Кто из вас когда-нибудь видел ветер?
Но мы знаем - ветер существует. Ведь мы видим, как он качает деревья, как несет сорванные листья и ветки, как гонит волны. И мы научились запрягать этого невидимку. Ветер надувает паруса наших кораблей. Ветер крутит крылья мельниц и ветряных двигателей.
Ну, а кто видел электричество?
Его тоже никто не видел.
Но мы хорошо знаем, что оно существует. Ведь мы видим, как ярко светят электрические лампы, как быстро мчатся троллейбусы и трамваи, как жарко греют электрические печи, как хорошо работают станки и машины с электрическими двигателями.
Только не всегда было так. Двести лет назад об электричестве знали немногие ученые люди. И знали совсем не то, что знаем мы. Если бы спросили у тогдашнего ученого, что такое электричество, он ничего бы не сказал ни о ярких лампах, ни о жарких электрических печах, ни о могучих двигателях.
Электричество,- сказал бы старый ученый,- это таинственная жидкость, незримая и невесомая. Электричество появляется в янтаре, натертом кошачьей шкуркой, и в грозовых облаках. Под его действием могут плясать маленькие клочки бумаги и шарики из бузинной мякоти. Электричество заставляет вздрагивать лягушачью ножку и рождает грозную молнию. В 1753 году в России ученые Михаил Ломоносов и Георг Рихман построили «громовую машину» и улавливали электричество из воздуха на шест с железным острием. Но однажды в шест ударила молния, и Георг Рихман был убит… Бойтесь электричества: оно загадочно, капризно и очень опасно!
Но многих передовых ученых того времени не устрашила трагическая смерть Рихмана. Вслед за Ломоносовым и Рихманом принялись они исследовать электричество. Итальянец Алессандро Вольта изобрел первую электрическую батарею. Француз Андре-Мари Ампер исследовал законы электрического тока. Немец Георг Фридрих Ом разгадал тайну сопротивления проводников. Ослепительно вспыхнула электрическая дуга русского академика Василия Петрова. В неистовом пламени этой дуги англичанин Гэмфри Дэви получил новые, неизвестные металлы: натрий, калий, кальций. Датчанин Ганс Эрстед открыл магнитное действие электрического тока. Наконец, Борис Семенович Якоби, сын прусского купца, профессор архитектуры в Юрьеве, изобрел первый электродвигатель.
Так электричество перестало быть таинственной жидкостью и сделалось новым видом энергии. Из тихих лабораторий ученых эта новая энергия начала все смелее проникать в жизнь.
Сейчас электрическая энергия - наш неизменный друг и помощник в любом деле. Механическая энергия не зажжет лампу. Тепловая энергия не побежит по проводам телефона и телеграфа. А электрическая энергия может делать все. И чем больше ее у нас, тем мы богаче, сильнее, тем быстрее движемся вперед.
Но где же взять много электрической энергии? Откуда она вообще берется?
Оказывается, энергия может переходить из одного вида в другой. В тепловом двигателе тепловая энергия переходит в механическую. А если тепловой двигатель будет вращать генератор электроэнергии, механическая энергия перейдет в электрическую. Генератор можно вращать и водяным двигателем, водяной турбиной. Тогда электрическая энергия получится за счет механической энергии текущей воды.
В нашей стране работает много тепловых электростанций. Они используют тепловую энергию 4 каменного угля, торфа, сланца, природного газа. Много и гидроэлектростанций. Они используют энергию рек. С каждым годом электростанций становится все больше. Но запасы топлива в недрах земли не бесконечны. Да и не везде они есть. Запасы энергии рек тоже не бесконечны. И не везде есть подходящие реки для строительства электростанций. Что же будет с нами дальше? Может быть, человечеству угрожает нехватка энергии, энергетический голод?
Нет, этого опасаться не приходится. В природе есть еще много могучих источников энергии. Мы до сих пор не используем внутреннее тепло Земли, тепло морей. Очень мало используется огромная энергия солнечных лучей, энергия приливов и отливов. Все эти виды энергии мы еще плохо умеем преобразовывать.
А энергия атома? Она впервые вырвалась на свободу с огромной, разрушительной силой. Но гораздо труднее оказалось использовать ее в мирных целях. В нашей стране была построена первая в мире атомная электростанция. Это огромное достижение советской науки и техники. Как работает эта станция? В ее реакторе атомная энергия превращается в тепловую. Тепло кипятит воду в котле и превращается в энергию пара. Пар дает механическую энергию. Он вращает турбину. И, наконец, турбина вращает генератор электрического тока. Механическая энергия превращается в электрическую.
Путь превращений получается очень длинным. Хорошо ли это?
Есть сказка о незадачливом старике, который пошел продавать лошадь. По дороге он сменял лошадь на корову, корову - на барана, барана- на утку, утку - на курицу, курицу - на яйцо, яйцо - на иголку. При каждом обмене старик что-то терял.
Примерно то же самое получается и при переходе энергии из одного вида в другой. В атомной электростанции не все тепло реактора переходит в энергию пара. Часть теряется на нагрев реактора, труб, стенок котла, воздуха, здания электростанции.
Не вся энергия пара превращается в механическую энергию. Часть теряется на нагрев турбины, часть уходит с отработанным паром.
Не вся механическая энергия турбины превращается в электрическую. Часть теряется на нагрев генератора. При каждом обмене - потери. Так недолго и до иголки доменяться.
Около 200 лет назад в Лондоне была построена первая паровая мельница. Тогда еще не успели изобрести паровую машину. Был только паровой насос. Он накачивал воду из реки в бассейн, устроенный на холме. А из бассейна вода лилась… на колесо обыкновенной водяной мельницы.
Конечно, потери энергии получались огромные. Но преобразовать энергию пара прямо во вращение тогда еще не умели.
Пока что и атомные электростанции- только первые шаги в завоевании нового вида энергии.
Ведутся опыты по прямому превращению атомной энергии в электрическую. Созданы атомные батареи. Правда, пока что потери энергии в них получаются больше, чем на атомной электростанции. Но ведь и это - первые шаги.
Пройдут годы - мы до конца овладеем могучей энергией атома. И тогда могуществу человека не будет границ!
Днем и ночью неутомимо работают электростанции. Непрерывно шлют они электроэнергию в города и колхозы, на фабрики и заводы.
Надевая новый костюм, разрезая за столом свежий хлеб или наливая себе стакан воды, вы и не задумываетесь, сколько на это затрачено электроэнергии. А расход ее не мал. Чтобы сшить, например, костюм, надо израсходовать около 5 квт-ч электроэнергии. А все энергетические затраты на каждые 6-7 кГ хлеба, начиная с подготовки семян к посеву и кончая доставкой в булочную, составляют около 1 квт-ч. Даже чтобы очистить, доставить в город и поднять в квартиры обычную водопроводную воду, нужна электроэнергия.
Электрическая энергия проникла во все отрасли народного хозяйства. Она освобождает человека от тяжелого труда, облегчает ему жизнь, помогает раскрывать сказочные богатства природы.
Преимущества электричества перед другими видами энергии безграничны. Его можно получить из любой другой энергии и превратить в энергию разных видов. Электрический ток без больших потерь можно передать на расстояние. Электрические станции наиболее экономно используют энергоресурсы. Электрическая энергия ускоряет производственные процессы, вызывает к жизни новые отрасли промышленности - электрохимию, электрометаллургию, высокочастотную обработку металлов и пр., - позволяет широко внедрять автоматику и телемеханику в производство.
По плану ГОЭЛРО через 10-15 лет страна должна была вырабатывать 8,8 млрд. квт-ч электроэнергии в год.
Некоторые считали тогда этот план фантастическим. Трудно было мечтать в суровом 1920 г., во время хозяйственной разрухи, голода, эпидемий.
В тот год все электростанции молодой республики дали лишь 500 млн. квт-ч электроэнергии. Но советские люди были увлечены ленинской идеей электрификации страны.
Прошло всего 10 лет, и план, казавшийся столь дерзким, был перевыполнен. А уже в 1950 г. Советский Союз по производству электроэнергии вышел на первое место в Европе и на второе - в мире.
Советские электростанции в 1965 г. выработают 500-520 млрд. квт-ч электроэнергии - в 1000 раз больше того, что могли дать электростанции молодой Советской республики в 1920 г.
За семилетку вступят в строй электростанции общей мощностью примерно в 60 млн. кВт. Это значит, что ежегодно будет осуществляться по 5-7 планов ГОЭЛРО!
Электрификация - одна из основ важнейших областей советской экономики. Почти 70 % всей производимой в нашей стране электроэнергии потребляется промышленностью.
Электроэнергетика все глубже проникает в царство машин. Она все решительнее вторгается в исполнительный механизм машины, требуя новых конструкций. Электромоторы «врастают» в тело машины. Статор и ротор перестают быть только двигателями - это уже рабочие части механизма.
Значение электрификации особенно возросло в связи с созданием новых автоматических линий и заводов-автоматов. Современная механизация, автоматизация и телемеханизация основаны на использовании электричества.
Электричество дает нам все большую власть над превращением вещества. Новые методы химии и новые процессы в химической технологии основаны на применении электрической энергии. Современная техника - это техника больших скоростей, высоких давлений, высоких механических и электрических напряжений, очень высоких и очень низких температур. Тут нужны новые материалы со специальными, улучшенными свойствами: коррозийно- и жароустойчивые металлы, легкие сплавы, полупроводники, ферромагниты, пластические массы. Эта новая обширная область производства материалов отличается огромной электроемкостью.
БОРЬБА ЗА ЭКОНОМИЮ
Когда речь заходит об экономии электроэнергии, рука невольно тянется к выключателю, чтобы погасить лампочку в комнате или коридоре. Если 10 млн. школьников (а у нас в стране их втрое больше) сделают так, чтобы 10 млн. 40-ваттных лампочек горели вечерами на один только час меньше, чем обычно, они сберегут тем самым 400 тыс. квт-ч электроэнергии.
А этого достаточно, чтобы полную смену на заводах работали 5 тыс. мощных металлообрабатывающих станков.
По, конечно, не только школьники должны экономить электроэнергию. На некоторых заводах и фабриках окна так загрязнены, что приходится работать при лампах и днем. Стоит вымыть окна-и лампы погаснут, а станки получат дополнительную энергию. На улицах лампы накаливания надо заменять более экономичными газосветными лампами. Специалисты подсчитали, что ия-за неполадок в промышленности и на транспорте теряется ежегодно столько же электроэнергии, сколько вырабатывает ее самая мощная в мире Волжская ГЭС.
Так, для производства тонны алюминия необходимо 17 - 19 тыс. квт-ч. А для выплавки тонны качественной стали, легких и редких металлов или специальных сплавов электроэнергии нужно потратить от 15 до 60 тыс.квт-ч.
Огромное количество электроэнергии нужно нашим заводам. Например, на каждого рабочего металлургического комбината в год приходится до 30 тыс.квт-ч электроэнергии, а на рабочего заводов электростали - до 150 тыс.квт-ч.
Особенно важна сейчас и проблема электрификации сельского хозяйства. За период с 1959 по 1965 г. предполагается завершить в основном электрификацию всех колхозов, а электрификация РТС и совхозов будет закончена раньше.
В распоряжении тружеников полей будет в 4 раза больше электроэнергии, чем в 1959 г. На железных дорогах широко внедряется электрическая тяга. В результате их пропускная способность увеличивается в 2 с лишним раза, а расход топлива сокращается в 3-4 раза.
К концу семилетия электровозы будут водить поезда на всем протяжении магистралей Москва - Дальний Восток, Москва - Свердловск, Караганда - Магнитогорск - Уфа и т. д.
Много электроэнергии нужно и жилищному строительству. Чтобы построить современный домна 120 квартир, необходимо затратить почти 1 млн. квт-ч электроэнергии.
Электроэнергия нужна будет и в быту, и для развития радио, телевидения, кино. В 1965 г. только телевидению страны потребуется мощность пятидесяти Волховских ГЭС!
Главная роль в энергоснабжении принадлежит тепловым электростанциям. Сейчас примерно 81 % электроэнергии (и при этом 100 % централизованного теплоснабжения) дают тепловые электростанции (подробнее см. ст. «Фабрика тепла и электричества»). Их удельный вес и значение будут увеличиваться.
За семилетие у нас будут введены в действие новые гиганты теплоэнергетики общей мощностью в 47-50 млн. кВт. Они будут располагаться в восточных районах, вблизи богатейших залежей угля, непосредственно у больших, многоводных рек. Ведь в топки электростанции мощностью в 2,4 млн. кВт нужно подавать в сутки более 20 поездов угля. Расход воды для охлаждения конденсаторов турбин и других нужд станции достигает 100 м 3 /сек. Это - семь таких потоков как Москва-река!
Полным ходом идет проектирование и строительство мощных атомных электростанций. В 1958 г. введена в строй первая очередь - на 100 тыс. кВт - самой крупной в мире атомной электростанции мощностью 600 тыс. кВт. Строятся мощные АЭС в Воронежской области, на Урале и других местах.
Огромное значение для страны имеет развитие особого направления теплоэнергетики - теплофикации. Теплофикация - это подача потребителю горячей воды или пара, отработавшего па электростанции. При этом топливо используется наиболее выгодно: теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) повышают коэффициент использования топлива примерно в 2 раза по сравнению с обычными электростанциями. Это очень важно, так как на тепловые нужды промышленности идет около половины всего добываемого в стране топлива. Так, на производство тонны бумаги необходимо до 5 т пара, тонны резиновых изделий - до 20 т, тонны пластмасс - более 10 т, тонны пряжи и сукон - от 10 до 20 т.
Каждый год к разрастающейся тепловой сети ТЭЦ присоединяется свыше 2 тыс. зданий. Прежде в них пришлось бы установить около 4 тыс. отопительных котлов. Обслуживать эти котлы должны были бы более 5 тыс. истопников. Котельные занимали бы в домах площадь около 60 тыс. м 3 . А сколько пришлось бы затратить средств на топливо и транспорт! Мощность всех советских ТЭЦ уже превысила 12 млн. кВт, а в 1965 г. она достигнет 30 млн. кВт.
РЕДКИЕ ТРИЛЛИОНЫ
Некоторые элементы, например железо, образуют огромные скопления в земной коре; другие рассеяны в воде и в горных породах в виде ничтожных примесей. Так, в морской воде содержится десятимиллионная доля процента марганца. Это число кажется нам ничтожным. Но зачерпните морскую воду наперстком, и в нем окажется несколько сот триллионов атомов марганца.
Благородный газ - ксенон, которым наполняют колбы электрических лампочек, составляет четыре стотысячные весовые доли процента воздуха. Чтобы добыть литр ксенона, надо обработать 2,5 млн. л воздуха! Но в каждом наугад взятом кубическом сантиметре воздуха мы найдем все же до 1 млрд. атомов ксенона. Зная это, мы можем по достоинству оценить редкость радона - газа, образующегося при распаде атомов радия. В каждом кубическом сантиметре воздуха у поверхности Земли содержится в среднем всего один его атом.
Сообщение о работе электростанций
Без электричества
нашу современную жизнь очень сложно представить. Если не производить
электрическую энергию, то остановятся фабрики, заводы, в квартирах
погаснет свет, отключатся все электроприборы. Электроэнергетика
одна из важнейших отраслей промышленности. Она является ключевой
отраслью экономики, так как её значение для всех отраслей
экономики
велико. Любое производство промышленности просто
остановится без электрической энергии, а соответственно ни одного
товара мы не сможем изготовить.
Электроэнергию производят на электростанциях нескольких видов, сейчас
мы с ними познакомимся.
ГЭС - гидроэлектростанции
Их строят на реках. Электричество вырабатывается здесь за счёт потока воды, падающей с плотины. Гидроэлектростанции возводятся на реках, сооружая плотины и водохранилища. Главной задачей в строительстве гидроэлектростанции является создание напора воды. При наиболее распространенном варианте строительства реку перегораживают плотиной, которая поднимает уровень воды, создавая необходимый напор. Самую высокую в мире плотину (305 метров) имеет Цзиньпинская ГЭС, расположенная на реке Ялунцзян. Вода под напором поступает на лопасти турбины гидроэлектростанции, которая в свою очередь приводит в действие генераторы, вырабатывающие электричество. Мощность ГЭС зависит от напора и количества воды, проходящей через гидроагрегаты.
ТЭС - тепловые электростанции
Здесь электричество вырабатывается за счет, сжигания топлива - природного газа, мазута, угля. Сжигая топливо, получают тепловую энергию, которая на ТЭС используется для нагрева воды и получения пара. Получаемый в парогенераторе (котлоагрегате) пар приводит во вращение паровую турбину, соединённую с электрическим генератором и таким образом вырабатывается электроэнергия. Официальное название таких электростанций в России – Государственная районная электрическая станция (ГРЭС).
АЭС - атомные электростанции
Электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Работают на атомном (ядерном) топливе. Тепло, которое выделяется в атомном реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, затем так же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию. В отличие от ТЭС, работающих на органическом топливе, АЭС работает на ядерном горючем.
Электростанция
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 (См. Тепловая электростанция), гидроэлектрические станции (См. Гидроэлектрическая станция), гидроаккумулирующие электростанции (См. Гидроаккумулирующая электростанция), атомные электростанции (См. Атомная электростанция),
а также приливные электростанции (См. Приливная электростанция), ветроэлектростанции (См. Ветроэлектрическая станция), геотермические электростанции (См. Геотермическая электростанция) и Э. с магнитогидродинамическим генератором (См. Магнитогидродинамический генератор).
Тепловые Э. (ТЭС) являются основой электроэнергетики (См. Электроэнергетика);
они вырабатывают электроэнергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива.
По виду энергетического оборудования ТЭС подразделяют на паротурбинные, газотурбинные и дизельные Э. Основное энергетическое оборудование современных тепловых паротурбинных Э. составляют Котлоагрегат ы, паровые турбины (См. Паровая турбина), Турбогенератор ы,
а также пароперегреватели, питательные, конденсатные и циркуляционные насосы, Конденсатор ы,
воздухоподогреватели, электрические распределительные устройства (См. Распределительное устройство). Паротурбинные Э. подразделяются на конденсационные электростанции (См. Конденсационная электростанция) и теплоэлектроцентрали (См. Теплоэлектроцентраль) (теплофикационные Э.). На конденсационных Э. (КЭС) тепло, полученное при сжигании топлива, передаётся в парогенераторе водяному пару, который поступает в конденсационную турбину (См. Конденсационная турбина),
внутренняя энергия пара преобразуется в турбине в механическую энергию и затем электрическим генератором в Электрический ток . Отработанный пар отводится в конденсатор, откуда конденсат пара перекачивается насосами обратно в парогенератор. КЭС, работающие в энергосистемах СССР, называются также ГРЭС .
В отличие от КЭС на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) перегретый пар не полностью используется в турбинах, а частично отбирается для нужд теплофикации. Комбинированное использование тепла значительно повышает экономичность тепловых Э. и существенно снижает стоимость 1 квт
·ч
вырабатываемой ими электроэнергии. В 50-70-х гг. в электроэнергетике появились электроэнергетические установки с газовыми турбинами (См. Газовая турбина). Газотурбинные установки в 25-100 Мвт
используются в качестве резервных источников энергии для покрытия нагрузок в часы «пик» или в случае возникновения в энергосистемах аварийных ситуаций. Перспективно применение комбинированных парогазовых установок (ПГУ), в которых продукты сгорания и нагретый воздух поступают в газовую турбину, а тепло отработанных газов используется для подогрева воды или выработки пара для паровой турбины низкого давления. Дизельной Э. называется энергетическая установка, оборудованная одним или несколькими электрическими генераторами с приводом от дизелей (См. Дизель). На стационарных дизельных Э. устанавливаются 4-тактныс дизель-агрегаты мощностью от 110 до 750 Мвт;
стационарные дизельные Э. и Энергопоезд а (по эксплуатационным характеристикам они относятся к стационарным Э.) оснащаются несколькими дизельагрегатами и имеют мощность до 10 Мвт.
Передвижные дизельные Э. мощностью 25-150 квт
размещаются обычно в кузове автомобиля (полуприцепа) или на отдельных шасси либо на ж.-д. платформе, в вагоне. Дизельные Э. используются в сельском хозяйстве, в лесной промышленности, в поисковых партиях и т. п. в качестве основного, резервного или аварийного источника электропитания силовых и осветительных сетей. На транспорте дизельные Э. применяются как основные энергетические установки (дизель-электровозы, дизель-электроходы). Гидроэлектрическая станция (ГЭС) вырабатывает электроэнергию в результате преобразования энергии потока воды. В состав ГЭС входят гидротехнические сооружения (Плотина , водоводы, водозаборы и пр.), обеспечивающие необходимую концентрацию потока воды и создание Напор а,
и энергетическое оборудование (гидротурбины (См. Гидротурбина), Гидрогенератор ы,
распределительные устройства и т. п.). Сконцентрированный, направленный поток воды вращает гидротурбину и соединённый с ней электрический генератор. По схеме использования водных ресурсов и концентрации напоров ГЭС обычно подразделяют на русловые, приплотинные, деривационные, гидроаккумулирующие и приливные. Русловые и приплотинные ГЭС сооружают как на равнинных многоводных реках, так и на горных реках, в узких долинах. Напор воды создаётся плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уровень воды верхнего бьефа. В русловых ГЭС здание Э. с размещенными в нём гидроагрегатами является частью плотины. В деривационных ГЭС вода реки отводится из речного русла по водоводу (деривации (См. Деривация)),
имеющему уклон, меньший, чем средний уклон реки на используемом участке; деривация подводится к зданию ГЭС, где вода поступает на гидротурбины. Отработавшая вода либо возвращается в реку, либо подводится к следующей деривационной ГЭС. Деривационные ГЭС сооружают главным образом на реках с большим уклоном русла и, как правило, по совмещенной схеме концентрации потока (плотина и деривация совместно). Гидроаккумулирующая Э. (ГАЭС) работает в двух режимах: аккумулирования (энергия, получаемая от других Э., главным образом в ночные часы, используется для перекачки воды из нижнего водоёма в верхний) и генерирования (вода из верхнего водоёма по трубопроводу направляется к гидроагрегатам; вырабатываемая электроэнергия отдаётся в энергосистему). Наиболее экономичны мощные ГАЭС, сооружаемые вблизи крупных центров потребления электроэнергии; их основное назначение - покрывать пики нагрузки, когда мощности энергосистемы использованы полностью, и потреблять излишки электроэнергии в то время суток, когда другие Э. оказываются недогруженными. Приливные Э. (ПЭС) вырабатывают электроэнергию в результате преобразования энергии морских приливов. Электроэнергия ПЭС из-за периодического характера приливов и отливов может быть использована лишь совместно с энергией др. Э. энергосистемы, которые восполняют дефицит мощности ПЭС в пределах суток и месяца. Источником энергии на атомной Э. (АЭС) служит Ядерный реактор ,
где энергия выделяется (в виде тепла) вследствие цепной реакции деления ядер тяжёлых элементов. Выделившееся в ядерном реакторе тепло переносится теплоносителем, который поступает в теплообменник (парогенератор); образующийся пар используется так же, как на обычных паротурбинных Э. Существующие способы и методы дозиметрического контроля полностью исключают опасность радиоактивного облучения персонала АЭС. Ветроэлектростанция вырабатывает электроэнергию в результате преобразования энергии ветра. Основное оборудование станции - ветродвигатель и электрический генератор. Ветровые Э. сооружают преимущественно в районах с устойчивым ветровым режимом. Геотермическая Э. - паротурбинная Э., использующая глубинное тепло Земли. В вулканических районах термальные глубинные воды нагреваются до температуры свыше 100°С на сравнительно небольшой глубине, откуда они по трещинам в земной коре выходят на поверхность. На геотермических Э. пароводяная смесь выводится по буровым скважинам и направляется в сепаратор, где пар отделяется от воды; пар поступает в турбины, а горячая вода после химической очистки используется для нужд теплофикации. Отсутствие на геотермических Э. котлоагрегатов, топливоподачи, золоуловителей и т. п. снижает затраты на строительство такой Э. и упрощает её эксплуатацию. Э. с магнитогидродинамическим генератором (МГД-генератор) - установка для выработки электроэнергии прямым преобразованием внутренней энергии электропроводящей среды (жидкости или газа). В. А. Прокудин.
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия
.
1969-1978
.
Смотреть что такое "Электростанция" в других словарях:
Электростанция … Орфографический словарь-справочник
Электроста нция, 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 , гидроэлектрические станции , гидроаккумулирующие электростанции , атомные электростанции , а также приливные электростанции , ветроэлектростанции , геотермические электростанции и Э. с магнитогидродинамическим генератором .
Тепловые Э. (ТЭС) являются основой электроэнергетики ; они вырабатывают электроэнергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. По виду энергетического оборудования ТЭС подразделяют на паротурбинные, газотурбинные и дизельные Э.
Основное энергетическое оборудование современных тепловых паротурбинных Э. составляют котлоагрегаты , паровые турбины , турбогенераторы , а также пароперегреватели, питательные, конденсатные и циркуляционные насосы, конденсаторы , воздухоподогреватели, электрические распределительные устройства . Паротурбинные Э. подразделяются на конденсационные электростанции и теплоэлектроцентрали (теплофикационные Э.).
На конденсационных Э. (КЭС) тепло, полученное при сжигании топлива, передаётся в парогенераторе водяному пару, который поступает в конденсационную турбину , внутренняя энергия пара преобразуется в турбине в механическую энергию и затем электрическим генератором в электрический ток . Отработанный пар отводится в конденсатор, откуда конденсат пара перекачивается насосами обратно в парогенератор. КЭС, работающие в энергосистемах СССР, называются также ГРЭС .
В отличие от КЭС на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) перегретый пар не полностью используется в турбинах, а частично отбирается для нужд теплофикации. Комбинированное использование тепла значительно повышает экономичность тепловых Э. и существенно снижает стоимость 1 квт ·ч вырабатываемой ими электроэнергии.
В 50-70-х гг. в электроэнергетике появились электроэнергетические установки с газовыми турбинами . Газотурбинные установки в 25-100 Мвт используются в качестве резервных источников энергии для покрытия нагрузок в часы «пик» или в случае возникновения в энергосистемах аварийных ситуаций. Перспективно применение комбинированных парогазовых установок (ПГУ), в которых продукты сгорания и нагретый воздух поступают в газовую турбину, а тепло отработанных газов используется для подогрева воды или выработки пара для паровой турбины низкого давления.
Дизельной Э. называется энергетическая установка, оборудованная одним или несколькими электрическими генераторами с приводом от дизелей . На стационарных дизельных Э. устанавливаются 4-тактныс дизель-агрегаты мощностью от 110 до 750 Мвт; стационарные дизельные Э. и энергопоезда (по эксплуатационным характеристикам они относятся к стационарным Э.) оснащаются несколькими дизельагрегатами и имеют мощность до 10 Мвт. Передвижные дизельные Э. мощностью 25-150 квт размещаются обычно в кузове автомобиля (полуприцепа) или на отдельных шасси либо на ж.-д. платформе, в вагоне. Дизельные Э. используются в сельском хозяйстве, в лесной промышленности, в поисковых партиях и т. п. в качестве основного, резервного или аварийного источника электропитания силовых и осветительных сетей. На транспорте дизельные Э. применяются как основные энергетические установки (дизель-электровозы, дизель-электроходы).
Гидроэлектрическая станция (ГЭС) вырабатывает электроэнергию в результате преобразования энергии потока воды. В состав ГЭС входят гидротехнические сооружения (плотина , водоводы, водозаборы и пр.), обеспечивающие необходимую концентрацию потока воды и создание напора , и энергетическое оборудование (гидротурбины , гидрогенераторы , распределительные устройства и т. п.). Сконцентрированный, направленный поток воды вращает гидротурбину и соединённый с ней электрический генератор.
По схеме использования водных ресурсов и концентрации напоров ГЭС обычно подразделяют на русловые, приплотинные, деривационные, гидроаккумулирующие и приливные. Русловые и приплотинные ГЭС сооружают как на равнинных многоводных реках, так и на горных реках, в узких долинах. Напор воды создаётся плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уровень воды верхнего бьефа. В русловых ГЭС здание Э. с размещенными в нём гидроагрегатами является частью плотины. В деривационных ГЭС вода реки отводится из речного русла по водоводу (деривации ), имеющему уклон, меньший, чем средний уклон реки на используемом участке; деривация подводится к зданию ГЭС, где вода поступает на гидротурбины. Отработавшая вода либо возвращается в реку, либо подводится к следующей деривационной ГЭС. Деривационные ГЭС сооружают главным образом на реках с большим уклоном русла и, как правило, по совмещенной схеме концентрации потока (плотина и деривация совместно).
Гидроаккумулирующая Э. (ГАЭС) работает в двух режимах: аккумулирования (энергия, получаемая от других Э., главным образом в ночные часы, используется для перекачки воды из нижнего водоёма в верхний) и генерирования (вода из верхнего водоёма по трубопроводу направляется к гидроагрегатам; вырабатываемая электроэнергия отдаётся в энергосистему). Наиболее экономичны мощные ГАЭС, сооружаемые вблизи крупных центров потребления электроэнергии; их основное назначение - покрывать пики нагрузки, когда мощности энергосистемы использованы полностью, и потреблять излишки электроэнергии в то время суток, когда другие Э. оказываются недогруженными.
Приливные Э. (ПЭС) вырабатывают электроэнергию в результате преобразования энергии морских приливов. Электроэнергия ПЭС из-за периодического характера приливов и отливов может быть использована лишь совместно с энергией др. Э. энергосистемы, которые восполняют дефицит мощности ПЭС в пределах суток и месяца.
Источником энергии на атомной Э. (АЭС) служит ядерный реактор , где энергия выделяется (в виде тепла) вследствие цепной реакции деления ядер тяжёлых элементов. Выделившееся в ядерном реакторе тепло переносится теплоносителем, который поступает в теплообменник (парогенератор); образующийся пар используется так же, как на обычных паротурбинных Э. Существующие способы и методы дозиметрического контроля полностью исключают опасность радиоактивного облучения персонала АЭС.
Ветроэлектростанция вырабатывает электроэнергию в результате преобразования энергии ветра. Основное оборудование станции - ветродвигатель и электрический генератор. Ветровые Э. сооружают преимущественно в районах с устойчивым ветровым режимом.
Геотермическая Э. - паротурбинная Э., использующая глубинное тепло Земли. В вулканических районах термальные глубинные воды нагреваются до температуры свыше 100°С на сравнительно небольшой глубине, откуда они по трещинам в земной коре выходят на поверхность. На геотермических Э. пароводяная смесь выводится по буровым скважинам и направляется в сепаратор, где пар отделяется от воды; пар поступает в турбины, а горячая вода после химической очистки используется для нужд теплофикации. Отсутствие на геотермических Э. котлоагрегатов, топливоподачи, золоуловителей и т. п. снижает затраты на строительство такой Э. и упрощает её эксплуатацию.
Э. с магнитогидродинамическим генератором (МГД-генератор) - установка для выработки электроэнергии прямым преобразованием внутренней энергии электропроводящей среды (жидкости или газа).
Лит.: см. при статьях Атомная электростанция , Ветроэлектрическая станция , Гидроэлектрическая станция , Приливная электростанция . Тепловая паротурбинная электростанция , а также при ст. Наука (раздел Энергетическая наука и техника. Электротехника).
В. А. Прокудин.
