Гидроэлектростанции (гэс)

Гидроэлектрическая станция – это комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды в реке преобразуется в электрическую энергию. Принцип выработки электроэнергии на гидроэлектростанции несложен: кинетическая энергия движущейся воды используется для вращения турбины (Т), связанной с электрогенератором (Г) (рис.2).

Рис.2. Принципиальная схема ГЭС

Чтобы заставить реку работать, её перегораживают плотиной, которая, поднимая воду, образует водохранилище и создает напор воды (Н). Напор – это разность уровней воды до и за платиной, то есть разность уровней верхнего и нижнего бьефа. Мощность ГЭС зависит от напора, расхода воды, используемого в гидротурбинах (Т) и КПД гидроагрегатов. Водохранилище, накапливая воду, служит для сезонного и суточного регулирования стока воды, поступающей к турбинам ГЭС.

Атомные электростанции (аэс)

АЭС – электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является ядерный реактор.

Ядерный реактор – это аппарат, предназначенный для осуществления и поддержания цепной реакции деления тяжелых ядер при взаимодействии их с нейтронами. Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер тяжелых элементов, преобразуется в электроэнергию. АЭС работает на ядерном горючем, в основном на уране (U ²³³, U ²³⁵, U ²³⁹).

В настоящее время существует пять типов ядерных реакторов:

• водо-водяной энергетический реактор (ВВЭР);

• реактор большой мощности канальный (РБМК);

• реактор на тяжелой воде:

• реактор с шаровой засыпкой и газовым контуром;

• реактор на быстрых нейтронах.

Реакторы ВВЭР являются самыми распространенными в России. Несмотря на использование в этих реакторах обогащенного урана они очень привлекательны дешевизной используемого в них теплоносителя-замедлителя и относительной безопасностью в эксплуатации. Замедлителем и теплоносителем в этих реакторах является обычная легкая вода.

У каждого типа реакторов есть свои особенности конструкции, но основной способ получения электроэнергии остается неизменным. На рис. 3 показана принципиальная схема двухконтурной АЭС.

110-750 кВ

ТП

Г

Уран

Р

ПГ

Т

ЦН

^{Источник холодной}

^воды

К

ЦН

КН

Рис. 3. Принципиальная схема АЭС.

Первый контур – реакторный – полностью изолирован от второго, что снижает до минимума радиоактивные выбросы в атмосферу. Циркуляционные насосы (ЦН) прокачивают воду через реактор (Р) и теплообменник (ПГ). Вода реакторного контура находится под повышенным давлением и, несмотря на высокую температуру (293° на выходе, 267° на входе в реактор) не закипает и не превращается в пар. Вода второго контура находится под обычным давлением, так что в теплообменнике-парогенераторе (ПГ) от циркулирующей в первом контуре воды превращается в пар. Пар, генерируемый в парогенераторе, по главным паропроводам второго контура поступает в турбину (Т), вращает её и генератор (Г). Таким образом в турбине тепловая энергия пара превращается в механическую энергию, которая в генераторе преобразуется в электрическую. Выработанная генератором электроэнергия поступает в силовой трансформатор (ТП), где напряжение её повышается и далее с помощью линий электропередачи (ЛЭП), транспортируется в места потребления

Пар, отработанный в турбине поступает в конденсатор К, который превращает пар в конденсат подобно тому, как это выполнено на тепловой электростанции (ТЭС). С этой целью в конденсатор подается охлаждающая вода от источника холодной воды. Полученный в конденсаторе конденсат направляется насосами КН в парогенератор, который превращает конденсат в пар для турбины.