ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Сибирский государственный университет водного транспорта»

Кафедра "Энергетические системы и электротехника"

Дисциплина "Общая энергетика"

Реферат

На тему: "Общая энергетика"

Вариант 11

Факультет: Электротехника

и энергетика

Группа: 3-ЭЭ-31-б

Шифр:

Выполнил:

Романчук Р.О.

Преподаватель:

Горелов Валерий Павлович

Нормоконтроль:

Горелов Валерий Павлович

Новосибирск 2017

Содержание

1 Использование перепада температур океан-атмосфера (вопрос 11)..................3

2 Классификация судовых ядерных энергетических установок (СЯЭУ) и их виды (вопрос 21).........................................................................................................6

3 Использование геотермальных источников (вопрос 31)....................................12

4 Крупные гидроэлектростанции (вопрос 4)..........................................................16

5 Основные параметры ветроустановок и режимы работы (вопрос 14)..............22

6 Горючие и газоносные сланцы (вопрос 27).........................................................26

7 Классификация аккумуляторов энергии (вопрос 32)..........................................30

8 Использование энергии ветра (вопрос 13)...........................................................32

9 Векторное изображение электрических величин (тока, напряжения, ЭДС). Примечание комплексных чисел для расчета электрических цепей. Представление синусоидальных э.д.с., напряжений и токов комплексными числами.......................................................................................................................44

Список литературы....................................................................................................50

1 Использование перепада температур океан-атмосфера (вопрос №11)

Идея использования перепада температур между холодным воздухом и незамерзающей (тёплой) водой подо льдом Арктики впервые была высказана во Франции А. Баржо, развившим идею Д'Арсонваля по преобразованию тепловой энергии, запасённой в океане. В России с её протяженным арктическим шельфом работы в этой области всегда вызывали интерес.

Особенность работы таких станций – так называемый «треугольный» цикл: нагрев и испарение рабочего тела в результате политропного процесса, адиабатное расширение через турбину, изотермическое сжатие при подаче в испаритель с одновременным отводом избыточного тепла в холодильнике. КПД такого цикла, как показано в одной из работ А.К. Ильина, ниже термического КПД цикла Карно примерно в 2 раза. С точностью до одного процента он определяется выражением

(1.1)

где T₀₁ – температура тёплой подлёдной воды 275 К; T₀₂ – температура охлаждающего воздуха до 233 К. Значительный перепад температур сможет компен­сировать снижение КПД. Теоретическую мощность такой ОТЕС можно оценить с помощью формулы [1]:

(1.2)

где k = H/L – отношение толщины используемого слоя теплой воды к характерной длине возмущения среды вдоль течения; u – скорость течения; А – площадь взаимодействия станции с океаном; η – коэффициент потерь в агрегатах и системах; ρ – плотность воды, кг/м³; с_р – удельная теплоёмкость, Дж/(кг ∙ К).

Если положить в этом выражении k = 1 и считать механические потери в агре­гатах станции пренебрежимо малыми (η_m = 1), то удельная мощность, получаемая с 1 м² площади океана при разности температур воды и воздуха, равной 10 °С, составляет примерно 18 кВт/м², при разности 20 °С – 60 кВт/ м², а при разности 30 °С – 125 кВт/м². В этих оценках величина скорости движения воды принята равной 0,02 м/с – характерная скорость для прибрежных районов Северного Ледовитого океана.

На рисунке 1 приведена схема ОТЕС с обдуваемыми воздухом теплообменниками. В ней использован дополнительный контур с промежуточным теплоносителем, позволяющий существенно снизить потери энергии на собственные нужды станции. Схема напоминает обычные тепловые станции с градирнями для охлаждения отработавшей воды, но данные градирни действуют в условиях, когда температура наружного воздуха много ниже нуля, а охлаждаемая жидкость имеет температуру всего на несколько градусов выше. Поэтому в охлаждающем контуре такой станции необходимо использовать рассол с низкой температурой замерзания. В качестве промежуточного теплоносителя применяется водный раствор хлористого кальция с концентрацией не менее 26 кг на 100 кг воды, который достаточно широко используется в холодильной технике. Рабочим телом в основном контуре станции служит фреон-12, пары которого приводят в движение турбину с электрогенератором.

Рисунок 1 – Схема арктической ОТЕС на перепаде температур вода–воздух: 1 – испаритель основного контура; 2 – турбина с электрогенератором; 3 – конденсатор; 4 – теплообменник контура охлаждения промежуточного рабочего тела; 5 – насос для подачи хладагента; 6 – насос для подачи рабочего тела; 7 – насос для подачи морской воды; 8 – водозаборник; 9 – патрубок сброса отработанной воды

Промежуточный теплоноситель охлаждается путём разбрызгивания через форсунки оросительного охладителя. Причем важно обеспечить определенное распыление, чтобы, с одной стороны, капли теплоносителя не выносились потоком холодного воздуха, а с другой – успевали охладиться во время падения. Для того чтобы капля диаметром 1 мм охладилась на 2 °С при движении в воздухе со средней разностью температур 30 °С ей необходимо пролететь в свободном падении чуть более 3 м. Распыляя таким образом раствор хлористого кальция, можно добиться удельного съёма энергии более 230 Вт/(м² ∙ К). Такие значения коэффициентов теплоотдачи, конечно, уступают получаемым в настоящее время в конструкциях водо-водяных теплообменников традиционных ОТЕС (до 5 кВт/ (м² ∙ К)), но превышают примерно в 5 раз характерные величины для простейших воздушных теплообменников станций без промежуточного теплоносителя. Это позволяет снизить металлоемкость конденсаторов и примерно на 20 % увеличить выработку полезной энергии [6].