭС.

Повышенное внимание к безопасности эксплуатации, к вентиляционным установкам и применениям установок для дезактивации, а также для перегрузки ядерного топлива.

Билет 14. КПД ТЭЦ по производству электроэнергии и отпуску тепла, в том числе и через условное топливо. Полные и удельные расходы топлива на ТЭЦ по выработке электроэнергии и отпуску тепла. КПД ТЭЦ по выработке электроэнергии в основном определяется КПД турбоустановки по выработке электроэнергии. КПД ТЭЦ по выработке тепла в основном определяется КПД парогенератора. η_ТЭЦ ^э = η_ту ^э ∙ η_тр ∙ η_п/г

η_ту ^э = 0,39 ÷ 0,97

η_тр = 0,99 ÷ 0,995

η_п/г = 0,8 8 ÷ 0,94

Полный и удельный расходы топлива: Полный

В_ТЭЦ ^э =(860 ∙ N_э)/ (В_э ∙ Q_н^р), где Q_ТЭЦ ^э = В_э ∙ Q_н^р

В_ТЭЦ = В_э + В_т

В_ТЭЦ = [т/час]

в_э = В_э / N_э=[кг/кВт ч]

η_ТЭЦ ^э =860 / [(В_э ∙ N_э) ∙ Q_н^р] = 860 / (в_э ∙ Q_н^р)

[(ккал/кВт ч) / кг/кВт ч ∙ ккал/кг] = [ккал/кВт ч]

в_э = 860 / Q_н^р ∙ η_ТЭЦ ^э

η_ТЭЦ ^т = Q^отпущ ∙ 10⁶ / В_т ∙ Q_н^р

Q^отпущ = [Гкал/ч] ∙ 10⁶ [ккал/Гкал]

В_т = [кг/ч]

Q_н^р = [ккал/кг]

[кг/ч ∙ ккал/кг] = [ккал/ч]

Удельный расход топлива на выработку тепловой энергии

в_т = В_т / Q^отпущ = [кг/Гкал]

η_ТЭЦ ^т = 10⁶ / [(В_т / Q_н^р) ∙ Q^отпущ] = 10⁶ / в_т ∙ Q_н^р

в_т = 10⁶ / Q_н^р ∙ η_ТЭЦ ^т

в_э^ут = 860 / 7000 ∙ η_ТЭЦ ^э = 0,123 / η_ТЭЦ ^э

в_э^ут = 3600 / 29330 ∙ η_ТЭЦ ^э = 0,123 / η_ТЭЦ ^э

в_э^ут = [кгут/кВт ч]

в_т^ут = 10⁶ / (Q_н^р ∙ η_ТЭЦ ^т) = 10⁶ / 7000 ∙ η_ТЭЦ ^т = 143 / η_ТЭЦ ^т

143 = [кгут/Гкал]

в_т^ут = 10⁶ / (29330 ∙ η_ТЭЦ ^т) = 34,1 / η_ТЭЦ ^т

в_т^ут = [кгут/ГДж]

Гидротехнические сооружения ГЭС. Плотины ГЭС, их назначение и классификация. Одни из видов гидротехнических сооружений ГЭС: Гидроэлектростанция

Дамба

Плотина

Водохранилище Плотины ГЭС Созданная плотина перегораживает русло реки в выбранном створе. В результате сооружения плотины создается разность уровней верховой и низовой стороны плотины. Создающееся при этом с верховой стороны водохранилище носит название верхнего бьефа, а часть реки, примыкающей к плотине с низовой стороны, называется нижний бьеф.

Классификация и типы плотин:

По типу основного материала:

грунтовые

бетонные

металлические

тканевые

деревянные

железобетонные

габионные

По способу возведения

насыпные

намывные

направленного взрыва

По способу восприятия основных нагрузок

гравитационные

арочные

контрфорсные

арочно-гравитационные

контр-регулирующие

По условиям пропуска расхода воды

глухие (не допускают перелива воды через гребень)

водосбросные

фильтрующие (пропуск воды осуществляется через тело плотины)

переливные (катастрофического действия)