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:
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:
2. Зная предполагаемую выработку и величину удельного расхода топлива, определяют общий расход топлива:
где - ожидаемое значение выработки электрической энергии. |