ELEKTROWNIE CIEPLNE - 1
Obieg cieplny
Przetwarzanie energii odbywa się według modelu obiegu przedstawionego na rysunku:
Układ: temperatura - entropia jednostkowa Układ: ciśnienie - objętość
Z - źródło ciepła
CH - chłodnica
W - praca mechaniczna
E-A-B-C-F: q - energia pobrana ze źródła 6-4-1-2-5: rozprężanie
E-A-D-C-F: q0 - energia oddana do chłodnicy 6-4-3-2-5: sprężanie
A-B-C-D praca użyteczna W 1-2-3-4: rozprężanie - sprężanie =
= praca użyteczna W
Entropia
Źródło ciepła o temperaturze Tźr przekazuje czynnikowi o temperaturze Tc ciepło
w ilości Q
Tc
Źródło Czynnik
Czynnik rozpręża się izotermicznie przy temperaturze Tc
Zmiana entropii źródła:
Zmiana entropii czynnika:
Przyrost entropii:
Przepływ ciepła jest możliwy, gdy Tźr > Tc , dlatego warunek: ΔS > 0
Druga zasada termodynamiki:
w dużym systemie zamkniętym
(entropia wzrasta)
Obieg Carnota
Układ: ciśnienie - temperatura Układ: temperatura - entropia jednostkowa
1 - 2 izotermiczne pobieranie ciepła ze źródła o temperaturze T
2 - 3 izoentropowe rozprężanie
3 - 4 izotermiczne oddawanie ciepła chłodnicy o temperaturze T0
4 - 1 izoentropowe sprężanie
Sprawność:
Układy technologiczne elektrowni:
nawęglania i paliw ciekłych (rozładunek, składowanie, transport
paliwo - powietrze - spaliny
cieplny - główny obieg termodynamiczny
odprowadzania odpadów stałych
chłodzący - odprowadzenie ciepła skraplania
elektryczny
przygotowania wody
Przykładowe dane turbogeneratorów:
Typ |
Moc [MW] |
Moment bezwładności [kg.m2] |
TW-5--2 |
62,5 |
3375 |
TGH-120 |
150 |
3832 |
TWW-200-2 |
235,5 |
5600 |
GTHW-360 |
426 |
8075 |
TWW-500-2 |
588 |
10000 |
Chłodzenie generatorów:
generatory małej mocy: powietrzne
generatory średniej mocy: wodór 0,4 MPa
generatory dużej mocy: * uzwojenie stojana: czysta woda, rezystywność ρ < 50 [kΩ.m],
prędkość 1 ÷ 2 [m/s]
* wirnik, korpus stojana: wodór
Przykład: generator GTHW-360, przy obciążeniu znamionowym strumień wody 0,014 m3/s, chłodzenie odbiera z uzwojenia stojana ciepło o mocy 1290 kW, wodór w ilości 38 m3s odbiera ciepło o mocy 3950 kW
Sprawność generatora GTHW-360:
obciążenie 200 MW, cos ϕ = 0,8, η = 0,983
obciążenie 400 MW, cos ϕ = 0,8, η = 0,982
Napięcie znamionowe generatora: 22 kV
Wyprowadzenie mocy z elektrowni
system pełnych bloków: generator - transformator blokowy - linia napowietrzna
wyprowadzenie bezpośrednio do stacji
Przykładowe dane transformatorów blokowych
S [MVA] |
Przekładnia |
Napięcie zwarcia [%] |
60 |
10,5 / 121 |
10,5 |
130 |
13,8 / 245 |
13,0 |
150 |
13,8 / 125 |
10,7 |
240 |
15,75 / 126,5 |
11,4 |
240 |
15,75 / 257,5 |
12,85 |
426 |
22 / 250 |
12,5 |
3 x 200 |
20 / 250 |
13,0 |
1
1
Elektrownie cieplne_11_12_1
A
B
C
D
E
F
Z
CH
T
To
P
T
1
2
3
4
5
6
w
q
qo
υ
s
T > To
Tźr
T
1
2
T
To
P
s
υ
υ1
υ3
s1
s3
2
3
4
1
3
4
~
~
~