Реферати українською » Физика » Огляд сучасного стану енергоресурсів людства


Реферат Огляд сучасного стану енергоресурсів людства

Страница 1 из 5 | Следующая страница

>Оглавление

 

Запровадження

I. Основні засоби одержання енергії

1. Теплові електростанції

2.Гидроелектростанции

3. Атомні електростанції

II. Нетрадиційні джерела

1. Вітрова енергія

2. Геотермальна енергія

3. Теплова енергія океану

4. Енергія припливів і відпливів

5. Енергія морських течій

6. Енергія Сонця

7. Воднева енергетика

Укладання

Література


Запровадження

Науково-технічний поступ нездійсненний без розвитку енергетики, електрифікації. На підвищення продуктивність праці першочергового значення має механізація і автоматизація виробничих процесів, заміна людського праці машинним. Але переважна більшість технічних засобів механізації і автоматизації (устаткування, прилади, ЕОМ) має електричну основу. Особливо широке застосування електрична енергія отримала для приводу на дію електричних моторів. Потужність електричних машин (залежно від своїх призначення) різна: від часткою вата (>микродвигатели, застосовувані у багатьох галузях техніки й у побутових виробах) до величезних величин, перевищують один мільйон кіловатів (генератори електростанцій).

Людство електроенергія потрібна, причому потреби у ній збільшуються з кожним роком. Разом про те запаси традиційних природних палив (нафти, вугілля, газу та ін.) кінцеві.Конечни ще й запаси палива - урану і торію, із якого отримувати вреакторах-размножителях плутоній. Тому важливо нині знайти вигідні джерела електроенергії, причому вигідні лише з погляду дешевизни палива, але й погляду простоти конструкцій, експлуатації, дешевизни матеріалів, необхідні будівлі станції, довговічності станцій.

Цей реферат є коротким, оглядом сучасного стану енергоресурсів людства. Діяльність розглянуті традиційні джерела електричної енергії. Мета роботи – передусім ознайомитися із сучасним станом справ у цієї надзвичайно широкої проблематики.

До традиційним джерелам насамперед ставляться: теплова, атомна і енергія потоку води.

Російська енергетика сьогодні - це 600 теплових, 100 гідравлічних, 9 атомних електростанцій. Є, звісно, кілька електростанцій використовують як первинного джерела сонячну, вітрову,гидротермальную, припливну енергію, але частка їхньої енергії дуже мала проти тепловими, атомними і гідравлічними станціями.

енергія атомний гідравлічний вітровоїгеотермальний


I. Основні засоби одержання енергії

1. Теплові електростанції

 

Теплова електростанція (ТЕС), електростанція, яке виробляє електричну енергію внаслідок перетворення теплової енергії,виделяющейся під час спалювання органічного палива. Перші ТЕС з'явилися торік у кін. 19 у і отримали переважне поширення. У сірий. 70-х рр. 20 в. ТЕС — основний вид електричної станцій. Частка вироблюваної ними електроенергії становила: у Росії США св. 80% (1975), близько 76% (1973).

Близько 75% електроенергії Росії виготовляють теплових електростанціях. Більшість міст Росії забезпечуються саме ТЕС. Часто у містах використовуються ТЕЦ - теплоелектроцентралі, що виробляють як електроенергію, а й тепло як гарячої. Така система є досить-таки непрактичноют.к. на відміну електрокабелю надійність теплотрас надзвичайно низька великих відстанях, ефективність централізованого теплопостачання сильно знижується, внаслідок зменшення температури теплоносія. Підраховано, що з протяжності теплотрас більш 20 км (типова ситуація більшість міст) установка електричного бойлера водельно що стоїть домі стає економічно вигідна.

На теплових електростанціях перетвориться хімічна енергія палива спочатку у механічну, потім у електричну.

>Топливом на таку електростанції можуть бути вугілля, торф, газ, горючі сланці, мазут. Теплові електричні станції поділяють на конденсаційні (>КЭС), призначені розробки лише електричної енергії, і теплоелектроцентралі (ТЕЦ), що виробляють крім електричної теплову енергію як гарячої води і пара. ВеликіКЭС районного значення дістали назву державних районних електростанцій (ГРЕС).

Найпростіша принципова схемаКЭС, яка працює вугіллі, представлена на рис. Вугілля подається в паливний бункер 1, та якщо з нього — вдробильную установку 2, де перетворюється на пил. Вугільний пил вступає у топку парогенератора (парового казана) 3, має систему трубок, у яких циркулює хімічно очищена вода, звана живильним. У казані вода нагрівається, випаровується, а зчинений насичений пар доводиться до температури400—650°С й під тиском 3—24МПа надходить попаропроводу в паровий турбіну 4. Параметри пара залежить від потужності агрегатів.

Теплові конденсаційні електростанції мають невисокий ккд (30— 40%), оскільки більшість енергії втрачається зотходящимитопочними газами і охолоджувальної водою конденсатора.

БудуватиКЭС вигідно в безпосередній близькості до місць видобутку палива. У цьому споживачі електроенергії можуть бути значній відстані відстані від станції.

Теплоелектроцентраль відрізняється відконденсационной станції встановленої у ньому спеціальноїтеплофикационной турбіною з відбором пара. На ТЕЦ друга пара повністю використовують у турбіни розробки електроенергії у генераторі 5 і далі вступає у конденсатор 6, іншу, має велику температуру і тиск (на рис.штриховая лінія), відбирається від проміжної щаблі турбіни і використовується для теплопостачання.Конденсат насосом 7 черездеаератор 8 і далі поживним насосом 9 подається в парогенератор. Кількістьотбираемого пара залежить потреби підприємств у теплової енергії.

Коефіцієнт корисної дії ТЕЦ сягає 60—70%.

Такі станції будують зазвичай поблизу споживачів — промислових підприємств чи житлових масивів. Найчастіше працюють на привізному паливі.

Розглянуті теплові електростанції з вигляду основного теплового агрегату — паровий турбіни — ставляться допаротурбинним станціям. Значно менше торгівлі поширення набули теплові станції з газотурбінними (ГТУ),парогазовими (ПГУ) і дизельними установками.

Найбільш вже економічними є великі теплові паротурбінні електростанції (скорочено ТЕС). Більшість ТЕС нашої країни використовують як палива вугільну пил. Для вироблення 1 кВт.год. електроенергії витрачається кілька сотень грамів вугілля. У паровому казані понад 90% виділеної паливом енергії передається пару. У турбіни кінетична енергія струменів пара передається ротору. Вал турбіни жорстко з'єднаний із валом генератора.

Сучасні парові турбіни на ТЕС — дуже скоєні, швидкохідні,високоекономичние машини з великим ресурсом роботи. Їх потужність водновальном виконанні сягає 1 млн. 200 тис. кВт, і не є межею. Такі машини завжди буваютьмногоступенчатими, т. е. мають зазвичай кілька десятків дисків з робітниками лопатками і так само

кількість, перед кожним диском, груп сопла, якими протікає струмінь пара. Тиск і температура пара поступово знижуються.

З курсу фізики відомо, що ККД теплових двигунів збільшується зі зростанням початковій температури робочого тіла. Тому що надходить у турбіну пар доводять до високих параметрів: температуру — майже 550 °З повагою та тиск — до 25МПа. Коефіцієнт корисної дії ТЕС сягає 40%. Більшість енергії втрачається разом із гарячим відпрацьованою парою.

На думку вчених основу енергетики найближчого майбутнього як і залишиться теплоенергетика на не поновлюваних ресурсах. Але структура її зміниться. Повинно скоротитися використання нафти. Істотно зросте виробництво електроенергії на атомних електростанціях. Розпочнеться використання поки що незачеплених гігантських запасів дешевих вугілля, наприклад, в Кузнецькому,Канско-Ачинском,Экибаcтузском басейнах. Широко застосовуватиметься природного газу, запаси що його країні набагато перевершують запаси інших країнах.

На жаль, запаси, газу, вугілля зовсім на нескінченні. Природі, щоб ці запаси, знадобилися мільйони, витрачені вони сотнями років. Сьогодні у світі стали всерйоз замислюватися з того, як і допустити хижацького розграбування земних багатств. Адже у своїй умови запасів палива може вистачити навіки.

2.Гидроелектростанции

>Гидроелектрическая станція, гідроелектростанція (ГЕС), комплекс споруд й устаткування, з яких енергія потоку води перетворюється на електричну енергію. ГЕС складається з послідовної ланцюга гідротехнічних споруд, які забезпечують необхідну концентрацію потоку води та створення напору, й енергетичного. устаткування, перетворюючого енергію що просувалася під напором води в механічну енергію обертання яка, своєю чергою, перетворюється на електричну енергію.

По схемою використання водних ресурсів немає і концентрації напорів ГЕС зазвичай поділяють нарусловие,приплотинние,деривационние з напірної і безнапірноїдеривацией, змішані, гідроакумулюючі і приливні. У руслових іприплотинних ГЕС натиск води створюється греблею,перегораживающей ріку й котра піднімає рівень води у верхній б'єфі. У цьому неминуче деяке затоплення долини річки. У випадку спорудження двох гребель тому ж ділянці річки площа затоплення зменшується. На рівнинних річках найбільша економічно допустима площа затоплення обмежує висоту греблі.Русловие іприплотинние ГЕС споруджують і на рівнинних багатоводних річках Бразилії й на гірських річках, у вузьких стиснутих долинах.

До складу споруд русловій ГЕС, крім греблі, входять будинок ГЕС і водоскидні споруди. Склад гідротехнічних споруд залежить від висоти напору і встановленої потужності. У русловій ГЕС будинок із розміщеними у ньомугидроагрегатами служить продовженням греблі разом із ній створює напірний фронт. У цьому з одного боку до будинку ГЕС примикає верхній б'єф, з другого — нижній б'єф.Подводящие спіральні камери гідротурбін своїми вхіднимисечениями закладаються під рівнем верхнього б'єфа, вихідні ж перерізуотсасивающих труб занурені під рівнем нижнього б'єфа.


Відповідно до призначенням гідровузла до його складу можуть входити судноплавні шлюзи чисудоподъемник,рибопропускние споруди, водозабірні споруди для іригації і водопостачання. У руслових ГЕС іноді єдиним спорудою, проникним воду, є будинок ГЕС. У таких випадках корисно використовувана вода послідовно проходить вхідний перетин змусорозадерживающимирешетками, спіральну камеру,гидротурбину,отсасивающую трубу, а, по спеціальнимводоводам між сусідніми турбінними камерами виробляється скидання паводкових витрат річки. Для руслових ГЕС характерні напори до 30—40 м, до найпростішимрусловим ГЕС ставляться також раніше яких багато будувалося сільські ГЕС невеличкий потужності. У великих рівнинних річках основне русло перекривається земляний греблею, до котрої я примикає бетоннаводосливная гребля і споруджується будинок ГЕС. Така компонування типова багатьом вітчизняних ГЕС великих рівнинних річках.Волжская ГЕС їм. 22-го з'їзду КПРС— найбільша серед станційруслового типу.

За більш високихнапорах виявляється недоцільним передавати будинок ГЕСгидростатичное тиск води. І тут застосовується тип греблею ГЕС, що має напірний фронт на всьому протязі перекривається греблею, а будинок ГЕС розташовується за греблею, примикає до нижньому б'єфу. До складу гідравлічної траси між верхнім і нижнімбьефом ГЕС подібного типу входять глибиннийводоприемник змусорозадерживающей гратами, турбінний водогін, спіральна камера,гидротурбина,отсасивающая труба. Як доповнить, споруджень за склад вузла можуть входити судноплавні спорудження тарибоходи, і навіть додаткові водоскиди Прикладом такого типу станцій на багатоводної річці служить Братська ГЕС річці Ангару.

Попри зниження частки ГЕС у спільній виробленні, абсолютні значення виробництва електроенергії та потужності ГЕС безупинно ростуть внаслідок будівництва нових великих електростанцій. У 1969 у світі нараховувалося понад 50 діючих і споруджуваних ГЕС одиничної потужністю 1000Мвт і від, причому 16 їх — біля колишнього Радянського Союзу.

Найважливіше особливість гідроенергетичних ресурсів проти паливно-енергетичними ресурсами — їх безперервнавозобновляемость. Відсутність потреби у паливі для ГЕС визначає низьку собівартість виробляють ГЕС електроенергії. Тому спорудженню ГЕС, попри значні, удільні капіталовкладення на 1 КВт встановленої потужності й довготривалі терміни будівництва, надавалося і надається велике значення, особливо коли це пов'язано з розміщеннямелектроемких виробництв.

 


3. Атомні електростанції

 

Атомна електростанція (АЕС) - електростанція, у якій атомна (ядерна) енергія перетворюється на електричну.Генератором енергії на АЕС є атомний реактор. Тепло, що виділяється в реакторі внаслідок ланцюгову реакцію розподілу ядер деяких важких елементів, потім як і, як і звичайних теплових електростанціях (ТЕС), перетворюється на електроенергію. На відміну від ТЕС, працівників органічному паливі, АЕС дбає про ядерному пальному (основу 233U, 235U, 239>Pu). Встановлено, що світові енергетичні ресурси ядерного пального (уран, плутоній та інших.) істотно перевищують енергоресурси природних запасів органічного палива (нафту, вугілля, природного газу та інших.). Це відкриває широкі перспективи задоволення швидко зростаючих потреб у паливі. З іншого боку, необхідно враховувати все збільшуваний обсяг споживання вугілля й нафти для технологічних цілей світової хімічної промисловості, що стає серйозним конкурентом теплових електростанцій. Попри відкриття нових родовищ органічного палива й удосконалення засобів його видобутку, у світі спостерігається тенденція відносного, збільшення від вартості. Це створює найбільш важкі умови для країн, мають обмежені запаси палива органічного походження. Очевидна необхідність якнайшвидшого розвитку атомної енергетики, що вже займає помітне місце у енергетичному балансі низки промислових країн світу. Перша у світі АЕСопитно-промишленного призначення (рис. 1) потужністю 5Мвт була у СРСР 27 червня 1954 р. м. Обнінську. Доти енергія атомного ядра використовувалася у військових цілях. Пуск першої АЕС ознаменував відкриття нового напрями у енергетиці, який отримав визнання на 1-ї Міжнародної науково-технічної конференції по мирного використання атомної енергії (серпень 1955, Женева).


Принципова схема АЕС з ядерною реактором, у яких водне охолодження

Тепло, виділяється в активної зоні реактора, теплоносієм, убирається водою (теплоносієм 1-го контуру), якапрокачивается через реакторциркуляционним насосом 2.Нагретая воду з реакторапоступав в теплообмінник (парогенератор) 3, де передає тепло, здобуту у реакторі воді 2-го контуру. Вода 2-го контуру випаровується впарогенераторе, і освічений пар вступає у турбіну 4.

Найчастіше на АЕС застосовують 4 типу реакторів на теплових нейтронах 1)водо-водяние зі звичайною водою як уповільнювача і теплоносія; 2)графито-водние з водяником теплоносієм і графітовимзамедлителем; 3)тяжеловодние з водяникам теплоносієм і важкій водою як уповільнювача 4)графито-газовие з газовим теплоносієм і графітовимзамедлителем.

У Росії її будують переважнографито-водние іводо-водяние реактори. На АЕС США найбільшого поширення отрималиводо-водяние реактори.Графито-газовие реактори застосовують у Англії. У атомній енергетиці Канади переважають АЕС зтяжеловодними реакторами.


Залежно від виду таагрегатного стану теплоносія створюється той чи інший термодинамічний цикл АЕС. Вибір верхньої температурної кордону термодинамічної циклу визначається максимально припустимою температурою оболонок тепловидільних елементів (ТВЕЛ), містять ядерне пальне, припустимоютемп-рой власне ядерного пального, і навіть властивостями теплоносія, прийнятого для такого типу реактора. На АЕС теплової реактор, якої охолоджується водою, зазвичай користуються низькотемпературними паровими циклами.Реактори з газовим теплоносієм дозволяють застосовувати щодо економічніші цикли водяної пари з підвищеними початковими тиском і температурою. Теплова схема АЕС у цих такому разі виконується2-контурной: у 1-му контурі циркулює теплоносій, 2-ї контур — пароводяної. При реакторах з бурхливим водяникам чивисокотемпературним газовим теплоносієм можливаодноконтурная теплова АЕС. У киплячих реакторах вода кипить в активної зоні, отриманапароводяная суміш сепарується, і насичений пар іде чи в турбіну, чи попередньо повертається у активну зону для перегріву..

У високотемпературнихграфито-газових реакторах можливо застосування звичайного газотурбінного циклу. Реактор у разі виконує роль камери згоряння.

Працюючи реактора концентраціяделящихся ізотопів в ядерному

Страница 1 из 5 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація