Теплового двигателя

Сети напряжением до 1000 В, прокладываемые непосредственно на территории (и в зданиях) потребителей, подразделяют на питающие, отходящие от источника питания (подстанции) к групповому распределительному пункту, и распределительные, непосредственно питающие электроприемники. Электростанции энергосистем подразделяются на тепловые и гидроэлектрические. Тепловые электростанции вырабатывают электроэнергию за счет тепла, получаемого при сжигании топлива или при ядерных реакциях (атомные). Гидростанции вырабатывают электроэнергию, используя энергию водных потоков на реках. Существуют станции, работающие на энергии морских приливов (приливные). Основными тепловыми станциями энергосистем являются паротурбинные, которые разделяются на конденсационные и теплофикационные станции (ТЭЦ).

Дублирующую мощность обычно устанавливают на ГЭС и, как правило, в тех случаях, когда сток реки мало зарегулирован. В этом случае установленная мощность ГЭС, выбранная по условиям межени, получилась бы сравнительно небольшой, в результате чего имелись бы неоправданно большие холостые сбросы воды (см. гл. 13). Это в свою очередь повлекло бы за собой не только потерю в выработке, но и удорожание установки, так как потребовалось бы расширить водосливный фронт плотины. Вместе с тем установка на ГЭС дополнительной мощности позволит получать сезонную энергию и соответствующее снижение выработки энергии тепловыми станциями, т. е. экономию топлива. Целесообразность

Однако перечисленные случаи рассмотрения каскадов ГЭС на станционном уровне управления не исчерпывают основные задачи регулирования каскадов, к которым в первую очередь относятся задачи перераспределения стока рек по сезонам, и соответствующее распределение нагрузки между гидравлическими и тепловыми станциями энергосистемы.

использования среднеинтервальных (режимных) характеристик ГЭС и ТЭС, а также совместным решением задач распределения нагрузки (выработки или средне-интервальной мощности) между гидравлическими и тепловыми станциями и планирования ремонтов их оборудования.

Преимуществами гидроэлектрических станций являются более простой процесс выработки электроэнергии, чем на тепловых электростанциях, более низкая себестоимость выработки электроэнергии и др. К недостаткам относятся более высокая стоимость сооружения станций (отнесенной к 1 кВт мощности) и длительные сроки сооружения по сравнению с тепловыми станциями.

Задачи оптимизации длительных режимов (за период времени в течение суток, месяца или сезона) в электроэнергетической системе с гидростанциями или тепловыми станциями при ограничениях на количество энергоносителя за период времени намного более сложны, чем задачи оптимизации текущих режимов. Распределение Р в энергосистеме с ГЭС имеет особенность, заключающуюся в том, что потребление энергоносителя (воды) в один момент времени зависит от потребления его в другие моменты времени. В этом случае оптимизация за период времени не может быть сведена к последовательности независимых задач оптимизации в каждый момент времени. Такие задачи не рассматриваются в данной главе. В дальнейшем будем говорить об оптимальных текущих режимах, опуская слово «текущий».

Оптимизация режима энергосистем по Р тепловых электростанций, или распределение активных мощностей между тепловыми станциями, позволяет найти активные мощности станций, соответствующие минимуму суммарного расхода условного топлива (стоимости) на тепловых электрических станциях с приближенным учетом потерь в сети при заданных нагрузках потребителей. Если не учитывать ограничения-неравенства на активные мощности станций и линий, то в математической постановке — это задача на условный экстремум, решаемая методом Лагранжа. При учете огра-ничений-неравенстз на Р станций и линий — это задача нелинейного программирования (см. § 13.3).

Пример 2-9. Рассмотрим теперь задачу экономического распределения мощностей в системе с п тепловыми станциями и одной гидростанцией с ограниченным в сутки суммарным расходом воды В.

Следует отметить, что условия регулирования частоты тепловыми станциями существенно улучшаются при автоматизации агрегатов тепловых цехов, благодаря которой резко повышается их к. п. д. в режиме переменных нагрузок, а также снижается опасность нарушений нормальной работы оборудования при глубоких изменениях нагрузки.

активной нагрузки между тепловыми станциями при

Таким образом, экономическое распределение нагрузок между тепловыми станциями системы имеет место при равенстве их относительных приростов.

Теплота, выделяемая в реакторе, может передаваться рабочему телу теплового двигателя (турбины) по одноконтурной ( 2.26, б), двухконтурной ( 2.26, 0) и трехконтурной ( 2.26, г) схемам.

Тепло, выделяющееся в реакторе, может передаваться рабочему телу теплового двигателя (турбины) по одноконтурной ( 3.45,6), двухконтурной ( 3.45,0) и трехконтурной ( 3.45, г) схемам.

Возможно, что когда-то удастся создать концентратор, который позволит хотя бы в южных широтах подогревать на ТА РТ (газ, воду) до высокой температуры, обеспечивая работу обычного теплового двигателя за счет солнечного тепла.

Таким образом, можно сказать, что уже во II—I вв. до н. э, была совершена тихая, почти не замеченная революция в принципах получения «движущей силы» — открыт и экспериментально проверен способ превращения тепла, получаемого от сжигания органического топлива, в механическую работу; более того, создана действующая модель, по существу, универсального теплового двигателя (эолопил). И если бы прогресс зависел только от научно-технических открытий, только от внутренней логики развития науки и техники, то промышленная революция XVII—XVIII вв., возможно, наступила бы на несколько столетий раньше...

Отвод определенного количества теплоты от рабочего тела к холодному источнику является необходимым условием осуществления цикла любого теплового двигателя. Обратное противоречит второму закону в формулировке Томпсона.

Для теплового двигателя с двумя источниками теплоты получаем

Как уже говорилось, основная проблема, которая связана с использованием сбросной теплоты, выделяемой при работе турбоагрегата по циклу Ренкина, состоит в том, что чересчур низкое ее качество делает невыгодным транспортировку теплоты на расстояние. Эту проблему можно решить, понизив КПД цикла Ренкина и вырабатывая меньше электроэнергии. Другой выход из положения — использование какого-либо иного теплового двигателя, при работе которого образуется более высококачественная теплота. Если эту теплоту использовать на месте, удастся одновременно решить обе проблемы, связанные и с обеспечением ее качества, и с транспортировкой.

Сто лет назад был широко распространен по существу всего один тип механического теплового двигателя— паровая машина. Сегодня она почти повсеместно заменена паровой турбиной — более совершенным и экономичным агрегатом. А в семействе тепловых двигателей соседствуют ракета и газовая турбина, дизель и турбореактивный двигатель.

28 февраля 1892 года он уже взял первый патент на новый двигатель. А еще через год выпустил книгу со смелым названием: «Теория и конструкция рационального теплового двигателя, призванного заменить паровую ма-

В частности, постулат немецкого ученого Клаузиуса состоит в том, что тепло не может переходить от холодного тела к теплому без компенсации. Сущность постулата английского ученого Том-сона заключается в том, что невозможно осуществить цикл теплового двигателя без переноса некоторого количества теплоты от источника теплоты с более высокой температурой к источнику с? более низкой температурой.

В теплоэлектрическом подвижном составе силу тяги на движущих колесах создают тяговые электродвигатели, питающиеся от теплоэлектриче-ской установки, расположенной на подвижном составе. Оборудование современного теплоэлектри-ческого подвижного состава состоит из теплового двигателя (обычно дизеля); генератора, вал которого механически соединен с валом теплового двигателя; тяговых электродвигателей, соединенных через редуктор с движущимися осями; тормозных устройств вспомогательного оборудования (вентиляторов, компрессоров, насоса, генератора управления, аккумуляторов и т.д.); аппаратов и приборов для управления и защиты оборудования.