Энергоэкономическая характеристика различных типов станций.

 

Для описания зависимости между подведенной и полезно используемой энергией применяются энергетические характеристики оборудования.

 

В самом общем виде энергетические характеристики представляют собой функциональные зависимости типа:

Qподв=f(Qпол),

причем и подведенная и полезная энергия измеряется энергетическими показателями (Гкал, ГДж, МВт и др). Например, для турбоагрегата энергетическая характеристика определяет расход подведенного тепла в зависимости от меняющейся электрической нагрузки:

Qподв=f(Рэп).

Энергетические характеристики котлоагрегатов

Эти характеристики описывают зависимость расхода топлива от производительности КА. Потребность в топливе определяется в условных измерителях - условном топливе (1 т у.т. имеет теплотворную способность 7 Гкал или 29.3 ГДж). Реальная характеристика имеет нелинейный характер (рис.4.7).

a) b)

Рис.4.7. Принципиальное представление энергетической характеристики КА (а) и характеристики относительных приростов (б)

Важнейшим параметром энергетической характеристики КА является величина относительного прироста расхода топлива

 

, (4.42)

 

которая характеризует эффективность преобразования энергии топлива в тепловую энергию и отражает потери преобразования. Поэтому наряду с основной энергетической характеристикой используется зависимость (рис.4.7,б)

. (4.43)

В практике эксплуатации более распространены другие производные энергетические характеристики, а именно:

– зависимость КПД от производительности (рис.4.8,а) ;

– зависимость удельного расхода топлива от производительности (рис.4.8, б).

а) б)

Рис 4.8. Принципиальные зависимости КПД (а) и удельного расхода (б) от производительности КА

Энергетические характеристики турбоустановок

Энергетические характеристики ТА зависят от их типа . Наиболее простыми являются энергетические характеристики конденсационных турбоагрегатов. Они представляют собой зависимость расхода тепловой энергии от вырабатываемой электрической мощности:

Q =f(P). (4.45)

Реальные энергетические характеристики криволинейны и выпуклы вверх. Кроме того, их вид зависит от способа регулирования. Для случая дроссельного регулирования характеристика представлена на рис. 4.11,а.

Выпуклость вверх свидетельствует о том, что потери с ростом нагрузки относительно уменьшаются (в отличие от КА, где они увеличиваются и характеристика выпукла вниз).Этот факт находит свое отражение в зависимости относительного прироста расхода подведенной энергии от нагрузки (рис.4.11,б).

а) б)

Рис.4.11. Принципиальное представление энергетической характеристики ТА (а) и характеристики относительных приростов (б).

Величина относительного прироста расхода тепловой энергии так же, как и для КА, отражает эффективность процесса

преобразования энергии и определяется по выражению

q'=dQ / dP. (4.46)

Вид зависимостей удельного расхода тепловой энергии и КПД от нагрузки показан на рис.4.12.

а) б)

Рис.4.12. Принципиальные зависимости удельного расхода (а) и КПД (б) ТА

Энергетические характеристики основного оборудования АЭС

Энергетические характеристики ТА АЭС по своей структуре совпадают с энергетическими характеристикам конденсационных

ТА обычных тепловых станций.

или , (4.72)
  (4.73)

Здесь следует только отметить, что для ТА АЭС больше, чем для ТА ТЭС, а величина относительного прироста также больше для ТА АЭС.
Из этого следует, что при прочих равных условиях .
Значительно сложнее дело обстоит с энергетической характеристикой ядерной паропроизводящей установки. Это связано с тем,

что топливо загружается в реактор на длительный период и часовой расход является условной величиной. Кроме того,

если для обычных станций топливные характеристики строятся в условном топливе, то для АЭС такая характеристика будет

несколько искусственной, хотя может быть построена.
Расход ядерного топлива за определенный период ориентировочно рассчитывается по следующему выражению:

, (4.74)

где - электрическая мощность;
- продолжительность периода;
- коэффициент использования мощности;
- КПД;
- энерговыработка топлива.
Энергетическую характеристику АЭС можно построить только в условном виде, используя величину КПД для принятия величины удельного расхода условного топлива:

. (4.75)

Тогда топливная характеристика АЭС в условном топливе будет аналогична топливной характеристике ТЭС:

. Энергетические характеристики ГТУ Энергетическая (скорее топливная) характеристика ГТУ по структуре аналогична топливным характеристикам других энергопроизводящих объектов:
. (4.77)

Следует отметить, что для ГТУ параметры характеристики в значительной степени зависят от температуры наружного воздуха.

В общем случае относительные приросты расхода топлива для ГТУ существенно выше значений относительных приростов оборудования других типов станций.

В большинстве случаев потребность в топливе определяется на основе использования показателя КПД в такой последовательности:
1. На основе КПД оценивают величину удельного расхода топлива:

. (4.78)

2. Зная предполагаемую выработку и величину удельного расхода топлива, определяют общий расход топлива:

, (4.79)

где - ожидаемое значение выработки электрической энергии.