Знакомство с работой котельного агрегата с использованием компьютерной модели

1. Знакомство с работой котельного агрегата с использованием компьютерной модели

ЗНАКОМСТВО С РАБОТОЙ
КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ
Сегодня мы заглянем в "сердце" энергетики и разберемся:
Как именно тепловая и ядерная энергия превращаются в
ток в наших розетках?

2. От тепла к электричеству (Общий принцип)

■ Главная задача электростанции: преобразовать скрытую энергию топлива в
электричество.
■ Универсальная цепочка:
1. Топливо выделяет тепло.
2. Тепло нагревает воду, превращая ее в пар.
3. Пар под огромным давлением крутит турбину (кинетическая энергия).
4. Турбина вращает ротор генератора — вырабатывается ток.

3. Тепловые электростанции (ТЭС)

■ Источник энергии: сжигание органического
топлива (уголь, природный газ, мазут).
■ Основные элементы ТЭС:
• Котельный агрегат (создание пара)
• Паровая турбина (преобразование
энергии пара во вращение)
• Электрогенератор (выработка тока)
• Конденсатор (охлаждение пара обратно в
воду)

4. Котельный агрегат — сердце ТЭС

■ Котельный агрегат (котел) — это комплекс устройств для
получения пара или горячей воды под давлением за счет
сжигания топлива.
■ Параметры работы:
– Температура пара может достигать 540–560 °C.
– Давление — до 250 атмосфер и выше.
■ Интересный факт: Размеры современных котлов
сопоставимы с 15-этажным домом.

5. Внутреннее устройство и циркуляция

■ Типы циркуляции воды:
естественная, принудительная и
прямоточная.
■ Важные элементы котла для
повышения КПД:
• Пароперегреватель:
нагревает пар, избавляя
его от влаги (до 70-75%
сухости и выше).
• Водяной экономайзер:
подогрев воды уходящими
газами.
• Воздухоподогреватель:
греет воздух для топки.
Снижение температуры
газов в трубе на 20-25 К
дает +1% к КПД.

6. Атомные электростанции (АЭС)

■ Источник энергии: цепная
реакция деления ядер урана.
■ Роль котла выполняет
Парогенератор.
■ Двухконтурная схема
(безопасность):
• Первый контур: вода
проходит через реактор,
нагревается, становится
радиоактивной, но не кипит.
• Второй контур: тепло от
первой воды передается
чистой воде, она кипит, и
чистый пар крутит турбину.

7. Сравнение ТЭС и АЭС (Плюсы и минусы)

Плюсы
Минусы
ТЕС
Выбрасывают CO2
Относительно дешевы в (парниковый эффект),
постройке, можно
сажу и золу, требуют
строить почти везде.
огромных объемов
топлива (составы угля).
АЭС
Дорогое и сложное
Нулевые выбросы CO2,
строительство,
колоссальная
проблема утилизации
энергоемкость (1 кг
радиоактивных отходов
урана заменяет 2-3
(ОЯТ), риск
тысячи тонн угля).
радиационных аварий.

8. Заключение

■ Котельный агрегат ТЭС и ядерный реактор АЭС выполняют одну и ту же базовую
задачу — превращают воду в пар высокой энергии.
■ Основное отличие заключается в физической природе источника тепла (химия
горения против ядерной физики).
■ Будущее энергетики: повышение КПД станций, замкнутый ядерный топливный
цикл и поиск экологичных решений.

9.

Спасибо
за
внимание!