Разработка макета основных узлов теплоэлектростанции

1.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Национальный исследовательский университет «МЭИ»
Кафедра инновационных технологий наукоемких отраслей
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы
«Школа № 1367»
Открытая городская научно-практическая конференция
«Инженеры будущего»
Разработка макета основных узлов теплоэлектростанции
Авторы: Нефедов Сергей Вячеславович
Разинков Илья Сергеевич
ученики 10 «А» класса ГБОУ школы № 1367
Руководители проекта:
учитель физики Научный консультант:
Юрий Валентинович Титов
Ассистент кафедры ИТНО НИУ МЭИ
Герцовский Георгий Александрович
Москва 2026

2.

Актуальность проекта
Актуальность проекта заключается в том, что до сих пор ТЭС является главным
источником энергии по всей стране и она будет активно использоваться на протяжении
нескольких десятилетий.Наш справочный материал может помочь школьникам старших
классов понять строение и работу ТЭС, ведь оборудование ТЭС —большое, сложное и
недоступно для непосредственного изучения
Москва 2026
2

3.

Цели и задачи проекта
Цель проекта:
Цель проекта — изучить основные узлы ТЭС (назначение, конструкцию, принцип работы и
взаимосвязь в технологическом цикле) и создать их 3D-модели. Это необходимо для
проектирования и эксплуатации теплоэнергетических объектов..
Задачи проекта:
1. Анализ основного оборудования теплоэлектростанции.
2. Изучение строения и выделение плюсов, минусов в работе.
3. Разработка 3D - моделей основных деталей в САПР КОМПАС-3D.
Москва 2026
3

4.

Что такое ТЭС
Теплоэлектростанции (ТЭС) — ключевой источник
электроэнергии, в том числе в России. Они
преобразуют химическую энергию топлива (угля,
газа, мазута) сначала в тепловую, затем — в
механическую
Москва 2026
и
электрическую.
4

5.

Взаимосвязь узлов и циклов
ТЭС работает на основе двух циклов: замкнутого термодинамического цикла Ренкина — где
вода циркулирует через котёл, турбину и конденсатор, — и открытого цикла сжигания топлива,
которое не возвращается в систему.
В цикле Ренкина рабочее тело (вода/пар) испаряется при высоком давлении, приводит в
движение турбину, затем конденсируется, снижая давление и замыкая цикл.
Москва 2026
5

6.

Узлы теплоэлектростанции
Паровой
котёл
—
теплогенерирующее
устройство, преобразующее
энергию сжигаемого топлива
(газ, уголь, мазут) в пар с
заданными параметрами.
На ТЭС применяют только
синхронные турбогенераторы,
установленные на одном валу
с
паровой
турбиной.
Вращение
ротора
в
магнитном поле создаёт ЭДС,
вырабатывая
электроэнергию.
.
Москва 2026
На
ТЭС
используют
синхронные турбогенераторы,
установленные на одном валу
с
паровой
турбиной.
Вращение
ротора
в
магнитном поле создаёт ЭДС,
вырабатывая
электроэнергию.
6

7.

Паровая турбина и центробежный насос
Насос
—
оборудование
для
перемещения воды и других сред на
ТЭС: подача питательной воды в
котёл, циркуляция в конденсаторах и
градирнях, перекачка мазута и золы.
Паровая турбина — тепловой двигатель,
преобразующий
энергию
пара
в
механическую
работу
за
счёт
его
расширения в соплах и на лопатках.
Москва 2026
7

8.

Градирня и конденсатор
Конденсатор —
теплообменник, где пар из
турбины ТЭС.
конденсируется за счёт
охлаждения водой.
Образовавшийся конденсат
(28–35 °C) возвращается в
цикл, а нагретая вода
отводится на охлаждение.
Давление в конденсаторе —
4–6 кПа (вакуум 94–96%),
расход охлаждающей воды
— 40–60 т/МВт·ч
Градирня
— устройство
для
охлаждения циркуляционной воды
из конденсатора за счёт испарения:
горячая
вода
(30–40 °C)
контактирует с воздухом, часть её
испаряется, унося тепло, и на
выходе температура снижается до
20–25 °C.
Альтернатива — охлаждение в
водоёмах, что дешевле, но наносит
экологический
ущерб.Градирни
экологичнее и безопаснее для
природных вод.
Москва 2026
8

9.

Процесс создания модели паровой турбины в САПР Компас -3D
Функция ‘Смещенная
плоскость’
Основной вал
Модель ‘Деталь’
Москва 2026
9

10.

Процесс создания модели паровой турбины в САПР Компас -3D
Функция для выдавливания
‘Элемент вращения’
Правая часть паровой
турбины
Чертеж части паровой
турбины с роторами
Москва 2026
10

11.

Процесс создания модели паровой турбины в САПР Компас -3D
Одна лопатка в качестве образца
для других дубляжей
Вал на котором находится
ротор
Конечный вал с лопатками
Москва 2026
11

12.

3D-модель паровой турбины в САПР Компас -3D
Конечная модель паровой турбины
Москва 2026
12

13.

Результаты
1. Физические 3D-макеты позволяют наглядно продемонстрировать взаимосвязь узлов и
принцип действия станции,поэтому наш материал отлично подойдет для изучения
практической части работы узлов,для учеников старших классов и студентов первых курсов
2. Проект несёт не только образовательную, но и профориентационную ценность — он может
пробудить у учащихся интерес к инженерным и техническим специальностям.
3. Использование САПР (Компас-3D) обеспечивает практическую применимость моделей,
делая проект мостом между теорией и реальной инженерной практикой.
Москва 2026
13

14.

Список литературы
1.
Трухний А.Д. Тепловые электрические станции. — М.: Энергоатомиздат, 2020.
2.
Кочергин В.П. Оборудование ТЭС и АЭС. — М.: Издательский дом МЭИ, 2019.
3.
Григорьев В.А., Зорин В.М. Тепломассообмен. — М.: Издательство МЭИ, 2017.
4.
Александров А.А. Турбины тепловых и атомных электростанций. — М.: МЭИ, 2021.
5.
Слепова С. В., Шахина М. А. Система автоматизированного проектирования «Компас-3D»
(мультимедийный курс лекций) // Международный журнал прикладных и
фундаментальных исследований. 2014. № 3—2. С. 207—208.
6.
Сторчак Н. А. Применение системы «Компас-3D» в преподавании инженерных дисциплин
// САПР и графика, 2013. № 10. С. 88—89.
7.
РД 153-34.1-17.467-00. Типовая инструкция по эксплуатации паровых котлов.
Москва 2026
14

15.

Спасибо за внимание!
Москва 2026
15