Презентация по физике. Тема: «Тепловые, гидравлические и атомные электростанции. - презентация

1 Презентация по физике. Тема: «Тепловые, гидравлические и атомные электростанции

2 ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ ? Электростанция электрическая станция, совокупность установок, оборудования и аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии, а также необходимые для этого сооружения и здания, расположенные на определённой территории.

3 ТЕПЛОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Тепловая электростанция электростанция, вырабатывающая электрическую энергию за счет преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора

4 Типы ТЭС: Котлотурбинные электростанции Конденсационные электростанции (КЭС, исторически получили название ГРЭС государственная районная электростанция) Теплоэлектроцентрали (теплофикационные электростанции, ТЭЦ) Газотурбинные электростанции Электростанции на базе парогазовых установок Электростанции на основе поршневых двигателей С воспламенением от сжатия (дизель) C воспламенением от искры Комбинированного цикла

5 Выработка электричества в ТЭС происходит при участии множества последовательных этапов, но общий принцип её работы очень прост. Вначале топливо сжигается в специальной камере сгорания (паровом котле), при этом выделяется большое количество тепла, которое превращает воду, циркулирующую по специальным системам труб расположенным внутри котла, в пар. Постоянно нарастающее давление пара вращает ротор турбины, которая передает энергию вращения на вал генератора, и в результате вырабатывается электрический ток.

6 Принцип работы ТЭС Выработка электричества в ТЭС происходить при участии множества последовательных этапов, но общий принцип её работы очень прост. Вначале топливо сжигается в специальной камере сгорания (паровом котле), при этом выделяется большое количество тепла, которое превращает воду, циркулирующую по специальным системам труб расположенным внутри котла, в пар. Постоянно нарастающее давление пара вращает ротор турбины, которая передает энергию вращения на вал генератора, и в результате вырабатывается электрический ток. Система пар/вода замкнута. Пар, после прохождения через турбину, конденсируется и вновь превращается в воду, которая дополнительно проходит через систему подогревателей и вновь попадает в паровой котел.

7 Недостаток ТЭС Главным недостатком всех тепловых электростанций является тип используемого топлива. Все виды топлива, которые применяют на ТЭС, являются невосполнимыми природными ресурсами, которые медленно, но неуклонно заканчиваются. Именно поэтому в настоящее время, наряду с использованием атомных электростанций, ведутся разработки механизма выработки электроэнергии при помощи восполняемых или других альтернативных источников энергии.

8 Гидравлическая электростанция Гидравлическая электростанция - комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и энергетического. оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в механическую энергию вращения которая, в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию.

9 Типы ГЭС: 1. Мощные (от 25 МВт и выше); 2. Средние (до 25 МВт); 3. Малые (до 5 МВт). 4. Высоконапорные (более 60 м); 5. Средненапорные (от 25 м); 6. Низконапорные (от 3 до 25 м). 7. Русловые и приплотинные (плотина полностью перегораживает реку); 8.Плотинные; 9. Деривационные (где велик уклон реки) 10.Гидроаккумулирующие

10 Выработка электричества в ГЭС Гидравлические электростанции преобразуют механическую энергию водных потоков в электрическую. Электростанции этого типа просты в эксплуатации, обладают весьма высоким к.п.д. ( %) и вырабатывают самую дешевую электроэнергию. Однако первоначальная стоимость, то есть стоимость сооружения гидроэлектростанций, намного превышает стоимость сооружения тепловых электростанций одинаковой мощности. Это связано с огромным объемом земляных и строительных работ. Значительно продолжительнее и сроки сооружения ГЭС.

11 Принцип работы ГЭС Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию. Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией естественным током воды. В некоторых случаях для получения необходимого напора воды используют совместно и плотину, и деривацию. Непосредственно в самом здании гидроэлектростанции располагается все энергетическое оборудование. В зависимости от назначения, оно имеет свое определенное деление. В машинном зале расположены гидроагрегаты, непосредственно преобразующие энергию тока воды в электрическую энергию. Есть еще всевозможное дополнительное оборудование, устройства управления и контроля над работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое.

12 Недостаток ГЭС Большие водохранилища затопляют значительные участки земли, которые могли бы использоваться с другими целями. Разрушение или авария плотины большой ГЭС практически неминуемо вызывает катастрофическое наводнение ниже по течению реки. Протяженная засуха снижает и может даже прервать производство электроэнергии. Плотина снижает уровень растворенного в воде кислорода, поскольку нормальное течение реки практически останавливается. Это может привести к гибели рыбы в искусственном водохранилище и поставить под угрозу растительную жизнь в самом водохранилище и вокруг него. Плотина может нарушить нерестовый цикл рыбы. С этой проблемой можно бороться, сооружая рыбоходы и рыбоподъемники в плотине или перемещая рыбу в места нереста с помощью ловушек и сетей. Однако это приводит к удорожанию строительства и эксплуатации ГЭС.

13 Атомная электростанция Атомная электростанция ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимыми работниками.

14 Типы АЭС: 1)водо-водяные с обычной водой в качестве замедлителя и теплоносителя 2)графито-водные с водяным теплоносителем и графитовым замедлителем 3)тяжеловодные с водяным теплоносителем и тяжёлой водой в качестве замедлителя 4)графито-газовые с газовым теплоносителем и графитовым замедлителем.

15 Выработка электричества в АЭС Атомные электростанции (АЭС) работают по одному принципу с тепловыми электростанциями, т. е. происходит преобразование тепловой энергии пара в механическую энергию вращения вала турбины, которая приводит в действие генератор, где механическая энергия преобразовывается в электрическую.

16 Принцип работы АЭС Энергия, выделяемая в активной зоне реактора, передаётся теплоносителю первого контура. Далее теплоноситель поступает в теплообменник (парогенератор), где нагревает до кипения воду второго контура. Полученный при этом пар поступает в турбины, вращающие электрогенераторы. На выходе из турбин пар поступает в конденсатор, где охлаждается большим количеством воды, поступающим из водохранилища. Компенсатор давления представляет собой довольно сложную и громоздкую конструкцию, которая служит для выравнивания колебаний давления в контуре во время работы реактора, возникающих за счёт теплового расширения теплоносителя. Давление в 1-м контуре может доходить до 160 атмосфер (ВВЭР-1000). Помимо воды, в различных реакторах в качестве теплоносителя могут применяться также расплавы металлов: натрий, свинец, эвтектический сплав свинца с висмутом и др. Использование жидкометаллических теплоносителей позволяет упростить конструкцию оболочки активной зоны реактора (в отличие от водяного контура, давление в жидкометаллическом контуре не превышает атмосферное), избавиться от компенсатора давления.

17 Недостаток АЭС -Облучённое топливо опасно, требует сложных и дорогих мер по переработке и хранению; -Нежелателен режим работы с переменной мощностью для реакторов, работающих на тепловых нейтронах; -Последствия возможного инцидента крайне тяжелые, хотя его вероятность достаточно низкая; -Большие капитальные вложения, как удельные, на 1 МВт установленной мощности для блоков мощностью менее МВт, так и общие, необходимые для постройки станции, её инфраструктуры, а также в случае возможной ликвидации.