第1章 發(fā)電廠電氣部分

1、第第1章章 能源和發(fā)電能源和發(fā)電第一章第一章 能源和發(fā)電能源和發(fā)電 能源：是能量的來源或源泉，即指人類取得能量的來源。能源：是能量的來源或源泉，即指人類取得能量的來源。 能源形式多樣，有如下四種分類方法：能源形式多樣，有如下四種分類方法：1 1、按獲得的方法分、按獲得的方法分一次能源：自然界中現(xiàn)成存在，可直接取一次能源：自然界中現(xiàn)成存在，可直接取用。如煤、石油、水能、風能、太陽能等用。如煤、石油、水能、風能、太陽能等二次能源：指由一次能源經(jīng)過加工而轉二次能源：指由一次能源經(jīng)過加工而轉換成的另一種形態(tài)的能源。換成的另一種形態(tài)的能源。 常規(guī)能源：已經(jīng)被人們廣泛利用的能源常規(guī)能源：已經(jīng)被人們廣泛利用

2、的能源 新能源：新能源： 用新發(fā)展的技術開發(fā)，并采用新發(fā)展的技術開發(fā)，并采用先進的方法加以廣泛利用用先進的方法加以廣泛利用的能源。的能源。2 2、按被利用的程度分、按被利用的程度分1.1 1.1 能源和電能能源和電能可再生能源：不斷再生并有規(guī)律地得到可再生能源：不斷再生并有規(guī)律地得到補充的能源補充的能源3 3、按能否再生分、按能否再生分非再生能源：非再生能源：隨人類的利用而越來越少，隨人類的利用而越來越少，總有枯竭之時的能源?？傆锌萁咧畷r的能源。直接儲存的能源，直接儲存的能源， 如煤、石油、天然氣等。如煤、石油、天然氣等。4 4、按能源本身的、按能源本身的性質性質無法直接儲存的能源，無法直接儲

3、存的能源， 如如水能、風能、電能等。水能、風能、電能等。1.1 1.1 能源和電能能源和電能我國的能源資源情況我國的能源資源情況1.煤炭資源：煤炭資源：按探明可采儲量看位居世界第三位，但人均按探明可采儲量看位居世界第三位，但人均占有量低（人均占有量約為占有量低（人均占有量約為234.4t，而世界人均占有量，而世界人均占有量為為312.7t，美國人均占有量更高達，美國人均占有量更高達1045t）。）。2.水能資源：水能資源：不論是蘊藏量（不論是蘊藏量（6.76億億kw），還是可能開發(fā)），還是可能開發(fā)量（量（3.78億億kw，年發(fā)電量，年發(fā)電量1.92x104億億kw.h）在世界各國）在世界各國中

4、均居第一位。中均居第一位。3.石油資源：石油資源：截至截至2002年年底，石油累計探明可采儲量年年底，石油累計探明可采儲量63.95億噸億噸居世界第居世界第12位位，人均石油剩余可采儲量，人均石油剩余可采儲量1.87噸噸，相當于世界人均水平的，相當于世界人均水平的7.8%，屬，屬“貧油大國貧油大國”。1.1 1.1 能源和電能能源和電能4、天然氣資源：、天然氣資源：可采儲量居世界第可采儲量居世界第17位位，僅相當于世界，僅相當于世界人均水平的人均水平的5%，屬于名副其實的，屬于名副其實的“貧氣大國貧氣大國”。5、核能資源：、核能資源：可供可供4000萬萬KW核電廠運行核電廠運行30年（年（20

5、06年年已投已投780萬萬KW ，2020年可達年可達4000萬萬KW ）1.1 1.1 能源和電能能源和電能我國的能源資源情況我國的能源資源情況v電能是一種二次能源，是在各種發(fā)電廠內由其它電能是一種二次能源，是在各種發(fā)電廠內由其它 能源（比如煤、水等天然能源）轉換而來的。能源（比如煤、水等天然能源）轉換而來的。電能：電能：電能的特點：電能的特點：l便于大規(guī)模生產(chǎn)和遠距離輸送便于大規(guī)模生產(chǎn)和遠距離輸送l方便轉換和易于控制方便轉換和易于控制l損耗小損耗小l效率高效率高l無氣體和噪聲污染無氣體和噪聲污染1.1 1.1 能源和電能能源和電能v發(fā)電廠是把各種天然能源，如煤炭、水能、核能等發(fā)電廠是把各種

6、天然能源，如煤炭、水能、核能等 轉換成電能的工廠。轉換成電能的工廠。v根據(jù)發(fā)電廠所使用的一次能源的不同，發(fā)電廠可分根據(jù)發(fā)電廠所使用的一次能源的不同，發(fā)電廠可分 為：為：發(fā)電廠發(fā)電廠-能量轉換站能量轉換站l火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠l水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠l核發(fā)電廠核發(fā)電廠1.1 1.1 能源和電能能源和電能1. 一次能源（燃料）一次能源（燃料） 主要是煤，還有石油、天然氣。主要是煤，還有石油、天然氣。2. 主要設備主要設備 鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及各種輔機。鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及各種輔機。3. 生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程 燃料在鍋爐里燃燒燃料在鍋爐里燃燒使水變成蒸汽使水變成蒸汽推動汽輪機推動汽輪機轉子旋轉轉子旋轉

7、帶動發(fā)電機轉子旋轉帶動發(fā)電機轉子旋轉發(fā)電機產(chǎn)生電發(fā)電機產(chǎn)生電能能 化學能化學能熱能熱能機械能機械能電能電能用煤、石油和天然氣作為燃料的發(fā)電廠。用煤、石油和天然氣作為燃料的發(fā)電廠。1.2 1.2 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠火電廠的分類火電廠的分類按燃料分類：按燃料分類：按蒸汽壓力按蒸汽壓力和溫度分類和溫度分類燃煤電廠、燃油電廠、燃氣電廠、余熱電廠燃煤電廠、燃油電廠、燃氣電廠、余熱電廠中低壓電廠：中低壓電廠：蒸汽壓力蒸汽壓力3.923.92MPaMPa，溫度溫度450 450 ，單機小于，單機小于2525MWMW高壓電廠：高壓電廠：9.99.9MPaMPa，540 540 ，小于，小于100100MWM

8、W超高壓電廠：超高壓電廠：13.8313.83MPaMPa，540/ 540 540/ 540 ，小于，小于200200MWMW，中間再熱鍋爐中間再熱鍋爐亞臨界壓力電廠：亞臨界壓力電廠：16.7716.77MPaMPa，540/ 540 540/ 540 ，300 300 1000 1000MWMW超臨界壓力電廠：超臨界壓力電廠：21.1121.11MPaMPa，550/550 550/550 ，600600、800800MWMW及及以上及及以上1.2 1.2 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠按原動機分類按原動機分類按輸出能源分類按輸出能源分類按裝機容量分類按裝機容量分類凝汽式汽輪機電廠凝汽式汽輪機電廠燃

9、氣輪機電廠燃氣輪機電廠內燃機電廠內燃機電廠蒸汽蒸汽-燃氣輪機電廠燃氣輪機電廠凝汽式發(fā)電廠（效率凝汽式發(fā)電廠（效率30%30%40%40%）熱電廠（效率熱電廠（效率60%60%70%70%）小容量電廠小容量電廠: 單機單機100MW以下以下 中容量電廠中容量電廠: 100250MW大中容量電廠大中容量電廠: 2501000MW大容量電廠大容量電廠: 1000MW以上以上火電廠的分類火電廠的分類1.2 1.2 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠1.1.凝汽式汽輪機發(fā)電廠（主力電廠）凝汽式汽輪機發(fā)電廠（主力電廠）容量大，靠近燃料產(chǎn)區(qū)（坑口、礦口），燃燒劣質煤。容量大，靠近燃料產(chǎn)區(qū)（坑口、礦口），燃燒劣質煤。電能經(jīng)

10、高壓或超高壓線路送往負荷中心。單純供電。電能經(jīng)高壓或超高壓線路送往負荷中心。單純供電。v特點：特點：q效率低：效率低：303040401.2 1.2 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠水循環(huán)使用，即在汽輪機內作功后，蒸汽全部排入凝水循環(huán)使用，即在汽輪機內作功后，蒸汽全部排入凝汽器冷卻成水，又重新送回鍋爐。蒸汽中含有的大量汽器冷卻成水，又重新送回鍋爐。蒸汽中含有的大量熱量被浪費。熱量被浪費。凝汽式汽輪機發(fā)電廠凝汽式汽輪機發(fā)電廠2.2.熱電廠（幾十到幾百熱電廠（幾十到幾百MWMW的機組）的機組）容量中小，靠近城市和負荷中心。電能在滿足地容量中小，靠近城市和負荷中心。電能在滿足地方需求后，經(jīng)高壓線路送進電網(wǎng)。方需

11、求后，經(jīng)高壓線路送進電網(wǎng)。既供電又供熱。既供電又供熱。在汽輪機中段抽出已作功蒸汽，或直接供熱給熱在汽輪機中段抽出已作功蒸汽，或直接供熱給熱用戶（化工、紡織、造紙、制藥、公用事業(yè)和居用戶（化工、紡織、造紙、制藥、公用事業(yè)和居民取暖等），或送給水加熱器將水加熱供給用戶。民取暖等），或送給水加熱器將水加熱供給用戶。q效率高：效率高：1.2 1.2 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠v特點：特點：可達可達60607070。但運行方式不如凝汽式電廠靈活，。但運行方式不如凝汽式電廠靈活，因為需根據(jù)熱需求調整出力。因為需根據(jù)熱需求調整出力。內蒙古烏海熱電廠內蒙古烏海熱電廠 3.3.燃氣輪機發(fā)電廠燃氣輪機發(fā)電廠n用燃氣輪機

12、或燃氣用燃氣輪機或燃氣- -蒸汽聯(lián)合循環(huán)中的燃氣輪機蒸汽聯(lián)合循環(huán)中的燃氣輪機和汽輪機驅動發(fā)電機的發(fā)電廠和汽輪機驅動發(fā)電機的發(fā)電廠 。n可燃用液體燃料或氣體燃料。可燃用液體燃料或氣體燃料。 n燃氣輪機的工作原理與汽輪機相似，不同的是燃氣輪機的工作原理與汽輪機相似，不同的是其工質不是蒸汽，而是其工質不是蒸汽，而是高溫高壓氣體高溫高壓氣體 。 1.2 1.2 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠燃氣輪機發(fā)電廠燃氣輪機發(fā)電廠火電廠的生產(chǎn)設備及原理火電廠的生產(chǎn)設備及原理n主要設備：主要設備：1.2 1.2 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠鍋爐鍋爐汽輪機汽輪機發(fā)電機發(fā)電機各種輔機各種輔機n礦物燃料的化學能礦物燃料的化學能-熱能熱能-

13、機械能機械能-電能電能 輸煤系統(tǒng)輸煤系統(tǒng)輸煤皮帶輸煤皮帶輸煤棧道輸煤棧道磨煤機磨煤機給粉機給粉機汽輪機管道汽輪機管道汽輪機汽輪機控制臺控制臺操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)鍋爐鍋爐晾水塔晾水塔鍋爐鍋爐送風機送風機機爐控制室機爐控制室發(fā)電機發(fā)電機發(fā)電機發(fā)電機單元控制室單元控制室保護屏保護屏模擬屏模擬屏電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)變電站變電站互感器互感器網(wǎng)控室網(wǎng)控室主變壓器主變壓器裝機容量430萬kW的發(fā)電廠，煤耗率按360g/(KWh)計，每天需用標準煤10368t。煤粉由可調節(jié)的給粉機給粉機，按鍋爐需要送入一次風管，同時由旋風分離器旋風分離器送來的氣體，由排粉風機排粉風機提高壓力后作為一次風將進入一次風管的煤粉經(jīng)噴燃器噴

14、入鍋爐爐膛內燃燒。燃燒系統(tǒng)運煤系統(tǒng)磨煤系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)風煙系統(tǒng)灰渣系統(tǒng) 懸浮燃燒爐懸浮燃燒爐：將煤粉噴入鍋爐爐膛內，火焰呈旋轉狀燃燒上升。 自然循環(huán)汽包爐自然循環(huán)汽包爐：靠爐外冷水下降而爐內水冷壁管中熱水自然上升的鍋爐。 強制循環(huán)鍋爐強制循環(huán)鍋爐：當壓力高到（亞臨界）16.6617.64MPa時，在自然循環(huán)回路中加裝循環(huán)泵。直流鍋爐直流鍋爐：當壓力超過18.62 MPa時（超臨界或超超臨界）。煤從原煤倉落入煤斗，由給煤機送入磨煤機磨煤機磨成煤粉，并經(jīng)空氣預熱器來的一次風烘干并帶至粗粉分離器；在粗粉分離器粗粉分離器中，將不合格的粗粉分離返回磨煤機再磨制，合格的細煤粉被一次風帶入旋風分離器，使煤粉與空

15、氣分離后進入煤粉倉。一、燃燒系統(tǒng)的作用及組成一、燃燒系統(tǒng)的作用及組成汽水系統(tǒng)給水系統(tǒng)補充給水系統(tǒng)循環(huán)水系統(tǒng)為了將汽輪機中作過功后排入凝汽器凝汽器中的乏汽冷卻凝結成水，需由循環(huán)水泵從涼水塔涼水塔抽取大量的冷卻水送入凝汽器。冷卻水吸收乏汽的熱量后再回到?jīng)鏊鏊鋮s，冷卻水是循環(huán)使用的。在汽水循環(huán)過程中，難免有汽、水泄漏等損失，為維持汽水循環(huán)的正常進行，必須不斷地向系統(tǒng)補充經(jīng)過化學處理的軟化水軟化水，這些補充給水一般補入除氧器除氧器或凝汽器凝汽器中。二、汽水系統(tǒng)的作用及組成二、汽水系統(tǒng)的作用及組成電氣系統(tǒng)發(fā)電機勵磁裝置廠用電系統(tǒng)升壓變電站三、電氣系統(tǒng)的作用及組成三、電氣系統(tǒng)的作用及組成機械能變?yōu)?/p>

16、電能機械能變?yōu)殡娔躰優(yōu)點：優(yōu)點：n布局靈活，裝機容量的大小可按需要決定；布局靈活，裝機容量的大小可按需要決定；n一次投資較小，建設周期較短。一次投資較小，建設周期較短。n缺點：缺點：n耗煤量大，發(fā)電成本高；耗煤量大，發(fā)電成本高；n動力設備繁多，控制操作復雜，運行費用高；動力設備繁多，控制操作復雜，運行費用高；n啟動時間長啟動時間長( (幾小時到十幾小時幾小時到十幾小時) )，啟停費用高；，啟停費用高；n擔負調峰、調頻時，煤耗增加、事故增多；擔負調峰、調頻時，煤耗增加、事故增多；n對空氣和環(huán)境的污染大。對空氣和環(huán)境的污染大?；鹆Πl(fā)電廠火力發(fā)電廠優(yōu)缺點優(yōu)缺點1.3 1.3 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠深圳

17、媽灣電廠深圳媽灣電廠埃迪斯通電廠（美）埃迪斯通電廠（美）尼德奧森電廠（德）尼德奧森電廠（德）1. 一次能源一次能源 水的位能或動能水的位能或動能2. 主要設備主要設備 壓力水管、水輪機、發(fā)電機壓力水管、水輪機、發(fā)電機3. 生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程 高處的水經(jīng)壓力水管高處的水經(jīng)壓力水管推動水輪機轉子旋轉推動水輪機轉子旋轉帶動發(fā)電機轉子旋轉帶動發(fā)電機轉子旋轉發(fā)電機發(fā)出電能發(fā)電機發(fā)出電能 位能或動能位能或動能機械能機械能電能電能把水的勢能和動能轉換成電能的工廠把水的勢能和動能轉換成電能的工廠水輪機為原動機水輪機為原動機1.3 1.3 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠發(fā)電原理水力發(fā)電廠發(fā)電原理1.3 1.3 水

18、力發(fā)電廠水力發(fā)電廠n計算公式：計算公式：9.8PQH3:():(/ ):( ):PkWQmsHm水電廠的發(fā)電容量水輪機中水的流量水電廠的水位落差，也稱為水頭水輪發(fā)電機組的效率，0.8 0.85水電廠的發(fā)電容量水電廠的發(fā)電容量1.3 1.3 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠堤壩式堤壩式引水式引水式混合式混合式壩后式壩后式河床式河床式水電站的分類水電站的分類水電廠水電廠按集中落差方式分類：按集中落差方式分類：按徑流調節(jié)的程度分類：按徑流調節(jié)的程度分類：水電廠水電廠有調節(jié)水電廠有調節(jié)水電廠無調節(jié)水電廠無調節(jié)水電廠日調節(jié)水電廠日調節(jié)水電廠年調節(jié)水電廠年調節(jié)水電廠多年調節(jié)水電廠多年調節(jié)水電廠1.3 1.3 水力發(fā)電

19、廠水力發(fā)電廠堤堤壩壩式式壩后式壩后式河床式河床式建在河水中上游山區(qū)峽谷地段。單獨筑壩，壩身建在河水中上游山區(qū)峽谷地段。單獨筑壩，壩身高，水位高，廠房建在壩后，不承受水壓。高，水位高，廠房建在壩后，不承受水壓。特點：形成蓄水庫，以調節(jié)流量，引用流量大，特點：形成蓄水庫，以調節(jié)流量，引用流量大，電站規(guī)模大，綜合效益高。電站規(guī)模大，綜合效益高。 三門峽、劉家峽、白山、丹江口水電站三門峽、劉家峽、白山、丹江口水電站 適用于平原上河床平緩地區(qū)，落差小，廠房和壩適用于平原上河床平緩地區(qū)，落差小，廠房和壩建在一起，構成攔河建筑物的一個組成部分。廠建在一起，構成攔河建筑物的一個組成部分。廠房承受上游水的壓力，

20、起擋水作用。房承受上游水的壓力，起擋水作用。 特點是：水頭低（小于特點是：水頭低（小于3040米）；擋水建筑物米）；擋水建筑物長。長。 葛洲壩、西津水電廠葛洲壩、西津水電廠 1.3 1.3 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠混混合合式式根據(jù)河流特點建造的兼有堤壩式和引水式兩種根據(jù)河流特點建造的兼有堤壩式和引水式兩種特點的水電廠。特點的水電廠。 引引水水式式在河流上游，當河床坡度較大時，可以借助在河流上游，當河床坡度較大時，可以借助坡降較小的引水道（修建隧洞和渠道）引水，坡降較小的引水道（修建隧洞和渠道）引水，用以集中水頭，以獲取最大落差。用以集中水頭，以獲取最大落差。特點是：水頭較高（最高為特點是：水頭較高

21、（最高為1020米），流量米），流量小，無蓄水池調節(jié)流量；綜合利用價值低，小，無蓄水池調節(jié)流量；綜合利用價值低，電站規(guī)模也較小。電站規(guī)模也較小。 1.3 1.3 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠(1)(1)壩后式水電廠壩后式水電廠n發(fā)電機廠房建在壩后，全部水頭的壓力由壩體承受，水庫發(fā)電機廠房建在壩后，全部水頭的壓力由壩體承受，水庫的水由壓力水管引入廠房，推動水輪發(fā)電機發(fā)電。的水由壓力水管引入廠房，推動水輪發(fā)電機發(fā)電。n壓力管道通過壩體，適用于高、中水頭。壓力管道通過壩體，適用于高、中水頭。 1.3 1.3 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠 壩后式在我國應用較多，如三門峽、劉家峽、壩后式在我國應用較多，如三門峽、劉家峽

22、、白山、丹江口等水電廠均屬此類。白山、丹江口等水電廠均屬此類。特點：形成蓄水庫，以調節(jié)流量，引用流量大，電站特點：形成蓄水庫，以調節(jié)流量，引用流量大，電站規(guī)模大，綜合效益高。規(guī)模大，綜合效益高。三峽水電站三峽水電站u三峽大壩采用三峽大壩采用混凝重力壩，壩混凝重力壩，壩長長(2309m(2309m，壩頂，壩頂總長總長3035m3035m，總，總投資約投資約20392039億。億。三峽電站三峽電站n 26臺臺700MW的水的水輪發(fā)電機組，總裝輪發(fā)電機組，總裝機容量機容量18200MW。n三峽電站分為左岸三峽電站分為左岸和右岸電站，左、和右岸電站，左、右岸電站又各分為右岸電站又各分為兩個電廠。兩個電

23、廠。n其中，左一電廠裝其中，左一電廠裝機機8臺，出線臺，出線5回；回；左二電廠裝機左二電廠裝機6臺，臺，出線出線3回；右一、右回；右一、右二電廠裝機均為二電廠裝機均為6臺，臺，出線分別為出線分別為4回和回和3回。回。 三峽左岸廠房外部全貌三峽左岸廠房外部全貌三峽左岸電站廠房全貌三峽左岸電站廠房全貌(2)(2)河床式水電廠河床式水電廠n發(fā)電機廠房和擋水堤連成一體，廠房也起擋水作用。由于發(fā)電機廠房和擋水堤連成一體，廠房也起擋水作用。由于廠房修建在河床中，故稱河床式。廠房修建在河床中，故稱河床式。特點是：水頭低（小于特點是：水頭低（小于3040米）；擋水建筑物長。米）；擋水建筑物長。 1.3 1.3

24、 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠河床式水電廠河床式水電廠葛洲壩水電廠、西津電廠屬于這一類。葛洲壩水電廠、西津電廠屬于這一類。2.2.引水式水電廠引水式水電廠n建在山區(qū)水流湍急的河道上或河床坡度較陡的地段，由引建在山區(qū)水流湍急的河道上或河床坡度較陡的地段，由引水渠道提供水頭，一般不需要修建堤壩，或只修低堰，適水渠道提供水頭，一般不需要修建堤壩，或只修低堰，適用于水頭比較高的情況。用于水頭比較高的情況。 由引水系統(tǒng)將天然河道的落差集中進行發(fā)電的水電站由引水系統(tǒng)將天然河道的落差集中進行發(fā)電的水電站 。特點：特點：水頭較高（最水頭較高（最高為高為1020米），流量米），流量小，無蓄水池調節(jié)流小，無蓄水池調節(jié)流量

25、；綜合利用價值低，量；綜合利用價值低，電站規(guī)模也較小。電站規(guī)模也較小。 1.3 1.3 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠n工作原理：工作原理：n以一定水量作為能量載體，通過能量轉換向電力以一定水量作為能量載體，通過能量轉換向電力系統(tǒng)提供電能。系統(tǒng)提供電能。n必須兼?zhèn)涑樗桶l(fā)電兩類設施。必須兼?zhèn)涑樗桶l(fā)電兩類設施。3. 抽水蓄能式水電廠抽水蓄能式水電廠 利用深夜或豐水期剩余利用深夜或豐水期剩余電力，使水輪機以水泵方式電力，使水輪機以水泵方式工作，將下游的水抽到高水工作，將下游的水抽到高水位蓄水池內，再在需要時用位蓄水池內，再在需要時用來發(fā)電，作負荷調峰之用。來發(fā)電，作負荷調峰之用。1.3 1.3 水力發(fā)電廠

26、水力發(fā)電廠n抽水，蓄能：抽水，蓄能：n在在電力負荷低谷電力負荷低谷時時（或豐水期）（或豐水期）n將下游水庫中的水將下游水庫中的水抽到上游水庫，以抽到上游水庫，以位能形式儲存起來位能形式儲存起來1.3 1.3 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠抽水蓄能電站工作原理抽水蓄能電站工作原理n放水，發(fā)電：放水，發(fā)電：n在電力負荷高峰時在電力負荷高峰時（或枯水期）（或枯水期）n將上游水庫中的水將上游水庫中的水放出來，驅動水輪放出來，驅動水輪發(fā)電機組發(fā)電，并發(fā)電機組發(fā)電，并送往電力系統(tǒng)，這送往電力系統(tǒng)，這時用以發(fā)電的水又時用以發(fā)電的水又回到下游水庫?；氐较掠嗡畮?。1.3 1.3 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠抽水蓄能電站工作原理抽

27、水蓄能電站工作原理抽水蓄能電站的功能及作用抽水蓄能電站的功能及作用在系統(tǒng)中的作用在系統(tǒng)中的作用 調峰調峰 填谷填谷備用備用調頻調頻調相調相功能功能降低電力系統(tǒng)的燃料消耗降低電力系統(tǒng)的燃料消耗提高火電設備利用率提高火電設備利用率可作為發(fā)電成本低的峰荷電源可作為發(fā)電成本低的峰荷電源對環(huán)境沒污染且能美化環(huán)境對環(huán)境沒污染且能美化環(huán)境可用于蓄能可用于蓄能1.3 1.3 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠十三陵抽水蓄能電站十三陵抽水蓄能電站2003年，十三陵蓄能電站經(jīng)過進一步的技術改造，實現(xiàn)年，十三陵蓄能電站經(jīng)過進一步的技術改造，實現(xiàn)了無人值班。了無人值班。2008年北京奧運會期間，十三陵抽水蓄能電站再次發(fā)揮年北京奧運

28、會期間，十三陵抽水蓄能電站再次發(fā)揮巨大作用。巨大作用。n優(yōu)點：優(yōu)點：n發(fā)電成本低發(fā)電成本低n對環(huán)境沒有污染對環(huán)境沒有污染n運行靈活方便，調峰、調頻和緊急備用運行靈活方便，調峰、調頻和緊急備用n可防洪、灌溉、航運等可防洪、灌溉、航運等n缺點：缺點：n一次投資大一次投資大n建設周期長建設周期長n受水文氣象影響受水文氣象影響n淹沒土地、移民搬遷等淹沒土地、移民搬遷等1.3 1.3 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠 基本原理同火力發(fā)電廠，只基本原理同火力發(fā)電廠，只不過是用不過是用核反應堆和蒸發(fā)器核反應堆和蒸發(fā)器代替代替了火力發(fā)電廠的鍋爐設備。了火力發(fā)電廠的鍋爐設備。一個一個1000MW的火電廠一天燃煤的火電廠一天

29、燃煤9600t，同樣大的核電，同樣大的核電廠只要廠只要3.3kg的的U235。一座一座100萬萬kW的火電廠，每年約需的火電廠，每年約需300400萬萬t原煤，原煤，采用采用3%的濃縮鈾的濃縮鈾-235作燃料僅需作燃料僅需28t。1.4 1.4 核能發(fā)電廠核能發(fā)電廠1. 一次能源一次能源 核能（核蒸汽發(fā)生系統(tǒng)代替鍋爐生產(chǎn)蒸汽系統(tǒng)）核能（核蒸汽發(fā)生系統(tǒng)代替鍋爐生產(chǎn)蒸汽系統(tǒng)）2. 主要設備主要設備 核反應堆、蒸汽發(fā)生器、汽輪機、發(fā)電機核反應堆、蒸汽發(fā)生器、汽輪機、發(fā)電機 3. 生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程 核燃料在核反應堆中裂變產(chǎn)生熱能核燃料在核反應堆中裂變產(chǎn)生熱能產(chǎn)生蒸產(chǎn)生蒸汽汽推動汽輪機轉子旋轉推動汽輪機

30、轉子旋轉帶動發(fā)電機轉子帶動發(fā)電機轉子旋轉旋轉發(fā)電機發(fā)出電能發(fā)電機發(fā)出電能 原子能原子能熱能熱能機械能機械能電能電能1.4 1.4 核能發(fā)電廠核能發(fā)電廠核能發(fā)電廠分類核能發(fā)電廠分類核能核能裂變能裂變能：一定能量的中子撞擊重金屬元素的核（鈾、钚）一定能量的中子撞擊重金屬元素的核（鈾、钚）聚變能聚變能：不同氫元素的原子核進行聚合（氘、氚）不同氫元素的原子核進行聚合（氘、氚）反應堆反應堆熱中子反應堆熱中子反應堆：鈾鈾235為燃料，低中子撞擊。為燃料，低中子撞擊?？熘凶臃磻芽熘凶臃磻眩衡欌?38、钚、钚239為燃料，高速、高能為燃料，高速、高能 中子撞擊，效率高。中子撞擊，效率高。中子鈾核鍶核氙核漏

31、失或消耗掉的中子可用于裂變的中子U235裂變反應：鏈式反應1.4 1.4 核能發(fā)電廠核能發(fā)電廠按減速劑分按減速劑分輕水堆（輕水堆（86%）壓力堆（壓力堆（PWR）：）：3/4沸水堆（沸水堆（BWR）重水堆重水堆石墨冷卻堆石墨冷卻堆秦山核電站秦山核電站（30+2*60+2*70萬萬kW） 國家自己設計制造國家自己設計制造大亞灣大亞灣（2*90萬萬kW） 引進技術引進技術核能發(fā)電廠分類核能發(fā)電廠分類1.4 1.4 核能發(fā)電廠核能發(fā)電廠n壓水堆核電廠：壓水堆核電廠：u用高壓輕水作慢化劑、冷卻劑，用高壓輕水作慢化劑、冷卻劑，一回路系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)分開一回路系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)分開1.4 1.4 核能發(fā)電廠

32、核能發(fā)電廠一回路系統(tǒng)一回路系統(tǒng)一回路系統(tǒng)一回路系統(tǒng)中壓力為中壓力為15MPa15MPa的高壓水被冷卻的高壓水被冷卻劑主泵送進反應堆，吸劑主泵送進反應堆，吸收燃料元件的釋熱后，收燃料元件的釋熱后，進入蒸汽發(fā)生器下部的進入蒸汽發(fā)生器下部的U U形管內，將熱量傳給形管內，將熱量傳給二回路系統(tǒng)的水，再返二回路系統(tǒng)的水，再返回冷卻劑主泵入口，形回冷卻劑主泵入口，形成一個閉合回路。成一個閉合回路。 1.4 1.4 核能發(fā)電廠核能發(fā)電廠二回路系統(tǒng)二回路系統(tǒng)的水在的水在U U形管外形管外部流過，吸收一回路系統(tǒng)部流過，吸收一回路系統(tǒng)的水的熱量后沸騰，產(chǎn)生的水的熱量后沸騰，產(chǎn)生的蒸汽進入汽輪機的高壓的蒸汽進入汽輪

33、機的高壓缸做功；缸做功；高壓缸的排汽經(jīng)再熱器再高壓缸的排汽經(jīng)再熱器再熱提高溫度后，再進入汽熱提高溫度后，再進入汽輪機的低壓缸做功；輪機的低壓缸做功；膨脹做功后的蒸汽在凝汽膨脹做功后的蒸汽在凝汽器中被凝結成水，再送回器中被凝結成水，再送回蒸汽發(fā)生器，形成一個閉蒸汽發(fā)生器，形成一個閉合回路。合回路。二回路系統(tǒng)二回路系統(tǒng)1.4 1.4 核能發(fā)電廠核能發(fā)電廠n沸水堆核電廠：沸水堆核電廠：1.4 1.4 核能發(fā)電廠核能發(fā)電廠中央那個立式中央那個立式設備就是設備就是反應反應堆壓力容器堆壓力容器，四個躺著的是四個躺著的是蒸汽發(fā)生器蒸汽發(fā)生器，后面那個立式后面那個立式設備是設備是穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器，四個露頭的是四個

34、露頭的是主泵主泵。 1.4 1.4 核能發(fā)電廠核能發(fā)電廠大亞灣核電站大亞灣核電站 優(yōu)點優(yōu)點: 可節(jié)省煤、石油和天然氣及運輸費用；可節(jié)省煤、石油和天然氣及運輸費用； 無需空氣助燃，可建在地下、水下、山上；無需空氣助燃，可建在地下、水下、山上； 核電比火電壽命長核電比火電壽命長30年。年。缺點缺點: 投資大；投資大； 核電核電 ：1.11.65萬元萬元/kw；火電：火電：4000元元/kw 建設周期長。建設周期長。 核電：核電：70個月個月；火電：；火電：30個月個月1.4 1.4 核能發(fā)電廠核能發(fā)電廠太陽能發(fā)電太陽能發(fā)電 風力發(fā)電風力發(fā)電 潮汐發(fā)電潮汐發(fā)電 地熱發(fā)電地熱發(fā)電 生物質能發(fā)電生物質能發(fā)電 磁流體發(fā)電磁流體發(fā)電 1.5 1.5 新能源發(fā)電新能源發(fā)電1 1、太陽能發(fā)電、太陽能發(fā)電太陽能光熱發(fā)電太陽能光熱發(fā)電 太陽能光發(fā)電太陽能光發(fā)電 用反光鏡集熱產(chǎn)生蒸汽，再用汽輪機來發(fā)電用反光鏡集熱產(chǎn)生蒸汽，再用汽輪機來發(fā)電 用光電效應直接把太陽能轉化為電能用光電效應直接把太陽能轉化為電能 1.5 1.5 新能源發(fā)電新能