Ժամանակակից ձեռնարկություններում էլեկտրական և ջերմային էներգիա արտադրող համակարգերի ցանկը ներառում է համակցված ցիկլով էլեկտրակայաններ. Դրանք համակցված են իրենց գործողության սկզբունքով և ներառում են 2 հիմնական փուլ.

1. սկզբնական վառելիքի (գազի) այրումը և գազատուրբինային միավորի այս ռոտացիայի շնորհիվ.
2. թափոնների ջերմության կաթսայում ջրի ջեռուցում այրման արտադրանքներով, որոնք ձևավորվել են առաջին փուլում ջրի գոլորշու ձևավորմամբ, որն օգտագործվում է գոլորշու տուրբինում, որն ակտիվացնում է գոլորշու էներգիայի էլեկտրական գեներատորը:

Վառելիքի այրումից ստացված ջերմության ռացիոնալ օգտագործման շնորհիվ հնարավոր է խնայել վառելիքը, բարձրացնել համակարգի արդյունավետությունը 10%-ով, մի քանի անգամ բարձրացնել սարքավորումների արդյունավետությունը, ծախսերը նվազեցնել 25%-ով։

Համակցված ցիկլով կայանի շահագործումհնարավոր է դառնում բնական գազի կամ նավթարդյունաբերության արտադրանքի (մասնավորապես՝ դիզելային վառելիքի)՝ որպես սկզբնական վառելիքի օգտագործման միջոցով։ Սարքավորման մի քանի կոնֆիգուրացիաներ կարող են լինել՝ կախված դրա հզորությունից և կոնկրետ կիրառությունից: Այսպիսով, արտադրողները կարող են միավորել երկու տուրբինները մեկ լիսեռի վրա՝ լրացնելով այս համակցությունը երկու շարժիչ գեներատորի միջոցով: Նման սարքի առավելությունն այն է, որ այն ունի 2 աշխատանքային ռեժիմ՝ պարզ գազի ցիկլ և համակցված:

Չնայած բավականին բարդ սարքին, համակցված ցիկլի կայան (CCGT)ունի շատ կարևոր առանձնահատկություն, որն այն առանձնացնում է էլեկտրաէներգիայի արտադրության այլ համակարգերից: Խոսքը ռեկորդային բարձր արդյունավետության գործակիցի մասին է, որը որոշ դեպքերում կազմում է ավելի քան 60%:

Համակցված ցիկլով գործարանի առավելությունները

Համակցված ցիկլով կայանի շահագործման սկզբունքըունի հատուկ բնույթ, այն, ի տարբերություն նմանատիպ համակարգերի, սպառում է ավելի քիչ ռեսուրսներ (հատկապես ջուր) դրա օգնությամբ ստացված էներգիայի յուրաքանչյուր միավորի համար. Արդյունաբերության փորձագետները նաև նշում են, որ համակցված ցիկլով գազային կառույցներն առանձնանում են.

• շրջակա միջավայրի բարեկեցության ավելի մեծ աստիճան (ջերմոցային գազերի արտանետումների նվազում);
• կոմպակտ չափսեր;
• շինարարության համեմատական ​​արագություն (1 տարուց պակաս);
• ավելի քիչ վառելիքի պահանջ:

Հարկ է նշել, որ CCGT արտադրողները դրանով չեն սահմանափակվում: Ժամանակակից համակցված ցիկլի գեներատորզարգանում է շատ ավելի արագ, քան այս տեխնիկայի նախորդ տարբերակները: Այսօր ակտիվորեն մշակվում են նախագծեր, որոնք աշխատում են էներգիայի վերականգնվող աղբյուրների, կենսավառելիքի. փայտամշակման արդյունաբերության և գյուղատնտեսության թափոնների վրա:

Համակցված ցիկլով գազի կայանների տեսակները

Շոգեգազային համակարգերը կարելի է դասակարգել՝ կախված դրանց դիզայնից և տեխնոլոգիական առանձնահատկություններից.

• աշխատանքի սկզբունքի համաձայն՝ համակցված արտադրություն, վերածնման տեղաշարժով, ցածր ճնշման գոլորշու գեներատորով, բարձր ճնշման գոլորշու գեներատորով, թափոնների ջերմության կաթսաներով.
• Գազատուրբինային ագրեգատների քանակի հիման վրա առանձնանում են 1, 2, 3 հիմնական գազատուրբինային ագրեգատներով համակարգեր.
• ըստ օգտագործվող սպառվող նյութի տեսակի՝ գազ, հեղուկ վառելիք, կենսազանգված և այլն;
• Ըստ HRSG կամ թափոնային ջերմության կաթսաների սխեմաների բազմազանության, առանձնանում են մեկ, կրկնակի և եռակի միացումային մոդուլներ:

Շատ էներգետիկ ինժեներներ ասում են նաև, որ կարևոր է տարբերակել համակարգերը, որոնք տարբերվում են իրենց գործունեության սկզբունքներով: Մասնավորապես, այսօր կա գոլորշու էլեկտրական գեներատոր, որում կա գոլորշու միջանկյալ գերտաքացման փուլ, և կան փոփոխություններ, որոնք բացակայում են այս փուլից։ CCGT-ի ընտրության գործընթացում կարևոր է ուշադրություն դարձնել արտադրանքի այս հատկանիշներին, քանի որ դրանք կարող են ազդել ընդհանուր առմամբ էլեկտրակայանների արտադրողականության և արդյունավետության վրա:

Համակցված ցիկլով գազի կայանների կիրառում

Չնայած այն հանգամանքին, որ Արևմուտքում վաղուց սկսել են օգտագործել CCGT-ները՝ մատչելի էլեկտրաէներգիա ստանալու համար, մեր երկրում այդ տեխնոլոգիաները մինչև վերջերս պահանջարկ չունեին։ Եվ միայն 2000-ականներից ի վեր ռուսական արդյունաբերական ձեռնարկությունները կայուն հետաքրքրություն են զարգացրել համակցված ցիկլով գազային համակարգերի նկատմամբ:

Վիճակագրության համաձայն, ավելի քան 30 խոշոր էներգաբլոկներ, որոնք հիմնված են համակցված ցիկլի գազի տեխնոլոգիաների կիրառման վրա, սկսել են իրենց շահագործումը Ռուսաստանի տարբեր շրջաններում վերջին 10 տարիների ընթացքում։ Այս միտումը միայն կուժեղանա ինչպես կարճաժամկետ, այնպես էլ երկարաժամկետ հեռանկարում, ինչպես ցույց են տալիս շատ նշանակալի արդյունքները համակցված ցիկլով գազի կայաններ, շահագործումորոնք այնքան էլ թանկ չեն, և արդյունքը միշտ գերազանցում է սպասելիքները։

Համակցված էլեկտրակայանները կարող են օգտագործվել արդյունաբերական ձեռնարկություններին և ամբողջ համայնքներին էլեկտրաէներգիա մատակարարելու համար։

Մեր կայքում դուք կարող եք գտնել համակցված ցիկլով գազի կայաններ, որոնք արդեն փորձարկվել են եվրոպական երկրներում որակի և հզորության համար: Կայքում ներկայացված բոլոր համակցված ցիկլով գազի կայանները լավ վիճակում են և ապահովում են արդյունաբերության կայուն աշխատանքը:

€ 6.980.000

6 x Նոր - 17,1 ՄՎտ - HFO / DFO / գազի գեներատոր:
Գինը եվրոյով՝ 6.980.000 հատը գործարանից
Բոլոր 6 գեներատորները գնելիս կարող եք սակարկել գինը

Էլեկտրական արդյունավետության ցուցանիշը 47,2% է:
Սարքը կարող է աշխատել ինչպես ծանր մազութի (HFO), այնպես էլ դիզելային վառելիքի և գազի հետ:

PGU միավորը MAZ-ի վրա նախատեսված է նվազեցնելու ճարմանդն անջատելու համար անհրաժեշտ ուժը: Մեքենաները պարունակում են մեր սեփական դիզայնի միավորներ, ինչպես նաև ներմուծված Wabco արտադրանք:Սարքերի շահագործման սկզբունքը նույնն է.

Դիզայնը և շահագործման սկզբունքը

Օդաճնշական հիդրավլիկ ուժեղացուցիչները (PGU) արտադրվում են մի քանի փոփոխություններով, որոնք տարբերվում են գծերի գտնվելու վայրից և աշխատանքային գավազանի և պաշտպանիչ ծածկույթի դիզայնից:

CCGT սարքը ներառում է հետևյալ մասերը.

• ճարմանդային ոտնակի տակ տեղադրված հիդրավլիկ մխոց՝ մխոցով և հետադարձ զսպանակով.
• օդաճնշական մաս, ներառյալ օդաճնշական և հիդրավլիկ սարքերի համար սովորական մխոց, ձող և հետադարձ զսպանակ.
• հսկիչ մեխանիզմ, որը հագեցած է դիֆրագմայով, արձակման փականով և վերադարձի զսպանակով.
• փականի մեխանիզմ (ընդունման և արտանետման համար) ընդհանուր գավազանով և առաձգական տարրով մասերը չեզոք դիրք վերադարձնելու համար.
• երեսպատման մաշվածության ցուցիչի ձող:

Բացերը վերացնելու համար դիզայնն ունի նախաբեռնման աղբյուրներ: Կցորդիչի կառավարման պատառաքաղի միացումներում խաղ չկա, ինչը թույլ է տալիս վերահսկել շփման երեսպատման մաշվածության աստիճանը: Քանի որ նյութի հաստությունը նվազում է, մխոցը մտցվում է ուժեղացուցիչի մարմնի խորության մեջ: Մխոցը գործում է հատուկ ցուցիչի վրա, որը տեղեկացնում է վարորդին կալանքի մնացած ժամկետի մասին: Շարժվող սկավառակի կամ երեսպատման փոխարինումը պահանջվում է, երբ ցուցիչի ձողը հասնում է 23 մմ երկարության:

Կցորդիչի ուժեղացուցիչը հագեցած է ստանդարտ օդաճնշական համակարգին միանալու կցամասով բեռնատար. Նորմալ շահագործումհավաքումը հնարավոր է օդային գծերում առնվազն 8 կգ/սմ² ճնշման դեպքում: PGU-ն բեռնատարի շրջանակին միացնելու համար կա 4 անցք M8 գամասեղների համար:

Սարքի շահագործման սկզբունքը.

1. Երբ սեղմում եք կալանքի ոտնակը, ուժը փոխանցվում է հիդրավլիկ մխոցի մխոցին: Միևնույն ժամանակ բեռ է կիրառվում հետևող գավազանի մխոցային խմբի վրա:
2. Հետևորդը ավտոմատ կերպով սկսում է փոխել մխոցի դիրքը օդաճնշական հզորության բաժնում: Մխոցը գործում է հետևող սարքի կառավարման փականի վրա՝ բացելով օդի մատակարարումը օդաճնշական մխոցի խոռոչի մեջ։
3. Գազի ճնշումը ուժ է տալիս կալանքի կառավարման պատառաքաղին առանձին ձողի միջոցով: Հետագծման սխեման ավտոմատ կերպով կարգավորում է ճնշումը՝ կախված ոտքով ճարմանդային ոտնակը սեղմելու ուժից:
4. Պեդալը բաց թողնելուց հետո հեղուկի ճնշումն ազատվում է, այնուհետև փակվում է օդի մատակարարման փականը: Օդաճնշական հատվածի մխոցը վերադառնում է իր սկզբնական դիրքին:

Տես » MAZ խցիկի նախագծում և շահագործում

Անսարքություններ

MAZ բեռնատարների վրա CCGT ստորաբաժանումների անսարքությունները ներառում են հետևյալը.

1. Շարժիչի խցանումը կնքման մանյակների այտուցվածության պատճառով:
2. Շարժիչի ուշ արձագանքը հաստ հեղուկի կամ շարժիչի հետևող մխոցի կպչման պատճառով:
3. Պեդալի ջանքերի ավելացում: Անսարքության պատճառը կարող է լինել սեղմված օդի մուտքի փականի խափանումը: Եթե ​​կնքման տարրերը մեծապես ուռչում են, հետևող մեխանիզմը խցանում է, ինչը հանգեցնում է սարքի արդյունավետության նվազմանը:
4. Կցորդիչը ամբողջությամբ չի անջատվում: Թերությունն առաջանում է ազատ խաղի սխալ ճշգրտման պատճառով։
5. Տանկում հեղուկի մակարդակի անկում` ճաքերի կամ կնքման շրթունքի կարծրացման պատճառով:

Ինչպես փոխարինել

MAZ PSU-ի փոխարինումը ներառում է նոր ճկուն խողովակների և գծերի տեղադրում: Բոլոր միավորները պետք է ունենան առնվազն 8 մմ ներքին տրամագիծ:

Փոխարինման գործընթացը բաղկացած է հետևյալ քայլերից.

1. Անջատեք գծերը հին հավաքույթից և ետ պտուտակեք մոնտաժային կետերը:
2. Հեռացրեք միավորը մեքենայից:
3. Տեղադրեք նոր միավոր իր սկզբնական տեղում և փոխարինեք վնասված գծերը:
4. Խստացրեք մոնտաժային կետերը մինչև պահանջվող ոլորող մոմենտը: Խորհուրդ է տրվում մաշված կամ ժանգոտած ապարատային արտադրանքը փոխարինել նորերով։
5. CCGT միավորը տեղադրելուց հետո անհրաժեշտ է ստուգել աշխատանքային ձողերի անհամապատասխանությունը, որը չպետք է գերազանցի 3 մմ:

Ինչպես հարմարվել

Կարգավորում ասելով մենք նկատի ունենք ճարմանդային ճարմանդների ազատ խաղը փոխելը: Մաքսազերծումը ստուգվում է՝ պատառաքաղի լծակը հեռացնելով ուժեղացուցիչի սեղմիչի ընկույզի գնդաձև մակերեսից: Գործողությունն իրականացվում է ձեռքով, ուժը նվազեցնելու համար անհրաժեշտ է հեռացնել լծակի զսպանակը: 5-6 մմ (չափված 90 մմ շառավղով) հարվածը նորմալ է։ Եթե ​​չափված արժեքը 3 մմ-ի սահմաններում է, ապա այն պետք է հասցվի նորմալ՝ պտտելով գնդաձև ընկույզը:

Կարգավորումից հետո դուք պետք է ստուգեք մղիչի ամբողջական հարվածը, որը պետք է լինի առնվազն 25 մմ: Փորձարկումն իրականացվում է կալանքի ոտնակն ամբողջությամբ սեղմելով:

Ավելի ցածր արժեքների դեպքում ուժեղացուցիչը չի ապահովում կալանքի սկավառակների ամբողջական անջատումը:

Բացի այդ, ոտնակի ազատ խաղը կարգավորվում է, որը համապատասխանում է գլխավոր բալոնի աշխատանքի մեկնարկին: Արժեքը կախված է մխոցի և մղիչի միջև եղած բացից: Նորմալ ճամփորդության միջակայքը 6-12 մմ է, որը չափվում է ոտնակի կեսին: Մխոցի և մղիչի միջև եղած բացը ճշգրտվում է էքսցենտրիկ քորոցը պտտելով: Կարգավորումը կատարվում է ճարմանդային ոտնակն ամբողջությամբ բաց թողնելով (մինչև այն կապվում է ռետինե կանգառի հետ): Մատը պտտվում է այնքան ժամանակ, մինչև ստացվի անհրաժեշտ ազատ խաղը: Այնուհետև կարգավորիչի վրա ընկույզը ամրացվում է և տեղադրվում է անվտանգության քորոցը:

Տես » Տեխնիկական բնութագրեր և վերանորոգման հրահանգներ MAZ գյուղատնտեսական աշխատողի համար

Ինչպես կատարելագործել

CCGT միավորի մղումը MAZ-ում իրականացվում է հետևյալ կերպ.

1. Պատրաստեք տնական ներարկման սարք պլաստիկ շիշտարողությունը 0,5-1,0լ. Կափարիչի և ներքևի մասում անցքեր են փորված, որոնց մեջ այնուհետև տեղադրվում են առանց խողովակի անվադողերի խուլերը:
2. Անհրաժեշտ է հեռացնել կծիկի փականը տարայի ներքևում տեղադրված մասից:
3. Շիշը լցնել 60-70% թարմ արգելակային հեղուկով: Լրացնելիս փակեք փականի անցքը:
4. Միացրեք կոնտեյները գուլպանով ուժեղացուցիչի վրա տեղադրված կցամասին: Միացման համար օգտագործվում է առանց կծիկի փական: Նախքան գիծը տեղադրելը, անհրաժեշտ է հեռացնել պաշտպանիչ տարրը և թուլացնել կցամասը՝ պտտելով 1-2 պտույտ:
5. Կափարիչի մեջ տեղադրված փականի միջոցով սեղմված օդը քսեք շիշին: Գազի աղբյուրը կարող է լինել կոմպրեսոր՝ անվադողերի փչման ատրճանակով: Սարքի վրա տեղադրված մանոմետրը թույլ է տալիս վերահսկել ճնշումը տարայի մեջ, որը պետք է լինի 3-4 կգ/սմ²-ի սահմաններում:
6. Օդի ճնշման ազդեցության տակ հեղուկը մտնում է ուժեղացուցիչի խոռոչները և տեղահանում ներսում առկա օդը:
7. Գործընթացը շարունակվում է այնքան ժամանակ, մինչև օդային փուչիկները անհետանան ընդարձակման բաքում:
8. Գծերը լցնելուց հետո անհրաժեշտ է խստացնել կցամասը և տանկի մեջ հեղուկի մակարդակը հասցնել անհրաժեշտ արժեքին: Լցավորող պարանոցի եզրից 10-15 մմ ներքև գտնվող մակարդակը համարվում է նորմալ:

Հակադարձ պոմպային մեթոդը թույլատրվում է, երբ հեղուկը ճնշման տակ մատակարարվում է տանկի մեջ: Լցումը շարունակվում է այնքան ժամանակ, մինչև գազի փուչիկները դադարեն դուրս գալ կցամասից (նախկինում 1-2 պտույտով պտուտակահանված): Լրացնելուց հետո փականը ամրացվում և փակվում է վերևում պաշտպանիչ ռետինե տարրով:

Ինչպես ցանկացած այլ մեքենայում, որն օգտագործում է նմանատիպ սարք, ճարմանդների հիմնական խնդիրն է հեշտացնել վարորդի կյանքը, իսկ ավելի կոնկրետ՝ օդաճնշական-հիդրավլիկ ուժեղացուցիչն այնպես է դարձնում, որ վարորդը ստիպված լինի ավելի քիչ ջանք ծախսել ճարմանդը սեղմելիս։ ոտնակ. Իսկ ծանր մեքենաների համար նման օգնությունը շատ օգտակար է։

Եկեք օրինակ բերենք MAZ-ի այլ մոդելների կլաչային դիզայնը: Գործողության սկզբունքը հետևյալն է. ոտնակը սեղմելը առաջացնում է ճնշման բարձրացում հիդրավլիկ մխոցի վրա, և նույն ճնշումը զգում է հետևող մխոցը: Հենց դա տեղի ունենա, ավտոմատ հետևող սարքը միանում է և փոխում ճնշման մակարդակը հոսանքի օդաճնշական բալոնում: Սարքն ինքնին ամրացված է բեռնախցիկի եզրին:

Ուժեղացուցիչների համար բավականին շատ տարբերակներ կան, բայց կոնկրետ Մինսկի բեռնատարների մասին խոսելիս, նրանցից շատերն ունեն մեկ ոչ այնքան հաճելի ընդհանուր հատկություն. հաճախ է պատահում, որ շահագործման ընթացքում հեղուկը սկսում է արտահոսել CCGT միավորից: Բնականաբար, առաջին միտքը, որ գալիս է մտքում այն ​​է, որ սա կարող է լինել ծանրաբեռնվածության պատճառով առաջացած խափանման նշան, ընդ որում՝ լուրջ:

Եթե ​​ուժեղացուցիչը տեղադրելուց (փոխարինելուց) հետո նման ծանրաբեռնվածություններ չեն եղել, անմիջապես առաջանում է մեկ այլ տարբերակ. նրանք սայթաքել են թերի: Այսպիսով, այսօր ամեն ինչ կեղծված է, լինի դա անհատական, թե 238, նույնիսկ 600-րդ գելդինգի համար հավաքված Brabus SV12-ը։ Հավանաբար, միայն ռուսական «Կալինայի» և ուկրաինական «Տավրիայի» բաղադրիչները կեղծված չեն. նյութն ավելի թանկ է:

Բայց կատակները մի կողմ, հատկապես, որ օդաճնշական-հիդրավլիկ ուժեղացուցիչից հեղուկի արտահոսքը լուրջ ախտանիշ է: Իրականում ամեն ինչ այնքան էլ ողբերգական չէ, փաստն այն է, որ սա կարող է ոչ թե վթարի, այլ պարզապես սխալ ճշգրտման վկայություն լինել. «Միայն», քանի որ MAZ ճարմանդ PGU-ի վերանորոգումը բարդ չէ և, որոշակի հմտություններով, շատ ժամանակ չի պահանջի:

Ամենակարևորը ուժեղացուցիչի գավազանի աշխատանքային հարվածը որոշելն է: Դա անելու համար ձեզ հարկավոր է ձողն ինքնին հեռացնել լծակից՝ այն կողք տեղափոխելով, որպեսզի այն ամբողջությամբ դուրս գա մարմնից: Այնուհետև կալանքի լծակը պետք է պտտել ձողից այն ուղղությամբ՝ ընտրելով բոլոր հնարավոր բացերը: Այնուհետև չափվում է լծակի մակերեսի և ձողի ծայրի միջև եղած հեռավորությունը։

Եթե ​​այս հեռավորությունը 50 մմ-ից պակաս է, ապա դա նշանակում է, որ շահագործման ընթացքում գավազանի մխոցը կձևավորվի մինչև վերջ՝ դրանով իսկ բացելով հեղուկի ելքը: Պահանջվում է միայն լծակը մեկ բնիկով մոտեցնել ուժեղացուցիչին: Եթե ​​հեռավորությունն ավելի մեծ է, ապա արտահոսքի պատճառն այլ է, և ավելի լավ է ավելի մանրամասն ստուգում կատարել ավտոտեխսպասարկման կենտրոնում: Այնուամենայնիվ, մենք կրկնում ենք, բայց ամենից հաճախ շատ ճշգրտումներ կլինեն:

ՄԱԶ ՊԳՈՒ-ի դիզայն, դիագրամ

1 6430-1609205 Բալոնի մարմին
2 6430-1609324 Բռունցք
3 6430-1609310 Մատանի
4 6430-1609306 Լվացքի մեքենա
5 6430-1609321 Բռունցք
6 6430-1609304 Բուշինգ
7 Մատանի 033-036-19-2-2 Մատանի 033-036-19-2-2
8 6430-1609325 Բռունցք
9 Մատանի 018-022-25-2-2 Մատանի 018-022-25-2-2
10 6430-1609214 Հետևող մխոց
11 Մատանի 025-029-25-2-2 Մատանի 025-029-25-2-2
12 6430-1609224 Գարուն
13 Մատանի 027-03 0-19-2-2 Մատանի 027-03 0-19-2-2
14 6430-1609218 Թամբ
15 500-3515230-10 Ճիրան ուժեղացուցիչ փական
16 842-8524120 Գարուն
17 Մատանի 030-033-19-2-2 Մատանի 030-033-19-2-2
18 6430-1609233 Աջակցություն
19 6430-1609202 Մխոց
20 373165 Hairpin M10x40
21 6430-1609203 Թեւ
22 375458 Լվացքի մեքենա 8 ՕՏ
23 201458 Հեղույս M8-6gх25
24 6430-1609242 Գարուն
25 6430-1609322 Բռունցք
26 6430-1609207 Մխոց
27 6430-1609302 Մատանի
28 Մատանի 020-025-30-2-2 Մատանի 020-025-30-2-2
29 6430-1609236 լիսեռ
30 6430-1609517 Կնիք
31 6430-1609241 Ձող
32 6430-1609237 Կազմ
33 6430-1609216 Մխոցային ափսե
34 220050 Պտուտակ M4-6gx8
34 220050 Պտուտակ M4-6gx8
35 64221-1602718 Պաշտպանիչ գլխարկ
36 378941 Խրոց M14x1.5
37 101-1609114 Շրջանցման փական
38 12-3501049 Փականի գլխարկ
39 378942 Խրոց M16x1.5
40 6430-1609225 Շնչ
41 252002 Լվացքի մեքենա 4
42 252132 Լվացքի մեքենա 14
43 262541 վարդակից կգ 1/8"
43 262541 վարդակից կգ 1/8"
44 Մատանի 008-012-25-2-2 Մատանի 008-012-25-2-2
45 6430-1609320 Խողովակ
46 6430-1609323 Կնիք
Հղում դեպի այս էջի՝ http://www..php?typeauto=2&mark=11&model=293&group=54

Դրանք կոչվում են շոգեգազ էլեկտրակայաններ, որի դեպքում գազատուրբինային կայանի արտանետվող գազերի ջերմությունը ուղղակիորեն կամ անուղղակի օգտագործվում է շոգետուրբինային ցիկլում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։ Այն տարբերվում է շոգեէլեկտրակայաններից և գազատուրբինային կայաններից իր բարձր արդյունավետությամբ:

Սխեմատիկ դիագրամհամակցված ցիկլի գործարան (Ֆոմինայի դասախոսությունից):

GT EG գոլորշու

կոմպրեսորային թափոնների ջերմային կաթսա Կ

օդ EG

կերակրել ջուրը

KS - այրման պալատ

GT – գազային տուրբին

K – խտացնող գոլորշու տուրբին

EG – էլեկտրական գեներատոր

Համակցված ցիկլով կայանը բաղկացած է երկու առանձին բլոկներից՝ գոլորշու էներգիա և գազատուրբին։

Գազատուրբինային ագրեգատում տուրբինը պտտվում է վառելիքի այրման գազային արտադրանքներով: Վառելիքը կարող է լինել ինչպես բնական գազ, այնպես էլ նավթամթերք (մազութ, դիզելային վառելիք): Տուրբինի հետ նույն լիսեռի վրա կա առաջին գեներատորը, որը ռոտորի պտույտի շնորհիվ առաջանում է. էլեկտրական հոսանք. Անցնելով գազատուրբինով, այրման արտադրանքները դրան տալիս են իրենց էներգիայի միայն մի մասը և դեռևս ունեն բարձր ջերմաստիճան գազատուրբինից ելքի ժամանակ: Գազատուրբինի ելքից այրման արտադրանքը մտնում է գոլորշու էլեկտրակայան՝ թափոնների ջերմության կաթսա, որտեղ ջուրը և առաջացած ջրային գոլորշիները տաքացվում են։ Այրման արտադրանքի ջերմաստիճանը բավարար է գոլորշու տուրբինում օգտագործելու համար անհրաժեշտ վիճակին հասցնելու համար (ծխատար գազի ջերմաստիճանը մոտ 500 աստիճան Ցելսիուս թույլ է տալիս գերտաքացած գոլորշի ստանալ մոտ 100 մթնոլորտ ճնշման տակ): Գոլորշի տուրբինը վարում է երկրորդ էլեկտրական գեներատորը:

PSU-ի զարգացման հեռանկարները (Ամեթիստովի դասագրքից):

1. Համակցված ցիկլով կայանը ամենատնտեսող շարժիչն է, որն օգտագործվում է էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Մոտավորապես 1000 °C նախնական ջերմաստիճան ունեցող գազատուրբինային միավորով մեկ շղթա CCGT-ն կարող է ունենալ մոտ 42% բացարձակ արդյունավետություն, որը կկազմի CCGT-ի տեսական արդյունավետության 63%-ը: Գործակից օգտակար գործողությունեռաշղթա CCGT միջանկյալ գոլորշու գերտաքացումով, որի դեպքում գազատուրբինի դիմաց գազի ջերմաստիճանը գտնվում է 1450 °C մակարդակի վրա, արդեն այսօր հասնում է 60%-ի, ինչը տեսականի 82%-ն է։ հնարավոր մակարդակը. Կասկած չկա, որ արդյունավետությունը կարող է էլ ավելի մեծանալ։

2. Համակցված ցիկլով գործարանը էկոլոգիապես ամենաբարենպաստ շարժիչն է: Դա առաջին հերթին պայմանավորված է բարձր արդյունավետությամբ. ի վերջո, վառելիքի մեջ պարունակվող ողջ ջերմությունը, որը չի կարող վերածվել էլեկտրականության, արտազատվում է միջավայրըև առաջանում է ջերմային աղտոտում: Հետևաբար, CCGT-ից ջերմային արտանետումների կրճատումը գոլորշու էլեկտրակայանի համեմատությամբ կլինի հենց այնքանով, որքանով ավելի ցածր է էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար վառելիքի սպառումը:

3. Համակցված ցիկլով կայանը շատ մանևրելի շարժիչ է, որի հետ մանևրելու ունակությամբ կարելի է համեմատել միայն ինքնավար գազատուրբինը։

4. Գոլորշի էներգիայի և համակցված ցիկլի ջերմային էլեկտրակայանների նույն հզորությամբ CCGT կայանի հովացման ջրի սպառումը մոտավորապես երեք անգամ պակաս է:

5. CCGT-ն ունի տեղադրված հզորության միավորի չափավոր արժեք, ինչը պայմանավորված է շինարարական մասի ավելի փոքր ծավալով, բարդ հզորության կաթսայի բացակայությամբ, թանկ ծխնելույզ, վերականգնող ջեռուցման համակարգեր կերակրել ջուրը, օգտագործելով ավելի պարզ շոգետուրբին եւ տեխնիկական ջրամատակարարման համակարգ։

6. CCGT միավորներն ունեն զգալիորեն ավելի կարճ շինարարական ցիկլ: CCGT ագրեգատները, հատկապես մեկ լիսեռը, կարող են ներդրվել փուլերով: Սա հեշտացնում է ներդրումային խնդիրը:

Համակցված ցիկլով կայանները գործնականում չունեն մինուսներ, ավելի շուտ պետք է խոսենք սարքավորումների և վառելիքի որոշակի սահմանափակումների և պահանջների մասին. Պարամետրեր, որոնց մասին մենք խոսում ենք, պահանջում են բնական գազի օգտագործում։ Ռուսաստանի համար, որտեղ էներգիայի համար օգտագործվող համեմատաբար էժան գազի մասնաբաժինը գերազանցում է 60%-ը, և դրա կեսն օգտագործվում է էկոլոգիական նկատառումներով ՋԷԿ-երում, կան բոլոր հնարավորությունները համակցված ցիկլով գազի կայանի կառուցման համար։

Այս ամենը հուշում է, որ CCGT կայանների կառուցումը գերակշռող միտում է ժամանակակից ջերմաէներգետիկայի ոլորտում:

Վերականգնման տիպի CCGT միավորի արդյունավետությունը.

ηPGU = ηGTU + (1- ηGTU)*ηKU*ηPTU

STU - գոլորշու տուրբինային միավոր

HRSG – թափոնների ջերմության կաթսա

Ընդհանուր առմամբ, CCGT միավորի արդյունավետությունը հետևյալն է.

Այստեղ - Qgtu-ն գազատուրբինային միավորի աշխատանքային հեղուկին մատակարարվող ջերմության քանակն է.

Qpsu-ն կաթսայում գոլորշու միջավայրին մատակարարվող ջերմության քանակն է:

1. ՋԷԿ-երից գոլորշու և ջերմամատակարարման հիմնական ջերմային դիագրամներ: CHP-ի կայանի ջեռուցման α գործակիցը. ՋԷԿ-երում գագաթնակետային ջերմային բեռը ծածկելու մեթոդներ,

CHP (համակցված ջերմաէլեկտրակայաններ)- նախատեսված է սպառողներին ջերմության և էլեկտրաէներգիայի կենտրոնացված մատակարարման համար: Նրանց տարբերությունը IES-ից այն է, որ նրանք օգտագործում են տուրբիններում սպառված գոլորշու ջերմությունը արտադրության, ջեռուցման, օդափոխության և տաք ջրամատակարարման կարիքների համար: Էլեկտրաէներգիայի և ջերմության արտադրության այս համակցության շնորհիվ ձեռք է բերվում վառելիքի զգալի խնայողություն՝ համեմատած առանձին էներգիայի մատակարարման հետ (էլեկտրաէներգիայի արտադրություն CPP-ներում և ջերմային էներգիա՝ տեղական կաթսայատներում): Համակցված արտադրության այս մեթոդի շնորհիվ CHP կայանները հասնում են բավականին բարձր արդյունավետության՝ հասնելով մինչև 70%-ի: Հետեւաբար, CHP կայանները լայն տարածում են գտել ջերմության մեծ սպառում ունեցող տարածքներում և քաղաքներում: CHP կայանի առավելագույն հզորությունը պակաս է CPP-ի հզորությունից:

CHP կայանները կապված են սպառողների հետ, քանի որ Ջերմային փոխանցման շառավիղը (գոլորշի, տաք ջուր) մոտավորապես 15 կմ է։ Ծայրամասային ՋԷԿ-երը փոխանցում են տաք ջուրավելի բարձր սկզբնական ջերմաստիճանում մինչև 30 կմ հեռավորության վրա: Արտադրության կարիքների համար գոլորշին 0,8-1,6 ՄՊա ճնշմամբ կարող է փոխանցվել 2-3 կմ-ից ոչ ավելի հեռավորության վրա: Միջին ջերմային բեռի խտության դեպքում ՋԷԿ-ի հզորությունը սովորաբար չի գերազանցում 300-500 ՄՎտ: Միայն մեծ քաղաքներում, ինչպիսիք են Մոսկվան կամ Սանկտ Պետերբուրգը, ջերմային բեռի բարձր խտությամբ, իմաստ ունի կառուցել մինչև 1000-1500 ՄՎտ հզորությամբ կայաններ։

ՋԷԿ-ի հզորությունը և տուրբոգեներատորի տեսակը ընտրվում են ջերմային կարիքների և գոլորշու պարամետրերի համաձայն. արտադրական գործընթացներըև ջեռուցման համար։ Շատ հավելվածներստացված տուրբիններ մեկ և երկու կարգավորվող գոլորշու արդյունահանմամբ և կոնդենսատորներով (տես նկարը): Կարգավորվող ընտրանքները թույլ են տալիս կարգավորել ջերմության և էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը:

CHP-ի ռեժիմը՝ ամենօրյա և սեզոնային, որոշվում է հիմնականում ջերմության սպառմամբ: Կայանը ամենատնտեսապես է աշխատում, եթե նրա էլեկտրական հզորությունը համապատասխանում է ջերմային հզորությանը: Այս դեպքում նվազագույն քանակությամբ գոլորշի մտնում է կոնդենսատորներ: Ձմռանը, երբ ջերմության պահանջարկը առավելագույնն է, արդյունաբերական ձեռնարկությունների աշխատանքային ժամերին օդի նախագծային ջերմաստիճանում, CHP գեներատորների ծանրաբեռնվածությունը մոտ է անվանականին: Ջերմային սպառման ցածր ժամանակահատվածներում, օրինակ՝ ամռանը, ինչպես նաև ձմռանը, երբ օդի ջերմաստիճանը նախագծային ջերմաստիճանից բարձր է, և գիշերը, ՋԷԿ-ի ջերմային սպառմանը համապատասխանող էլեկտրաէներգիան նվազում է: Եթե ​​էներգահամակարգին անհրաժեշտ է էլեկտրաէներգիա, ապա ՋԷԿ-ը պետք է անցնի խառը ռեժիմի, որի դեպքում մեծանում է գոլորշու մատակարարումը մասերին։ ցածր ճնշումտուրբիններ և կոնդենսատորներ. Միաժամանակ նվազում է էլեկտրակայանի արդյունավետությունը։

Ջեռուցման կայանների կողմից էլեկտրաէներգիայի առավելագույն արտադրությունը «ջերմային սպառման վրա» հնարավոր է միայն հզոր CPP-ների և հիդրոէլեկտրակայանների հետ համատեղ աշխատելու դեպքում, որոնք ստանձնում են բեռի զգալի մասը ջերմության կրճատման ժամերի ընթացքում:

համեմատական ​​վերլուծությունջերմային բեռը կարգավորելու եղանակներ.

Որակի կարգավորում.

Առավելություն՝ ջեռուցման ցանցերի կայուն հիդրավլիկ ռեժիմ։

Թերություններ.

■ գագաթնակետային ջերմային էներգիայի աղբյուրների ցածր հուսալիություն;

■ ջեռուցման ցանցի հարդարման ջուրը հովացուցիչ նյութի բարձր ջերմաստիճանում մաքրելու թանկարժեք մեթոդների կիրառման անհրաժեշտությունը.

■ ավելացել է ջերմաստիճանի գրաֆիկփոխհատուցել տաք ջրամատակարարման համար ջրի դուրսբերումը և դրա հետ կապված ջերմային սպառումից էլեկտրաէներգիայի արտադրության կրճատումը.

■ մեծ տրանսպորտային ուշացում (ջերմային իներցիա) ջեռուցման մատակարարման համակարգի ջերմային բեռը կարգավորելու համար.

■ Խողովակաշարերի կոռոզիայի բարձր ինտենսիվությունը՝ կապված ջերմամատակարարման համակարգի աշխատանքի ջեռուցման շրջանի մեծ մասում հովացուցիչ նյութի 60-85 °C ջերմաստիճանով;

■ ներքին օդի ջերմաստիճանի տատանումներ՝ պայմանավորված ջերմային ջրի բեռի ազդեցությամբ ջեռուցման համակարգերի աշխատանքի վրա և բաժանորդների միջև տաք ջրի և ջեռուցման բեռների տարբեր հարաբերակցությամբ.

■ ջերմամատակարարման որակի նվազում հովացուցիչ նյութի ջերմաստիճանը կարգավորելիս մի քանի ժամվա ընթացքում արտաքին օդի միջին ջերմաստիճանի հիման վրա, ինչը հանգեցնում է ներքին օդի ջերմաստիճանի տատանումների.

■ ցանցի ջրի փոփոխական ջերմաստիճանի դեպքում փոխհատուցիչների աշխատանքը զգալիորեն դժվարանում է:

Գոլորշի-գազկոչվում են էլեկտրակայաններ (PGU), որի դեպքում գազատուրբինային կայանի արտանետվող գազերի ջերմությունը ուղղակիորեն կամ անուղղակի օգտագործվում է շոգետուրբինային ցիկլում էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։

Նկ. Նկար 4.10-ը ցույց է տալիս ամենապարզ համակցված ցիկլով կայանի, այսպես կոչված, օգտագործման տիպի սխեմատիկ դիագրամը: Գազի տուրբինի արտանետվող գազերը մտնում են վերականգնման կաթսա- հակահոսքի ջերմափոխանակիչ, որի մեջ տաք գազերի ջերմության պատճառով առաջանում է բարձր պարամետրերի գոլորշի` ուղղված դեպի շոգետուրբին:

Նկար 4.10. Ամենապարզ համակցված ցիկլով կայանի սխեմատիկ դիագրամ

Թափոնների ջերմության կաթսան ուղղանկյուն լիսեռ է, որոնց մեջ տեղադրվում են ջեռուցման մակերեսներ՝ ձևավորված արծաթապատ խողովակներով, որոնց մեջ մատակարարվում է շոգետուրբինային ագրեգատի աշխատանքային հեղուկը (ջուր կամ գոլորշի)։ Ամենապարզ դեպքում, թափոնների ջերմության կաթսայի ջեռուցման մակերեսները բաղկացած են երեք տարրերից՝ էկոնոմայզեր 3, գոլորշիչ 2 և գերտաքացուցիչ 1։ Կենտրոնական տարրը գոլորշիչն է, որը բաղկացած է թմբուկից 4 (երկար գլան կիսով չափ լցված ջրով), մի քանի ներքևի խողովակներից 7 և բուն գոլորշիչի բավականին ամուր տեղադրված ուղղահայաց խողովակներից։ Գոլորշիացնողը աշխատում է բնական կոնվեկցիայի սկզբունքով. Գոլորշիացման խողովակները գտնվում են ավելի բարձր ջերմաստիճանի գոտում, քան ներքևող խողովակները: Այդ պատճառով ջուրը նրանց մեջ տաքանում է, մասամբ գոլորշիանում և, հետևաբար, դառնում է ավելի թեթև և բարձրանում թմբուկի մեջ։ Ազատված տարածքը լցված է ավելին սառը ջուրթմբուկից կաթիլային խողովակների միջոցով: Հագեցած գոլորշին հավաքվում է թմբուկի վերին մասում և ուղարկվում գերտաքացուցիչ 1-ի խողովակներին: Թմբուկ 4-ից գոլորշու հոսքը փոխհատուցվում է էկոնոմայզատոր 3-ից ջրի մատակարարմամբ: Այս դեպքում ներգնա ջուրը կանցնի գոլորշիացման խողովակներով: շատ անգամներ, մինչև ամբողջովին գոլորշիանալը: Հետեւաբար, նկարագրված թափոնների ջերմության կաթսա կոչվում է բնական շրջանառությամբ կաթսա.

Էկոնոմայզերը տաքացնում է մուտքային կերակրման ջուրը մինչև գրեթե եռման կետը. Թմբուկից չոր հագեցած գոլորշին մտնում է գերտաքացուցիչ, որտեղ այն գերտաքացվում է հագեցվածության ջերմաստիճանից բարձր: Ստացված գերտաքացած գոլորշու ջերմաստիճանը տ 0-ն, իհարկե, միշտ էլ փոքր է գազերի ջերմաստիճանից ք Գգալիս է գազատուրբինից (սովորաբար 25 - 30 °C):

Թափոնային ջերմության կաթսայի գծապատկերից ներքև Նկ. Նկար 4.10-ը ցույց է տալիս գազերի և աշխատանքային հեղուկի ջերմաստիճանի փոփոխությունը, երբ նրանք շարժվում են դեպի միմյանց: Գազի ջերմաստիճանը մուտքի q Գ արժեքից աստիճանաբար նվազում է մինչև արտանետվող գազերի qух արժեքի ջերմաստիճանը:Շարժվելով դեպի Կերակրման ջուրը բարձրացնում է իր ջերմաստիճանը էկոնոմայզատորում մինչև եռման կետ(կետ Ա) Այս ջերմաստիճանում (եռման եզրին) ջուրը մտնում է գոլորշիացուցիչ: Ջուրը դրա մեջ գոլորշիանում է։ Միևնույն ժամանակ, նրա ջերմաստիճանը չի փոխվում (գործընթաց ա - բ) Կետում բաշխատանքային հեղուկը չոր հագեցած գոլորշու տեսքով է։ Հաջորդը, գերտաքացուցիչը գերտաքանում է մինչև մի արժեք տ 0 .

Գերտաքացուցիչի ելքից առաջացած գոլորշին ուղղվում է դեպի շոգետուրբին, որտեղ այն ընդլայնվում է և աշխատում։ Տուրբինից արտանետվող գոլորշին մտնում է կոնդենսատոր և խտացվում է սնուցման պոմպի միջոցով: 6 , ավելացնելով սնուցման ջրի ճնշումը, հետ է ուղարկվում թափոնների ջերմության կաթսա:

Այսպիսով, հիմնարար տարբերությունը CCGT-ի գոլորշու էլեկտրակայանի (SPU) և սովորական PSUՋԷԿ-ը բաղկացած է միայն այն հանգամանքից, որ վառելիքը չի այրվում թափոնների ջերմության կաթսայում, իսկ CCGT PSU-ի շահագործման համար անհրաժեշտ ջերմությունը վերցվում է GTU-ի արտանետվող գազերից: Թափոնային ջերմության կաթսայի ընդհանուր տեսքը ներկայացված է Նկար 4.11-ում:

Նկար 4.11. Թափոնային ջերմության կաթսայի ընդհանուր տեսքը

CCGT միավորով էլեկտրակայանը ներկայացված է Նկ. 4.12, որը ցույց է տալիս երեք էներգաբլոկ ունեցող ՋԷԿ: Յուրաքանչյուր էներգաբլոկ բաղկացած է երկու հարակից գազատուրբինային ագրեգատներից 4 տեսակ V94.2 ընկերություն Siemens, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր արտանետվող գազերը բարձր ջերմաստիճանուղարկում է իր թափոնների ջերմության կաթսա 8 . Այս կաթսաների կողմից առաջացած գոլորշին ուղղվում է մեկ շոգետուրբին 10 էլեկտրական գեներատորով 9 և կոնդենսատոր, որը գտնվում է տուրբինի տակ գտնվող խտացման սենյակում: Յուրաքանչյուր այդպիսի էներգաբլոկ ունի 450 ՄՎտ ընդհանուր հզորություն (յուրաքանչյուր գազատուրբին և շոգետուրբին ունի մոտավորապես 150 ՄՎտ հզորություն): Ելքային դիֆուզորի միջև 5 եւ թափոնների ջերմության կաթսա 8 տեղադրված է շրջանցիկ (շրջանցում) ծխնելույզ 12և գազամուղ դարպաս 6 .

Նկար 4.12. Էլեկտրակայան CCGT-ով

PSU-ի հիմնական առավելությունները.

1. Համակցված ցիկլով կայանը ներկայումս ամենատնտեսող շարժիչն է, որն օգտագործվում է էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար:

2. Համակցված ցիկլով գործարանը էկոլոգիապես ամենաբարենպաստ շարժիչն է: Սա առաջին հերթին բացատրվում է բարձր արդյունավետությամբ. չէ՞ որ վառելիքի մեջ պարունակվող ողջ ջերմությունը, որը հնարավոր չէր վերածել էլեկտրականության, արտանետվում է շրջակա միջավայր և առաջանում է դրա ջերմային աղտոտում։ Հետևաբար, CCGT-ից ջերմային արտանետումների կրճատումը շոգեէլեկտրակայանի համեմատությամբ մոտավորապես համապատասխանում է էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար վառելիքի սպառման կրճատմանը:

3. Համակցված ցիկլով կայանը շատ մանևրելի շարժիչ է, որի հետ մանևրելու ունակությամբ կարելի է համեմատել միայն ինքնավար գազատուրբինը։ Գոլորշի տուրբինի պոտենցիալ բարձր մանևրելիությունը ապահովվում է նրա նախագծում գազատուրբինի առկայությամբ, որի ծանրաբեռնվածությունը փոխվում է մի քանի րոպեի ընթացքում։

4. Գոլորշի էներգիայի և համակցված ցիկլի ջերմային էլեկտրակայանների միևնույն հզորությամբ CCGT կայանի հովացման ջրի սպառումը մոտավորապես երեք անգամ պակաս է: Սա որոշվում է նրանով, որ CCGT-ի գոլորշու ուժային մասի հզորությունը կազմում է ընդհանուր հզորության 1/3-ը, իսկ GTU-ն գործնականում չի պահանջում հովացման ջուր:

5. CCGT-ն ունի տեղադրված էներգիայի միավորի ավելի ցածր արժեք, որը կապված է շինարարական մասի ավելի փոքր ծավալի, բարդ հզորության կաթսայի բացակայության, թանկարժեք ծխնելույզի, սնուցման ջրի վերականգնող ջեռուցման համակարգի, օգտագործման հետ: ավելի պարզ շոգետուրբին և տեխնիկական ջրամատակարարման համակարգ։

ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆ

Բոլոր ՋԷԿ-երի հիմնական թերությունն այն է, որ օգտագործվող վառելիքի բոլոր տեսակներն անփոխարինելի բնական ռեսուրսներ են, որոնք աստիճանաբար սպառվում են։ Բացի այդ, ՋԷԿ-երը սպառում են զգալի քանակությամբ վառելիք (ամեն օր 2000 ՄՎտ հզորությամբ մեկ նահանգային շրջանային էլեկտրակայան օրական այրում է ածուխի երկու գնացք) և էլեկտրաէներգիայի էկոլոգիապես ամենակեղտոտ աղբյուրներն են, հատկապես եթե դրանք գործում են։ ծծմբի բարձր պարունակությամբ վառելիքի վրա: Այդ իսկ պատճառով ներկայումս, ատոմակայանների և հիդրոէլեկտրակայանների օգտագործմանը զուգընթաց, մշակումներ են ընթանում էլեկտրակայաններօգտագործելով համալրվող կամ այլ այլընտրանքային աղբյուրներէներգիա. Սակայն, չնայած ամեն ինչին, ՋԷԿ-երը էլեկտրաէներգիայի հիմնական արտադրողներն են աշխարհի երկրների մեծ մասում և այդպիսին կմնան առնվազն առաջիկա 50 տարիներին։

ԹԵՍՏԱՅԻՆ ՀԱՐՑԵՐ ԴԱՍԱԽՈՍՈՒԹՅԱՆ ՀԱՄԱՐ 4

1. ՋԷԿ-ի ջերմային դիագրամ – 3 միավոր:

2. ԳործընթացըՋԷԿ-երում էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը՝ 3 միավոր.

3. Դասավորություն ժամանակակից ջերմային էլեկտրակայաններ- 3 միավոր.

4. Գազատուրբինային ագրեգատների առանձնահատկությունները. Գազի տուրբինային միավորի բլոկ-սխեմա: GTU արդյունավետություն – 3 միավոր:

5. Գազատուրբինային ագրեգատի ջերմային դիագրամ – 3 միավոր:

6. CCGT-ի առանձնահատկությունները. PSUU-ի կառուցվածքային դիագրամ. CCGT արդյունավետություն – 3 միավոր:

7. CCGT միավորի ջերմային սխեման – 3 միավոր:

ԴԱՍԱԽՈՍՈՒԹՅՈՒՆ 5

ատոմակայաններ. ՎԱՌԵԼԻՔ ԱԷԿ-Ի ՀԱՄԱՐ. ՄԻՋՈՒԿԱՅԻՆ ՌԵԿՏՈՐԻ ԳՈՐԾՈՒՆԵՈՒԹՅԱՆ ՍԿԶԲՈՒՆՔ. Էլեկտրաէներգիայի ԱՐՏԱԴՐՈՒԹՅՈՒՆ ԱԷԿ-ում՝ ՋԵՐՄԱԿԱՆ ՌԵԱԿՏՈՐՆԵՐՈՎ. ԱՐԱԳ ՆԵՅՏՐՈՆԱՅԻՆ ՌԱԿՏՈՐՆԵՐ. Ժամանակակից ԱԷԿ-երի առավելություններն ու թերությունները

Հիմնական հասկացություններ

Ատոմակայան(ատոմային էլեկտրակայանը) էլեկտրակայան է, արտադրելով էլեկտրական էներգիաուրանի ատոմների միջուկների տրոհման (բաժանման) վերահսկվող շղթայական ռեակցիայի արդյունքում միջուկային ռեակտորում (ռեակտորներում) արձակված ջերմային էներգիան փոխակերպելու միջոցով։Ատոմակայանի և ՋԷԿ-ի միջև հիմնարար տարբերությունը միայն այն է, որ գոլորշու գեներատորի փոխարեն օգտագործվում է միջուկային ռեակտոր՝ սարք, որում իրականացվում է վերահսկվող միջուկային շղթայական ռեակցիա՝ ուղեկցվող էներգիայի արտանետմամբ։

Ուրանի ռադիոակտիվ հատկությունները առաջին անգամ հայտնաբերել է ֆրանսիացի ֆիզիկոսը Անտուան ​​Բեկերել 1896 թվականին։ անգլիացի ֆիզիկոս Էռնեստ Ռադերֆորդառաջին անգամ արհեստական ​​միջուկային ռեակցիա է իրականացրել մասնիկների ազդեցության տակ 1919 թ. Գերմանացի ֆիզիկոսներ Օտտո ՀանԵվ Ֆրից Ստրասմանբացվել է 1938 թ , որ ուրանի ծանր միջուկների տրոհումը նեյտրոնների կողմից ռմբակոծության ժամանակ ուղեկցվում է էներգիայի արտազատմամբ։Այս էներգիայի իրական օգտագործումը դարձավ ժամանակի խնդիր։

Առաջին միջուկային ռեակտորը կառուցվել է 1942 թվականի դեկտեմբերին ԱՄՆ-ումՉիկագոյի համալսարանի ֆիզիկոսների խումբը՝ իտալացի ֆիզիկոսի գլխավորությամբ Էնրիկո Ֆերմի. Առաջին անգամ իրականացվել է ուրանի միջուկների անխափան տրոհման ռեակցիա։ Միջուկային ռեակտորը, որը կոչվում էր SR-1, բաղկացած էր գրաֆիտի բլոկներից, որոնց միջև գտնվում էին բնական ուրանի և դրա երկօքսիդի գնդիկներ: Միջուկային տրոհումից հետո առաջացող արագ նեյտրոններ 235U, դանդաղեցվել են գրաֆիտի կողմից դեպի ջերմային էներգիաներ, իսկ հետո առաջացրել նոր միջուկային տրոհումներ։ Ռեակտորները, որոնցում տրոհումների մեծ մասը տեղի է ունենում ջերմային նեյտրոնների ազդեցության տակ, կոչվում են ջերմային (դանդաղ) նեյտրոնային ռեակտորներ. Նման ռեակտորներում շատ ավելի մոդերատոր կա, քան ուրան:

Եվրոպայում առաջին միջուկային F-1 ռեակտորը արտադրվել և գործարկվել է 1946 թվականի դեկտեմբերին Մոսկվայում:մի խումբ ֆիզիկոսների և ինժեներների՝ ակադեմիկոսի գլխավորությամբ Իգոր Վասիլևիչ Կուրչատով. F-1 ռեակտորը պատրաստված էր գրաֆիտի բլոկներից և ուներ մոտավորապես 7,5 մ տրամագծով գնդակի ձև. . F-1 ռեակտորը, ինչպես SR-1-ը, չուներ հովացման համակարգ, ուստի այն աշխատում էր ցածր հզորության մակարդակներում՝ ֆրակցիաներից մինչև մեկ վտ:

F-1 ռեակտորում կատարված հետազոտությունների արդյունքները հիմք են ծառայել արդյունաբերական ռեակտորների նախագծման համար։ 1948 թվականին Ի.Վ. Կուրչատովի ղեկավարությամբ սկսվեցին աշխատանքները գործնական կիրառությունատոմային էներգիա՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։

Աշխարհի առաջին արդյունաբերական ատոմակայանը՝ 5 ՄՎտ հզորությամբ, գործարկվել է 1954 թվականի հունիսի 27-ին Կալուգայի մարզի Օբնինսկ քաղաքում։. 1958 թվականին շահագործման է հանձնվել Սիբիրյան ԱԷԿ-ի 1-ին փուլը՝ 100 ՄՎտ հզորությամբ (ընդհանուր նախագծային հզորությունը՝ 600 ՄՎտ)։ Նույն թվականին սկսվեց Բելոյարսկի արդյունաբերական ատոմակայանի շինարարությունը, իսկ 1964 թվականի ապրիլին 1-ին փուլի գեներատորը էլեկտրաէներգիա մատակարարեց սպառողներին։ 1964 թվականի սեպտեմբերին գործարկվեց Նովովորոնեժի ԱԷԿ-ի 1-ին բլոկը՝ 210 ՄՎտ հզորությամբ։ 350 ՄՎտ հզորությամբ երկրորդ էներգաբլոկը գործարկվել է 1969 թվականի դեկտեմբերին։ 1973 թվականին գործարկվեց Լենինգրադի ատոմակայանը։

Մեծ Բրիտանիայում 46 ՄՎտ հզորությամբ առաջին արդյունաբերական ատոմակայանը շահագործման է հանձնվել 1956 թվականին Կալդեր Հոլում։ Մեկ տարի անց Շիփինգպորտում (ԱՄՆ) շահագործման է հանձնվել 60 ՄՎտ հզորությամբ ատոմակայանը։

Միջուկային էլեկտրաէներգիայի արտադրության համաշխարհային առաջատարներն են. ԱՄՆ (788,6 մլրդ կՎտժ/տարի), Ֆրանսիա (426,8 մլրդ կՎտժ/տարի), Ճապոնիա (273,8 մլրդ կՎտժ/տարի), Գերմանիա (158,4 մլրդ կՎտժ/տարեկան) և Ռուսաստան (154,7 մլրդ կՎտժ/տարեկան): 2004 թվականի սկզբին աշխարհում գործում էր 441 միջուկային էներգիայի ռեակտոր, որոնցից 75-ի համար վառելիք է մատակարարում ռուսական TVEL ԲԲԸ-ն։

Եվրոպայի ամենամեծ ատոմակայանը Զապորոժիեի ատոմակայանն է Էներգոդարում (Ուկրաինա)՝ 6 ատոմային ռեակտոր՝ 6 ԳՎտ ընդհանուր հզորությամբ։ Աշխարհի ամենամեծ ատոմակայանը՝ Կաշիվազակի-Կարիվա (Ճապոնիա) - հինգ եռացող միջուկային ռեակտորներ ( BWR) և երկու առաջադեմ եռացող միջուկային ռեակտորներ ( ABWR), որի ընդհանուր հզորությունը 8,2 ԳՎտ է։

Ներկայումս Ռուսաստանում գործում են հետևյալ ատոմակայանները՝ Բալակովո, Բելոյարսկ, Բիլիբինսկ, Ռոստով, Կալինին, Կոլա, Կուրսկ, Լենինգրադ, Նովովորոնեժ, Սմոլենսկ։

Մինչև 2030 թվականն ընկած ժամանակահատվածում Ռուսաստանի էներգետիկ ռազմավարության նախագծի մշակումները նախատեսում են ատոմակայաններում էլեկտրաէներգիայի արտադրության 4 անգամ ավելացում։

Ատոմային էլեկտրակայանները դասակարգվում են ըստ դրանց վրա տեղադրված ռեակտորների.

լ ջերմային նեյտրոնային ռեակտորներ , օգտագործելով հատուկ մոդերատորներ՝ վառելիքի ատոմների միջուկների կողմից նեյտրոնների կլանման հավանականությունը մեծացնելու համար.

լ արագ նեյտրոնային ռեակտորներ .

Կախված մատակարարվող էներգիայի տեսակից՝ ատոմակայանները բաժանվում են.

l ատոմակայաններ (ԱԷԿ), որոնք նախատեսված են միայն էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար.

l միջուկային համակցված ջերմային և էլեկտրակայաններ (CHP), որոնք արտադրում են ինչպես էլեկտրաէներգիա, այնպես էլ ջերմային էներգիա:

Ներկայում միայն Ռուսաստանը դիտարկում է միջուկային ջերմամատակարարման կայանների կառուցման տարբերակները։

Ատոմակայանը օդ չի օգտագործում վառելիքը օքսիդացնելու համար, չի արտանետում մոխիր, ծծմբի օքսիդներ, ածխածին և այլն։ Մթնոլորտում, ունի ռադիոակտիվ ֆոն ավելի ցածր, քան ՋԷԿ-երում, սակայն, ինչպես ՋԷԿ-երը, այն հսկայական քանակությամբ ջուր է սպառում կոնդենսատորները սառեցնելու համար:

Վառելիք ատոմակայանների համար

Ատոմակայանների և ՋԷԿ-երի հիմնական տարբերությունն այն է միջուկային վառելիքի օգտագործումը հանածո վառելիքի փոխարեն. Միջուկային վառելիքը ստացվում է բնական ուրանից, որն արդյունահանվում է կամ հանքերում (Նիգեր, Ֆրանսիա, Հարավային Աֆրիկա), կամ բաց հանքերում (Ավստրալիա, Նամիբիա), կամ ստորգետնյա տարրալվացման միջոցով (Կանադա, Ռուսաստան, ԱՄՆ)։ Ուրանը բնության մեջ լայն տարածում ունի, սակայն ուրանի հանքաքարի հարուստ հանքավայրեր չկան։ Ուրանը հանդիպում է տարբեր ժայռերիսկ ջուրը ցրված վիճակում։ Բնական ուրանը ուրանի հիմնականում չտրոհվող իզոտոպի խառնուրդ է 238 U(ավելի քան 99%) և տրոհվող իզոտոպ 235 U (մոտ 0,71%), որը միջուկային վառելիք է (1 կգ 235Uարձակում է էներգիա, որը հավասար է մոտավորապես 3000 տոննա ածուխի այրման ջերմությանը):

Ատոմակայանների ռեակտորները պահանջում են ուրանի հարստացում. Դրա համար բնական ուրանը վերամշակումից հետո ուղարկվում է հարստացման գործարան, որտեղ բնական հյուծված ուրանի 90%-ն ուղարկվում է պահեստավորման, իսկ 10%-ը հարստացվում է մինչև 3,3-4,4%:

Հարստացված ուրանից (ավելի ճիշտ՝ ուրանի երկօքսիդ UO 2կամ ուրանի օքսիդ-ազոտային U 2 O 2) պատրաստվում են վառելիքի տարրեր - վառելիքի ձողեր- 9 մմ տրամագծով և 15-30 մմ բարձրությամբ գլանաձև հաբեր: Այս հաբերը տեղադրվում են փակ տարաներում ցիրկոնիում(ցիրկոնիումով նեյտրոնի կլանումը 32,5 անգամ ավելի քիչ է, քան պողպատից) բարակ պատերով խողովակներմոտ 4 մ երկարությամբ վառելիքի ձողերը հավաքվում են մի քանի հարյուր կտորից բաղկացած վառելիքի հավաքույթների մեջ:

Հետագա միջուկային տրոհման գործընթացները 235Uտրոհման բեկորների, ռադիոակտիվ գազերի առաջացմամբ և այլն։ տեղի են ունենում կնքված վառելիքի գավազանների խողովակների ներսում.

Աստիճանաբար բաժանվելուց հետո 235Uև նվազեցնելով դրա կոնցենտրացիան մինչև 1,26%, երբ ռեակտորի հզորությունը զգալիորեն նվազում է, վառելիքի հավաքները հեռացվում են ռեակտորից, որոշ ժամանակ պահվում են հովացման լողավազանում, այնուհետև ուղարկվում են ռադիոքիմիական գործարան՝ մշակման։

Այսպիսով, ի տարբերություն ՋԷԿ-երի, որտեղ նրանք հակված են ամբողջությամբ վառել վառելիքը, Ատոմակայաններում հնարավոր չէ միջուկային վառելիքը 100%-ով բաժանել։Հետևաբար, ատոմակայաններում հնարավոր չէ հաշվարկել արդյունավետությունը՝ հիմնվելով համարժեք վառելիքի կոնկրետ սպառման վրա։ Զուտ արդյունավետությունը օգտագործվում է ատոմակայանի շահագործման արդյունավետությունը գնահատելու համար

,

որտեղ է ստացված էներգիան, արդյո՞ք ջերմությունը, որը թողարկվում է ռեակտորում, միաժամանակ և միևնույն ժամանակ:

Այս կերպ հաշվարկված ատոմակայանի արդյունավետությունը կազմում է 30 - 32%, բայց դա լիովին խելամիտ չէ համեմատել ՋԷԿ-ի արդյունավետության հետ, որը կազմում է 37 - 40%:

Բացի ուրանի 235 իզոտոպից, որպես միջուկային վառելիք օգտագործվում են նաև հետևյալները.

• ուրանի իզոտոպ 233 ( 233 U) ;
• պլուտոնիումի իզոտոպ 239 ( 239 Pu);
• թորիումի իզոտոպ 232 ( 232 Թ) (վերափոխելով 233 U).