Электростанции

Федеральное агентство по образованию РФ

ГОУ ВПО Уральский Федеральный  университет – УрФУ

им. первого Президента России Б.Н. Ельцина

Физико-технический факультет

Кафедра технической физики

 

230200

 

 

 

РЕФЕРАТ

Электростанции

 

	Выполнили:	студенты группы
	Проверил:	преподаватель кафедры технической физики
		Гоглачев А. В.

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2011

 

Содержание

Введение 3

1 Гидроэнергетика 3

1.1 История гидроэнергетики 3

1.1.1 Античная и средневековая гидроэнергетика 3

1.1.2 Гидроэнергетика в девятнадцатом столетии 3

1.1.3 Гидроэлектроэнергетика в двадцатом веке 3

1.1.4 Советская гидроэнергетика 3

1.1.5 Мировая гидроэнергетика в 21 веке 3

1.2 Перспективы гидроэнергетики 3

1.3 Потенциал мировой гидроэнергетики 3

1.4 ГЭС 3

1.5 Технологии 3

1.6 Принцип работы ГЭС 3

1.7 Плотина 3

1.8 Большая и малая гидроэнергетика 3

1.9 Новые разработки 3

1.10 Основные достоинства и недостатки 3

1.11 Экологические аспекты использования гидроэнергетики 3

2 ГРЭС (КЭС) 3

2.1 Общие сведения 3

2.2 Технологическая схема КЭС. Назначение каждого элемента схемы. Основные особенности КЭС 3

3 ТЭС 3

4 ТЭЦ 3

4.1 Схема снабжения котлов газом. Подготовка к сжиганию газообразного топлива 3

4.2 Влияние ТЭЦ на окружающую среду 3

5 АЭС 3

5.1 Передвижные АЭС 3

5.2 Рельсы и гусеницы 3

5.3 Энергосамоходы 3

5.4 Дела так и не нашлось 3

5.5 Для экстремальных условий 3

5.6 Оранжевый дым 3

5.7 Зачем снимать колеса? 3

5.8 Реактор, которого испугались 3

6 Гидроаккумулирующие электростанции 3

7 ITER 3

7.1 История 3

7.2 Строительство 3

7.3 Радиационная безопасность 3

8 другие виды электростанций 3

8.1 Ветроэнергетика 3

8.1.1 История ветроэнергетики 3

8.1.2 Ветряные электростанции. 3

8.1.3 Перспективы ветроэнергетики 3

8.2 Волновые электростанции 3

8.2.1 История волновых электростанций 3

8.3 Геотермальная энергетика 3

8.3.1 Геотермальные электростанции 3

8.3.2 Источники геотермальной энергии 3

8.3.3 Принципы работы 3

8.3.4 Перспективы геотермальной энергетики 3

8.4 Солнечная энергетика 3

8.4.1 Солнечные электростанции 3

8.4.2 СЭС башенного типа 3

8.4.3 СЭС тарельчатого типа 3

8.4.4 СЭС, использующие фотобатареи 3

8.4.5 СЭС использующие параболические концентраторы 3

8.4.6 Комбинированные СЭС 3

8.5 Перспективы солнечной энергетики 3

9 Осмотическая электростанция 3

9.1 Экологичность 3

9.2 Принцип действия 3

9.3 Преимущества и недостатки технологии 3

9.4 Потенциал и перспективы осмотической энергетики 3

Заключение 3

Список использованной литературы: 3

Введение

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.

В зависимости от источника энергии  различают:

тепловые  электростанции (ТЭС), использующие природное  топливо;

гидроэлектростанции (ГЭС), использующие энергию падающей воды запруженных рек;

атомные электростанции (АЭС), использующие ядерную  энергию;

иные  электростанции, использующие ветровую, солнечную, геотермальную и другие виды энергий.

В нашей стране производится и потребляется огромное количество электроэнергии. Она почти полностью вырабатывается тремя основными типами электростанций: тепловыми, атомными и гидроэлектростанциями.

В России около 75% энергии производится на тепловых электростанциях. ТЭС строят в районах добычи топлива или  в районах потребления энергии. ГЭС выгодно строить на полноводных  горных реках. Поэтому наиболее крупные  ГЭС построены на сибирских реках: Енисее, Ангаре. Но также построены каскады ГЭС и на равнинных реках: Волге, Каме.

АЭС построены в районах, где потребляется много энергии, а других энергоресурсов не хватает (в западной части страны).

1. Гидроэнергетика

1. История гидроэнергетики

Человек всегда жил возле водоёмов и не мог не обращать внимание на огромный потенциал воды как источника  энергии. Поэтому история гидроэнергетики  ведёт своё начало ещё с древних  времён. Уже тогда люди научились  с помощью воды производить помол  зерна или дутьё воздуха при  выплавке металла.

Постепенно  механизмы совершенствовались, и водяные колёса становились всё более эффективными. В конце девятнадцатого века наступил современный этап в развитии гидроэнергетики. Но полномасштабное использование водных ресурсов началось только в двадцатом столетии, а точнее – в тридцатых годах, когда вода начала использоваться человеком для получения электричества. Именно в это время в мире начинается строительство крупных гидроэлектростанций.

Гидроэнергетика прошла довольно долгий и интересный путь развития и продолжает развиваться, одаривая человека всё новыми возможностями. В данном разделе мы шаг за шагом  пройдём путь, проделанный гидроэнергетикой в течение многих веков, рассмотрим этапы и особенности её развития, от водяных колёс, используемых в  эпоху античности и Средневековья, до современных гидроэлектростанций, появившихся уже в двадцатом  веке.

1. Античная  и средневековая гидроэнергетика

Трудно  сказать, когда человек начал  использовать водные ресурсы для  получения энергии. Самые ранние упоминания о подобных процессах  относятся к четвёртому веку до нашей  эры. При этом учёные склонны полагать, что использование воды происходило  параллельно во многих регионах планеты. Кстати, археологи обнаружили свидетельства  того, что водные ресурсы эксплуатировали  и на территории бывшего Советского Союза: на территории современной Армении  и в бассейне реки Амударья.

Древние греки использовали водяное колесо для облегчения некоторых видов  тяжёлого ручного труда. Например, это  приспособление осуществляло перемол  зерна. Постепенно технологии совершенствовались, количество водяных колёс в европейских  государствах неуклонно росло. Так, в одиннадцатом веке в Англии и  Франции одна мельница приходилась  на двести пятьдесят человек. Согласно утверждениям историков, приблизительно в тринадцатом веке водяные мельницы появляются в средневековой Руси, а точнее – в её юго-западных и северо-восточных регионах.

С течением времени увеличивались  и сферы применения устройств. Водяные  мельницы обеспечивали работу сукновальных фабрик и откачивающих насосов, участвовали  в распилке леса, помогали человеку варить пиво, применялись на маслобойнях. До восемнадцатого столетия применялись  исключительно колёса нижнего боя. Позже появились среднебойные и  нижнебойные водяные колёса.

2. Гидроэнергетика в девятнадцатом столетии

Достижения  предыдущих столетий уже не могли  удовлетворять потребности человека в девятнадцатом веке. Толчок дальнейшему  развитию гидроэнергетики дало изобретение  водяных турбин. Хотя попытки создания более совершенного по сравнению с водяным колесом механизма предпринимались и до этого. Так, ещё в шестнадцатом веке на Урале использовали быстроходное мутовчатое колесо с вертикальным расположением вала. В таких механизмах вода попадала на изогнутые лопасти колеса из специального желоба.

Впоследствии  аналогичным образом были устроены свободноструйные водяные гидротурбины. Но полноценная водяная турбина была создана только в начале девятнадцатого века. Её создание – заслуга нескольких талантливых изобретателей. Одним из них русский исследователь И. Сафонов, который в 1837 году произвёл установку сконструированной им водяной турбине на реке Нейве. Два года спустя Сафонов усовершенствовал собственное изобретение, установив несколько переделанную турбину на одном из местных заводов. Параллельно с Сафоновым над созданием водяных турбин работал французский учёный Фурнейрон. Изобретённое им устройство было представлено в 1834 году. Изобретения, сделанные обоими учёными, быстро завоевали популярность, и в течение последующих пятидесяти лет появляется множество самых разнообразных турбин.

Уже в конце девятнадцатого века происходит событие, которое фактически откроет  современный этап в истории мировой  гидроэнергетики. В 1891 году русский  инженер М. О. Доливо-Добровольский, проживающий в Германии и покинувший Россию по причине своей политической неблагонадёжности, прибыл в город Франкфурт-на-Майне для участия в электротехнической выставке. Там он должен был продемонстрировать свой изобретение – двигатель переменного тока. Тогда подобный аттракцион вообще был в новинку, но автор решил дополнить его ещё одним сооружением.

Это была гидроэлектростанция. В небольшом  городке Лауффен Доливо-Добровольский  установил генератор трёхфазного тока, который вращала водяная турбина небольших размеров. Вырабатываемая электроэнергия поступала на территорию выставки посредством линии передачи. Её длина равнялась 175 километрам. Сегодня никого не удивляют линии протяжённостью в несколько тыс. километров, но в те времена всё это было бесспорной сенсацией. Эпоха гидроэлектростанций началась.

3. Гидроэлектроэнергетика  в двадцатом веке

Несмотря  на открытие Доливо-Добровольского, дальнейшее развитие гидроэнергетики было замедлено  некоторыми объективными факторами. Строительство  крупных гидроэлектростанций, которые  были бы действительно эффективными, оказалось предприятием более сложным, чем экспериментальная установка, показанная на выставке. Ведь чтобы  заставить вращаться большие  турбины, необходим значительный запас  воды.

В начале двадцатого века такое строительство  представлялось довольно сложным. За первые два десятилетия нового века было построено всего лишь несколько  гидроэлектростанций. Но это было только начало. Уже в тридцатых годах  были сооружены крупные станции, например, ГЭС Гувер в США мощностью  в 1,3 ГВт.

Другим  ярким событием в истории американской гидроэнергетики стало открытие гидроэлектростанции Адамс, расположенной  на Ниагарском водопаде. Её мощность достигала 37 МВт. Запуск таких мощных гидроэлектростанций обусловил увеличение объёмов потребляемой энергии в промышленно развитых странах, что, в свою очередь, дало толчок программам освоения гидроэнергетических потенциалов.

4. Советская гидроэнергетика

К началу двадцатого века развитие российской гидроэнергетики было весьма медленным. Так, в 1913 году на территории Российской империи функционировало около пятидесяти тыс. гидросиловых установок. Их общая мощность составляла около миллиона лошадиных сил. При этом около семнадцати тыс. установок были оборудованы гидротурбинами.

Суммарная годовая выработка электроэнергии на всех гидроэлектростанциях не превышала  тридцать пять миллионов КВт в час при установленной мощности около 16 МВт. В то же время во многих европейских странах общая мощность составляла приблизительно 12000 МВт. Ситуация изменилась после Октябрьской революции. Новая власть хорошо понимала важность развития отрасли.

Уже 13 июня 1918 года было принято решение  о начале строительства Волховской гидроэлектростанции, которая стала  первым проектом советской гидроэнергетики, а её мощность равнялась 58 МВт. Уже в первые годы советской власти был разработан план электрификации страны (ГОЭЛРО), который был утверждён 22 декабря 1920 года. Одна из глав плана называлась «Электрификация и водная энергия». В ней отмечалось, что использование гидроэлектростанций может представлять выгоду в случае комплексного использования.

План  предусматривал сооружение ГЭС общей  мощностью в 21254 тыс. лошадиных сил. При этом в европейской части России общая мощность станций составит 7394, в Туркестане – 3020, в Сибири – 10840 тыс. лошадиных сил. Предусматривалось строительство десяти гидроэлектростанций, суммарная мощность которых составит 640 МВт.

Первым  советской гидроэлектростанцией стала  Днепровская гидроэлектростанция  имени Ленина в Запорожье. Ещё  в 1921 году Ленин подписал решение  о начале строительства, а само строительство  было начато в 1927 году. Запуск первого  агрегата был произведён в 1932 году, а достичь проектной мощности удалось в 1939 году. Она составила 560 МВт. При возведении плотины были затоплены знаменитые пороги Днепра, что сделало реку полностью судоходной.

За  несколько десятилетий Советский  Союз стал одним из лидеров мировой  гидроэнергетики. Например, в начале семидесятых советская гидроэнергетика  по установленной мощности уступала только американской. Строительство  гидроэлектростанций велось на Волге, Каме, Дону, Днепре, Свири и других крупных реках.

Это позволило превратить их в водные магистрали Европейской части страны, существенно повысить уровень воды в реках и получить в результате целостную судоходную систему, которая соединяла между собой Каспийское, Чёрное, Азовское, Балтийское и Белое моря. К концу семидесятых годов двадцатого века были сооружены самые большие гидроэлектростанции в мире. Это Саяно-Шушенская и Красноярская, расположенные на реке Енисей, Братская и Усть-Илимская (река Ангара), Нурекская (река Вахш), Волжская.

5. Мировая гидроэнергетика  в 21 веке

В начале двадцать первого века гидроэнергетика  обеспечивает до шестидесяти трёх процентов  возобновляемой энергии в мире. Это  девятнадцать процентов всей мировой  электроэнергии. Установленная гидроэнергетическая  мощность составляет 715 ГВт.