Введение в теплоэнергетику Дальнего Востока

Страница 7

А, В – разнородные проводники

ТГ – энергия тепла

Токр – температура окружающей среды

Эффект Зеебека более ста лет используется для измерения температур в термопарах.

~1880 году – Эдисон открыл явление термоэмиссии электронов; эффект назван в его честь. Суть термоэмисии состоит в том, что при нагревании одной из двух параллельных пластин из разного материала, между которыми имеется воздушная прослойка, происходит отдача электронов от нагретой пластины той, что имеет температуру окружающей среды. Эффект Эдисона применялся в полупроводниковых лампах до 1947 года – когда появились транзисторы.

Чуть позднее, в 1895 году, Герц выявляет фотоэффект у светочувствительных пластин разнородных материалов. При попадании солнца на поверхность этих материалов происходит процесс эмиссии электронов, который усиливается, если напротив пластины поместить принимающую сетку, которая притягивает электроны и является анодом данного энергетического элемента.

Схема V – прямое преобразование химической энергии в электрическую (без горения). Основой этой системы является электролитический материал. Взаимодействуя с анодом посредством химической реакции, последний сильно ионизируется, в результате чего на нем оседают электроны электролита, и возникает ЭДС. На данный момент такой способ получения энергии считается самым надежным, но одновременно и самым дорогим. Однако ведутся исследования на предмет создания специальных недорогих ионизирующих аппаратов, которые для специально подобранных материалов увеличивают силу и скорость отдачи электронов, а, следовательно, и мощность энергетической установки. Также изучается процесс восстановления проработанных материалов реакций в специальных вакуумных антиокислителях[*].

Таким образом, широкое распространение в XX веке получили лишь схемы (I) для стационарных ТЭС и (II) для транспортабельных ТЭУ.

Рассмотрим принципиальную схему типовой ТЭС, достоинства и недостатки современного оборудования и тенденции в оснащении и модернизации аппаратуры тепловых электростанций.

В начале этой схемы располагается одно из ключевых устройств ТЭС – паровой котел. В него поступает топливо в виде угля, мазута, газа и т.д., где оно и сжигается огромным факелом. Факел нагревает трубы котла, по которым циркулирует нагретая вода, за счет чего вода превращается в пар для дальнейшего хода по узлам электростанции. Основные характеристики котлов: паропроизводительность (кг/час), КПД (%), мощность (кВт), максимальное давление (бар, атм.), поверхность нагрева (м2), температура перегрева (К). На Владивостокских ТЭЦ кроме котлов, обслуживающих турбины, имеются котлы для подготовки сетевой воды, поступающей непосредственно в системы отопления города. Питаются котлы частично от отработанной воды (конденсата) и частично от питательной воды, поступающей из цеха химической очистки. Ввиду того, что в котле постоянно поддерживаются высокие давление и температура, происходит подгорание и деформация кипятильных труб, оседание накипи и золы. Поэтому на станциях устанавливают несколько котлов для обеспечения бесперебойной подачи электроэнергии, если один из котлов выйдет из строя. Именно с котлов начинают осмотр, когда на станции происходят неполадки технического характера, например, выход из строя ступеней турбин, каминных укреплений или ржавление металлических деталей.

Далее после котлов в этой схеме следует турбина – основной преобразователь тепловой энергии в механическую энергию вращательного движения. Турбина состоит из нескольких ступеней, на которые подается пар различного давления. Ступень турбины представляет собой два основных элемента: роторную и статорную части. На роторе по всему диаметру на определенном расстоянии друг от друга закреплены лопатки турбины. На них через сопловые аппараты поступает пар, который, подчиняясь законам аэродинамики, начинает вращать лопатку, а, следовательно, и весь ротор. Статор же служит для того, чтобы ротор не раскачивался от действующего на него давления. На последних ступенях турбины для экономии пара также ставятся элементы каминных уплотнений.