प्राथमिक ऊर्जा वर्गीकरण। पारंपरिक ऊर्जा

बच्चों के लिए एंटीपीयरेटिक्स एक बाल रोग विशेषज्ञ द्वारा निर्धारित किया जाता है। लेकिन बुखार के लिए आपातकालीन स्थितियाँ होती हैं जिनमें बच्चे को तुरंत दवा देने की आवश्यकता होती है। फिर माता-पिता जिम्मेदारी लेते हैं और ज्वरनाशक दवाओं का उपयोग करते हैं। शिशुओं को क्या देने की अनुमति है? आप बड़े बच्चों में तापमान कैसे कम कर सकते हैं? सबसे सुरक्षित दवाएं कौन सी हैं?

ऊर्जा सामाजिक उत्पादन का एक क्षेत्र है जिसमें ऊर्जा संसाधन, उत्पादन, परिवर्तन, संचरण और उपयोग शामिल हैं विभिन्न प्रकारऊर्जा। प्रत्येक राज्य का बिजली उद्योग संबंधित बिजली प्रणालियों के ढांचे के भीतर संचालित होता है।

ऊर्जा प्रणालियाँ सभी प्रकार के ऊर्जा संसाधनों का एक समूह हैं, सभी प्रकार की ऊर्जा के साथ उपभोक्ताओं की आपूर्ति सुनिश्चित करने, उन्हें प्राप्त करने, बदलने, वितरित करने और उनका उपयोग करने के तरीके और साधन।

बिजली प्रणालियों में शामिल हैं:

विद्युत शक्ति प्रणाली;

तेल और गैस आपूर्ति प्रणाली;

कोयला उद्योग प्रणाली;

परमाणु ऊर्जा;

अपरंपरागत ऊर्जा।

उपरोक्त सभी में, बेलारूस गणराज्य में विद्युत ऊर्जा प्रणाली का सबसे अधिक प्रतिनिधित्व किया जाता है।

इलेक्ट्रिक पावर सिस्टम - विद्युत पारेषण लाइनों (पीटीएल) से जुड़े बिजली संयंत्रों का संघ और संयुक्त रूप से उपभोक्ताओं को बिजली की आपूर्ति करता है।

ऊर्जा प्रकृति प्रबंधन के रूपों में से एक है। भविष्य में, प्रौद्योगिकी के दृष्टिकोण से, प्राप्त ऊर्जा की तकनीकी रूप से संभव मात्रा व्यावहारिक रूप से असीमित है, हालांकि, ऊर्जा क्षेत्र में जीवमंडल की थर्मोडायनामिक (थर्मल) सीमाओं पर महत्वपूर्ण सीमाएं हैं। इन प्रतिबंधों के आयाम स्पष्ट रूप से पृथ्वी की सतह पर होने वाली अन्य ऊर्जा प्रक्रियाओं के संयोजन में जीवमंडल के जीवित जीवों द्वारा आत्मसात की गई ऊर्जा की मात्रा के करीब हैं। ऊर्जा की इन मात्राओं में वृद्धि विनाशकारी होने की संभावना है या, किसी भी मामले में, जीवमंडल पर इसका संकट प्रभाव पड़ेगा।

अक्सर आधुनिक ऊर्जा में पारंपरिक और गैर-पारंपरिक ऊर्जा को प्रतिष्ठित किया जाता है।

पारंपरिक ऊर्जा

पारंपरिक पावर इंजीनियरिंग को मुख्य रूप से इलेक्ट्रिक पावर इंजीनियरिंग और हीट पावर इंजीनियरिंग में विभाजित किया गया है।

अधिकांश आरामदायक दृश्यऊर्जा - विद्युत, जिसे सभ्यता का आधार माना जा सकता है। परिवर्तन प्राथमिक ऊर्जाबिजली संयंत्रों में बिजली का उत्पादन होता है: थर्मल पावर प्लांट, हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट, परमाणु ऊर्जा संयंत्र।

लगभग 70% बिजली ताप विद्युत संयंत्रों द्वारा उत्पन्न की जाती है। वे कंडेनसिंग थर्मल पावर प्लांट (सीपीएस) में विभाजित हैं, जो केवल बिजली उत्पन्न करते हैं, और संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र (सीएचपी), जो बिजली और गर्मी का उत्पादन करते हैं।

टीपीपी का मुख्य उपकरण एक बॉयलर-स्टीम जनरेटर, एक टरबाइन, एक जनरेटर, एक स्टीम कंडेनसर और एक परिसंचरण पंप है।

भाप जनरेटर के बॉयलर में, जब ईंधन जलाया जाता है, तो तापीय ऊर्जा निकलती है, जो जल वाष्प की ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। टर्बाइन में, जल वाष्प की ऊर्जा घूर्णन की यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। जनरेटर यांत्रिक रोटेशन ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। सीएचपी योजना इसमें भिन्न है, इसके अलावा विद्युत ऊर्जा, भाप के हिस्से को हटाकर और इसकी मदद से हीटिंग मेन को आपूर्ति किए गए पानी को गर्म करके भी गर्मी उत्पन्न होती है।

गैस टर्बाइन वाले थर्मल पावर प्लांट हैं। काम कर रहे तरल पदार्थ और उन्हें - हवा के साथ गैस। जीवाश्म ईंधन के दहन के दौरान गैस निकलती है और गर्म हवा के साथ मिश्रित होती है। 750 - 770 डिग्री सेल्सियस पर वायु-गैस मिश्रण टरबाइन को आपूर्ति की जाती है, जो जनरेटर को घुमाती है। गैस टर्बाइन इकाइयों के साथ टीपीपी अधिक कुशल, शुरू करने, रोकने और विनियमित करने में आसान है। लेकिन इनकी शक्ति भाप वालों से 5-8 गुना कम होती है।

टीपीपी में बिजली पैदा करने की प्रक्रिया को तीन चक्रों में विभाजित किया जा सकता है: रासायनिक - दहन प्रक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप गर्मी भाप में स्थानांतरित हो जाती है; यांत्रिक - भाप की तापीय ऊर्जा को घूर्णी ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है; विद्युत - यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।

एक टीपीपी की समग्र दक्षता में दक्षता (एच) चक्रों का उत्पाद होता है:

एक आदर्श यांत्रिक चक्र की दक्षता तथाकथित कार्नोट चक्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

जहां टी 1 और टी 2 भाप टरबाइन के इनलेट और आउटलेट पर भाप का तापमान हैं।

आधुनिक टीपीपी में, टी 1 = 550 डिग्री सेल्सियस (823 डिग्री के), टी 2 = 23 डिग्री सेल्सियस (296 डिग्री के)।

लगभग घाटे को ध्यान में रखते हुए = 36 - 39%। अधिक होने के कारण पूर्ण उपयोगसीएचपीपी की तापीय ऊर्जा दक्षता = 60 - 65%।

एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र एक थर्मल पावर प्लांट से अलग होता है जिसमें बॉयलर को परमाणु रिएक्टर से बदल दिया जाता है। परमाणु प्रतिक्रिया की गर्मी का उपयोग भाप उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र में प्राथमिक ऊर्जा आंतरिक परमाणु ऊर्जा होती है, जो परमाणु विखंडन के दौरान, विशाल गतिज ऊर्जा के रूप में निकलती है, जो बदले में, तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। जिस संस्थापन में ये परिवर्तन होते हैं उसे रिएक्टर कहते हैं।

एक शीतलक रिएक्टर कोर से होकर गुजरता है, जो गर्मी (पानी, अक्रिय गैसों, आदि) को दूर करने का काम करता है। शीतलक भाप जनरेटर में गर्मी लाता है, इसे पानी देता है। परिणामी जल वाष्प टरबाइन में प्रवेश करती है। रिएक्टर की शक्ति को विशेष छड़ों का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है। वे कोर में पेश किए जाते हैं और न्यूट्रॉन प्रवाह को बदलते हैं, और इसलिए परमाणु प्रतिक्रिया की तीव्रता।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र का प्राकृतिक परमाणु ईंधन यूरेनियम है। विकिरण से जैविक सुरक्षा के लिए, कई मीटर मोटी कंक्रीट की एक परत का उपयोग किया जाता है।

जब 1 किलो कोयला जलाया जाता है, तो 8 kWh बिजली प्राप्त की जा सकती है, और जब 1 किलो परमाणु ईंधन की खपत होती है, तो 23 मिलियन kWh बिजली उत्पन्न होती है।

2000 से अधिक वर्षों से, मानव जाति पृथ्वी की जल ऊर्जा का उपयोग कर रही है। अब जल की ऊर्जा का उपयोग तीन प्रकार के जल विद्युत संयंत्रों (HPP) में किया जाता है:

1) हाइड्रोलिक पावर प्लांट (एचपीपी);

2) ज्वारीय बिजली संयंत्र (टीपीएस), समुद्र और महासागरों के उतार-चढ़ाव और प्रवाह की ऊर्जा का उपयोग करते हुए;

3) पंप किए गए स्टोरेज स्टेशन (PSPP), जलाशयों और झीलों की ऊर्जा का संचय और उपयोग।

पावर प्लांट के टर्बाइन में हाइड्रोपावर संसाधनों को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जिसे जनरेटर में विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।

इस प्रकार, ऊर्जा के मुख्य स्रोत ठोस ईंधन, तेल, गैस, पानी, यूरेनियम नाभिक के क्षय की ऊर्जा और अन्य रेडियोधर्मी पदार्थ हैं।

बेलारूस के क्षेत्र में खोजे गए तेल क्षेत्र तेल और गैस क्षेत्र में केंद्रित हैं - पिपरियात अवसाद, जिसका क्षेत्रफल लगभग 30 हजार वर्ग मीटर है। किमी. प्रारंभिक वसूली योग्य तेल संसाधनों का अनुमान 355.56 मिलियन टन था।इन संसाधनों का 46 प्रतिशत औद्योगिक श्रेणियों में स्थानांतरित कर दिया गया था। 1965 से 2002 तक, 185 तेल क्षेत्रों की खोज की गई, जिनमें से 64 में कुल 168 मिलियन टन का भंडार है। तदनुसार, अनदेखे तेल संसाधनों का अनुमान 187.56 मिलियन टन है।

विकास की शुरुआत से, 109.784 मिलियन टन तेल और 11.3 बिलियन क्यूबिक मीटर तेल का उत्पादन किया गया है। संबद्ध गैस का मी, औद्योगिक श्रेणियों का अवशिष्ट तेल भंडार 58 मिलियन टन, संबद्ध गैस - 3.43 बिलियन क्यूबिक मीटर है। मी. तेल के थोक (96 प्रतिशत) का उत्पादन होता है (में .) हाल के समय में 1.8 मिलियन टन प्रति वर्ष से अधिक) सक्रिय अवशिष्ट भंडार, 26 मिलियन टन (41 प्रतिशत) की राशि, उनके प्रावधान की अवधि 15 वर्ष है, और साथ में हार्ड-टू-रिकवर (कम-पारगम्य जलाशय, पानी की कटौती) 80 प्रतिशत से अधिक और उच्च चिपचिपाहट) - 31 वर्ष।

यह उम्मीद की जाती है कि 2012 तक वार्षिक तेल उत्पादन का स्तर 320 हजार टन या 11.3 प्रतिशत कम हो जाएगा, और 1500 हजार टन हो जाएगा। संबंधित गैस की वसूली योग्य मात्रा 254 मिलियन क्यूबिक मीटर से घट जाएगी। 2003 में 208 मिलियन घन मीटर करने के लिए मी. 2012 में एम।

विश्व अभ्यास और गणतंत्र दोनों में तेल उत्पादन की गतिशीलता के विश्लेषण के आधार पर, इसके उत्पादन के अधिकतम स्तर तक पहुंचने के बाद, एक तेज गिरावट नोट की जाती है। यह इस तथ्य के कारण है कि मुख्य सबसे बड़े तेल क्षेत्र, जो प्राप्त उत्पादन स्तर सुनिश्चित करते हैं, धीरे-धीरे समाप्त हो गए थे, और नए खोजे गए छोटे भंडारों के भंडार ने पुनर्प्राप्त करने योग्य तेल की मात्रा को फिर से नहीं भरा। इसके अलावा, कुल उत्पादन मात्रा में हार्ड-टू-रिकवरी तेल की हिस्सेदारी में वृद्धि से गिरावट बढ़ जाती है, जिसके निष्कर्षण के लिए उप-भूमि से नई महंगी तकनीकों के उपयोग की आवश्यकता होती है। इसी समय, इसके उत्पादन की आर्थिक दक्षता में काफी कमी आई है।

तेल उत्पादन को स्थिर करने और इसके विकास के लिए पूर्व शर्त बनाने के लिए, तेल वसूली की मात्रा से अधिक भंडार वाले नए क्षेत्रों की खोज करके संसाधन आधार को नाटकीय रूप से बढ़ाना आवश्यक है।

बेलारूस गणराज्य में, पिपरियात गर्त के अलावा, तेल और गैस के मामले में ओरशा और पोडलियास्को-ब्रेस्ट अवसाद आशाजनक हैं। हालाँकि, वाणिज्यिक तेल-असर क्षमता केवल पिपरियात गर्त में स्थापित की गई थी। ओरशा और पोडलास्को-ब्रेस्ट अवसाद की संभावनाएं बहुत ही समस्याग्रस्त हैं और अभी तक स्पष्ट रूप से निर्धारित नहीं की गई हैं। इसलिए, गणतंत्र के तेल उद्योग के आगे के विकास की रणनीति बेलारूस की भूवैज्ञानिक संरचना के आधुनिक ज्ञान, तेल क्षेत्रों के पूर्वेक्षण, अन्वेषण और विकास के अनुभव पर आधारित है और इसकी गणना केवल पिपरियात गर्त के संसाधन आधार के आधार पर की जाती है। चूंकि गर्त में बड़े तेल क्षेत्र पहले ही खोजे जा चुके हैं और उनका दोहन किया जा रहा है, और वर्तमान में उत्पादन में वृद्धि के लिए कोई वस्तुनिष्ठ पूर्वापेक्षाएँ नहीं हैं, पूर्वानुमान उत्पादन संकेतकों की गणना का आधार गिरावट की दर में अधिकतम संभव मंदी का सिद्धांत है। तेल उत्पादन के स्तर और इसके स्थिरीकरण में।

निर्धारित कार्यों को हल करने के लिए, तेल के पूर्वेक्षण, अन्वेषण और उत्पादन के उन्नत आधुनिक तकनीकी साधनों के आधार पर नए तेल क्षेत्रों की खोज और विकास में तेजी से विकास करना और आंतों से तेल का सबसे गहन और सबसे पूर्ण निष्कर्षण करना आवश्यक है। , जिसका उद्देश्य है:

1) भूकंपीय अन्वेषण (स्थानिक भूकंपीय संचालन के उपयोग का विस्तार, प्रसंस्करण और व्याख्या सामग्री के तरीकों में सुधार) द्वारा ड्रिलिंग के लिए तैयार संरचनाओं (वस्तुओं) की विश्वसनीयता की डिग्री बढ़ाना;

2) कुओं के प्रवेश, आवरण और परीक्षण में सुधार, प्राथमिक और माध्यमिक उद्घाटन के दौरान उत्पादक संरचनाओं के जलाशय गुणों के संरक्षण को सुनिश्चित करना (ड्रिलिंग रिग के पुन: उपकरण, आधुनिक रॉक कटिंग टूल्स और फ्लशिंग तरल पदार्थ की शुरूआत);

3) जलाशयों और उनके तेल और गैस सामग्री (क्षेत्र भूभौतिकीय और बोरहोल भूकंपीय अध्ययन के तकनीकी पुन: उपकरण) की पहचान करने के लिए कुओं के भूभौतिकीय और भू-रासायनिक अध्ययन की दक्षता में वृद्धि करना;

4) तेल उत्पादन की तीव्रता और तेल की वसूली में वृद्धि (ड्रिलिंग साइडट्रैक के लिए प्रतिष्ठानों की खरीद, जलाशय को उत्तेजित करने के भौतिक रासायनिक तरीकों का उपयोग, इलेक्ट्रिक सबमर्सिबल प्रतिष्ठानों के संचालन के लिए एक नियंत्रण प्रणाली की शुरूआत, उच्च दबाव प्रतिष्ठानों की खरीद , आदि।);

5) उच्च चिपचिपापन तेल का उत्पादन (विभिन्न प्रौद्योगिकियों का परीक्षण)।

2.54 मिलियन हेक्टेयर की औद्योगिक गहराई की सीमा के भीतर और 5.65 बिलियन टन के प्रारंभिक पीट भंडार के साथ कुल क्षेत्रफल के साथ गणतंत्र में 9000 से अधिक पीट जमा का पता लगाया गया है। आज तक, शेष भूवैज्ञानिक भंडार का अनुमान 4 बिलियन है। टन है, जो प्रारंभिक का 70 प्रतिशत है।

मुख्य भंडार कृषि (1.7 अरब टन, या शेष भंडार का 39 प्रतिशत) द्वारा उपयोग किए जाने वाले जमा में पाए जाते हैं या प्रकृति संरक्षण वस्तुओं (1.6 अरब टन, या 37 प्रतिशत) के रूप में वर्गीकृत होते हैं।

विकसित कोष में शामिल पीट संसाधनों का अनुमान 250 मिलियन टन है, जो शेष भंडार का 5.5 प्रतिशत है। क्षेत्र के विकास के दौरान वसूली योग्य भंडार 100-130 मिलियन टन होने का अनुमान है।

दिए गए डेटा गणतंत्र के निपटान में पीट के महत्वपूर्ण भंडार की गवाही देते हैं। हालांकि, वर्तमान में, इसका उपभोक्ता मुख्य रूप से घरेलू क्षेत्र है, जो इसके उपभोग की वृद्धि को बाधित करता है। ईंधन के प्रयोजनों के लिए पीट के उपयोग में एक और उल्लेखनीय वृद्धि मौजूदा या नए बॉयलर हाउसों के निर्माण और इस प्रकार के ईंधन पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किए गए मिनी-सीएचपी के पुन: उपकरण के कारण संभव है।

ईंधन समूह से पीट के उत्पादन में वृद्धि के लिए 8000 हेक्टेयर पीट जमा के नए क्षेत्रों की तैयारी और अतिरिक्त तकनीकी उपकरणों की खरीद की आवश्यकता होती है। सॉड पीट उत्पादन में और वृद्धि की परिकल्पना की गई है। लंबी अवधि में 5-10 हजार टन की क्षमता वाले मोबाइल प्लांट बनाना संभव है।

पीट जमा की उपयोग दर को बढ़ाने के लिए और इस प्रकार इसके वसूली योग्य भंडार को बढ़ाने के लिए, व्यापक रूप से समाप्त पीट जमा के उपयोग के लिए नई दिशाओं को पेश करना आवश्यक है - एक सुरक्षात्मक परत के 0.2-0.3 मीटर को छोड़कर पीट भंडार का विकास, के पुन: जलभराव समाप्त जमा।

1 जनवरी, 2003 तक, 3 भूरे कोयले के भंडार को निओजीन तलछटों में जाना जाता है: ज़िटकोविचकोए, ब्रिनेवस्को और टोनज़स्कोए के कुल भंडार 151.6 मिलियन टन के साथ। सेवरनाया (23.5 मिलियन टन) और नायडिंस्काया को विस्तार से खोजा गया है और औद्योगिक विकास के लिए तैयार किया गया है। (23.1 मिलियन टन) ज़िटकोविची जमा के कोयले के भंडार, अन्य दो - युज़्नाया (13.8 मिलियन टन) और कोलमेन्स्काया (8.6 मिलियन टन) - पहले खोजे जा चुके हैं।

ज़िटकोविची क्षेत्र के आधार पर, पहले से खोजे गए भंडार को ध्यान में रखते हुए, 2 मिलियन टन (0.37 मिलियन टन ईंधन समकक्ष) की वार्षिक क्षमता के साथ एक भूरे रंग के कोयले के खुले गड्ढे का निर्माण संभव है। 1.2 मिलियन टन प्रति वर्ष (0.22 मिलियन टन ईंधन समतुल्य) की क्षमता के साथ ओपन-पिट खदान के पहले चरण के निर्माण की अनुमानित लागत 57 मिलियन अमेरिकी डॉलर होगी, क्षमता में 2-2.4 की वृद्धि के साथ मिलियन टन, अतिरिक्त 25 , 7 मिलियन अमेरिकी डॉलर। कम कैलोरी वाले कोयले - काम करने वाले ईंधन का न्यूनतम कैलोरी मान 1500-1700 किलो कैलोरी / किग्रा है, नमी की मात्रा 56-60 प्रतिशत है, औसत राख सामग्री 17-23 प्रतिशत है, साथ में ब्रिकेटिंग के बाद नगरपालिका ईंधन के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त है। पीट

खुले तरीके से कोयले के भंडार का विकास संभव है, लेकिन निकट भविष्य में इसकी सिफारिश गणतंत्र पर्यावरण आयोग द्वारा नहीं की जाती है, क्योंकि भूजल में जबरन तेज कमी के परिणामस्वरूप, वन भूमि के विनाश के कारण संभावित पर्यावरणीय क्षति होती है। , मछली तालाब, कृषि उत्पादकता में कमी, प्रदेशों की धूल, प्राप्त लाभों से काफी अधिक होगी।

तेल शेल (हुबंस्को और टुरोव्स्को जमा) के अनुमानित भंडार का अनुमान 11 बिलियन टन, औद्योगिक भंडार - 3 बिलियन टन है। सबसे अधिक अध्ययन किया गया टुरोवस्कॉय जमा है, जिसके भीतर 475-697 मिलियन टन के भंडार के साथ पहला खदान क्षेत्र पहले खोजा जा चुका है (इस तरह की शेल का 1 मिलियन टन लगभग 220 हजार टन संदर्भ ईंधन के बराबर है)। दहन की गर्मी 1000-1510 किलो कैलोरी / किग्रा है, राख की मात्रा 75 प्रतिशत है, टार की उपज 6-9.2 प्रतिशत है, सल्फर की मात्रा 2.6 प्रतिशत है।

अपने गुणवत्ता संकेतकों के संदर्भ में, बेलारूसी तेल शेल इसकी उच्च राख सामग्री और कम कैलोरी मान के कारण एक कुशल ईंधन नहीं है। वे सीधे दहन के लिए उपयुक्त नहीं हैं, लेकिन तरल और गैसीय ईंधन प्राप्त करने के लिए प्रारंभिक थर्मल प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है। प्राप्त उत्पादों की लागत (कोक ओवन गैस और शेल तेल) विश्व तेल की कीमतों की तुलना में 30 प्रतिशत अधिक है, गणतंत्र के क्षेत्र में इसकी डिलीवरी को ध्यान में रखते हुए।

उपरोक्त के अलावा, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि थर्मल प्रसंस्करण के बाद प्राप्त काली राख आगे के उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है कृषिऔर निर्माण, और राख में कार्बनिक पदार्थों के अधूरे निष्कर्षण के कारण, कार्सिनोजेनिक पदार्थों की सामग्री का पता लगाया जा सकता है।

ऊर्जा का सबसे सुविधाजनक रूप विद्युत है, जिसे सभ्यता का आधार माना जा सकता है। परिवर्तित लेन
विद्युत ऊर्जा में प्राथमिक ऊर्जा बिजली संयंत्रों में उत्पन्न होती है: थर्मल पावर प्लांट, हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट, परमाणु ऊर्जा संयंत्र।

चावल। 2.2. थर्मल पावर प्लांट का योजनाबद्ध आरेख: एसजी - भाप जनरेटर; टी - टरबाइन; - जनरेटर;

मैं - परिसंचरण पंप; के - संधारित्र

ईंधन के दहन के दौरान भाप जनरेटर के भाप जनरेटर के बॉयलर में, तापीय ऊर्जा निकलती है, जो जल वाष्प की ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। टर्बाइन टी में, जल वाष्प की ऊर्जा घूर्णन की यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। जनरेटर G घूर्णन की यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। सीएचपीपी की योजना इस मायने में भिन्न है कि विद्युत ऊर्जा के अलावा, यह भाप के हिस्से को हटाकर और इसकी मदद से हीटिंग मेन को आपूर्ति किए गए पानी को गर्म करके भी गर्मी उत्पन्न करता है।

गैस टर्बाइन वाले थर्मल पावर प्लांट हैं। उनमें कार्यरत द्रव वायु के साथ गैस है। जीवाश्म ईंधन के दहन के दौरान गैस निकलती है और गर्म हवा के साथ मिश्रित होती है। 750-770 डिग्री सेल्सियस पर वायु-गैस मिश्रण टरबाइन को आपूर्ति की जाती है, जो जनरेटर को घुमाती है। गैस टर्बाइन इकाइयों के साथ टीपीपी अधिक कुशल, शुरू करने, रोकने और विनियमित करने में आसान है। लेकिन इनकी शक्ति भाप वाले से 5-8 गुना कम होती है।

एक टीपीपी की समग्र दक्षता में दक्षता (tі) चक्रों का उत्पाद होता है:

लेटेस एलएक्स "एलएम" ले। एलएक्स ~ पे ~ 90%।

जहां і और 2 - भाप टरबाइन के इनलेट और आउटलेट पर भाप का तापमान। आधुनिक ताप विद्युत संयंत्रों में, Tt = 550 ° C (823 ° K), T2 = 23 ° C (296 ° K) होता है।

823-296 1ЛП0 / __0 / м = - 100% = 63%।

डी) टीपी = 0.9 0.63 0.9 = 0.5% ।

व्यावहारिक रूप से नुकसान को ध्यान में रखते हुए जी | टीपी = 36-39%। तापीय ऊर्जा के अधिक पूर्ण उपयोग के कारण, CHPP की दक्षता = 60-65%।

एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र एक थर्मल पावर प्लांट से इस मायने में भिन्न होता है कि इसे एक परमाणु रिएक्टर द्वारा बदल दिया जाता है। नाभिकीय अभिक्रिया की ऊष्मा का उपयोग भाप उत्पन्न करने के लिए किया जाता है (चित्र 2.3)।

चावल। 2.3. परमाणु ऊर्जा संयंत्र का योजनाबद्ध आरेख: 1 - रिएक्टर; 2 - भाप जनरेटर; 3 - टरबाइन; 4 - जनरेटर; 5 - ट्रांसफार्मर; 6 - बिजली लाइनें

परमाणु ऊर्जा संयंत्र में प्राथमिक ऊर्जा आंतरिक परमाणु ऊर्जा होती है, जो परमाणु विखंडन के दौरान विशाल गतिज ऊर्जा के रूप में निकलती है, जो बदले में,
गर्मी में घूमता है। जिस संस्थापन में ये परिवर्तन होते हैं उसे रिएक्टर कहते हैं।

2000 से अधिक वर्षों से, मानव जाति पृथ्वी की जल ऊर्जा का उपयोग कर रही है। अब पानी की ऊर्जा का उपयोग तीन प्रकार के जल विद्युत संयंत्रों (HPP) में किया जाता है: 1) हाइड्रोलिक पावर प्लांट (HPP); 2) ज्वारीय बिजली संयंत्र (टीपीएस), समुद्र और महासागरों के उतार-चढ़ाव और प्रवाह की ऊर्जा का उपयोग करते हुए; 3) पंप किए गए स्टोरेज स्टेशन (PSPP), जलाशयों और झीलों की ऊर्जा का संचय और उपयोग।

थर्मल पावर प्लांट।

थर्मल पावर प्लांट (टीपीपी), एक बिजली संयंत्र जो जीवाश्म ईंधन के दहन के दौरान जारी तापीय ऊर्जा के रूपांतरण के परिणामस्वरूप विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है। अंत में पहला थर्मल पावर प्लांट दिखाई दिया। 19 वीं शताब्दी और प्रमुख वितरण प्राप्त किया। सभी हैं। 70s 20 वीं सदी टीपीपी बिजली संयंत्र का मुख्य प्रकार है। उनके द्वारा उत्पन्न बिजली का हिस्सा था: रूस और संयुक्त राज्य अमेरिका में, सेंट पीटर्सबर्ग में। 80% (1975), दुनिया में लगभग 76% (1973)। रूस में कुल बिजली का लगभग 75% ताप विद्युत संयंत्रों में उत्पादित किया जाता है। रूस के अधिकांश शहरों में ताप विद्युत संयंत्रों की आपूर्ति की जाती है। सह-उत्पादन संयंत्र अक्सर शहरों में उपयोग किए जाते हैं - संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र जो न केवल बिजली का उत्पादन करते हैं, बल्कि के रूप में भी गर्मी पैदा करते हैं गर्म पानी... ऐसी व्यवस्था बल्कि अव्यावहारिक है क्योंकि इलेक्ट्रिक केबल के विपरीत, लंबी दूरी पर हीटिंग मेन की विश्वसनीयता बेहद कम है, दक्षता एक स्रोत से जिले को उष्मा या गर्म पानी की आपूर्तियह अनुमान लगाया गया है कि जब हीटिंग मेन की लंबाई 20 किमी (अधिकांश शहरों के लिए एक विशिष्ट स्थिति) से अधिक होती है, तो एक अलग घर में इलेक्ट्रिक बॉयलर की स्थापना आर्थिक रूप से लाभदायक हो जाती है। थर्मल पावर प्लांट में, ईंधन की रासायनिक ऊर्जा को पहले यांत्रिक ऊर्जा में और फिर विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। ऐसे बिजली संयंत्र के लिए ईंधन कोयला, पीट, गैस, तेल शेल और ईंधन तेल हो सकता है। थर्मल पावर प्लांट्स को कंडेनसिंग (सीईएस) में विभाजित किया जाता है, जो केवल विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और विद्युत के अलावा संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र (सीएचपी) का उत्पादन करता है। तापीय ऊर्जागर्म पानी और भाप के रूप में। क्षेत्रीय महत्व के बड़े आईईएस को राज्य क्षेत्रीय बिजली संयंत्र (जीआरईएस) कहा जाता है।

कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र का सबसे सरल योजनाबद्ध आरेख इस प्रकार है: कोयले को ईंधन बंकर 1 में डाला जाता है, और वहां से क्रशिंग प्लांट 2 में, जहां यह धूल में बदल जाता है। कोयले की धूल भाप जनरेटर (स्टीम बॉयलर) 3 की भट्टी में प्रवेश करती है, जिसमें पाइप की एक प्रणाली होती है जिसमें रासायनिक रूप से शुद्ध पानी, जिसे फीड वाटर कहा जाता है, प्रसारित होता है। बॉयलर में, पानी गर्म हो जाता है, वाष्पित हो जाता है, और परिणामस्वरूप संतृप्त भाप को 400-650 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर लाया जाता है और 3-24 एमपीए के दबाव में स्टीम लाइन के माध्यम से स्टीम टर्बाइन को खिलाया जाता है। स्टीम पैरामीटर इकाइयों की शक्ति पर निर्भर करता है। थर्मल संघनक बिजली संयंत्रों में कम दक्षता (30-40%) होती है, क्योंकि अधिकांश ऊर्जा ग्रिप गैसों और कंडेनसर ठंडा पानी से खो जाती है। ईंधन निष्कर्षण स्थलों के तत्काल आसपास के क्षेत्र में IES का निर्माण करना फायदेमंद है। वहीं, बिजली उपभोक्ता स्टेशन से काफी दूरी पर हो सकते हैं। संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र उस पर स्थापित भाप निष्कर्षण के साथ विशेष कोजेनरेशन टर्बाइन द्वारा संघनक स्टेशन से भिन्न होता है। सीएचपीपी में, भाप का एक हिस्सा पूरी तरह से टरबाइन में जनरेटर 5 में बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है और फिर कंडेनसर 6 में प्रवेश करता है, जबकि दूसरा, उच्च तापमान और दबाव वाले टर्बाइन के मध्यवर्ती चरण से लिया जाता है और गर्मी की आपूर्ति के लिए उपयोग किया जाता है। डीरेटर 8 के माध्यम से कंडेनसेट पंप 7 और फिर फीड पंप 9 को स्टीम जनरेटर को खिलाया जाता है। निकाले गए भाप की मात्रा ऊष्मीय ऊर्जा के लिए उद्यमों की जरूरतों पर निर्भर करती है। सीएचपी संयंत्र की दक्षता 60-70% तक पहुंच जाती है। ऐसे स्टेशन आमतौर पर उपभोक्ताओं के पास बनाए जाते हैं - औद्योगिक उद्यम या आवासीय क्षेत्र। ज्यादातर वे आयातित ईंधन पर चलते हैं। मुख्य तापीय इकाई के प्रकार द्वारा माने जाने वाले थर्मल पावर प्लांट - एक स्टीम टर्बाइन - को स्टीम टर्बाइन प्लांट कहा जाता है। गैस टरबाइन (जीटीयू), संयुक्त चक्र गैस (सीसीजीटी) और डीजल प्रतिष्ठानों के साथ थर्मल पावर प्लांट बहुत कम व्यापक हैं।

सबसे किफायती बड़े थर्मल स्टीम टर्बाइन पावर प्लांट (संक्षेप में टीपीपी) हैं। हमारे देश में अधिकांश टीपीपी कोयले की धूल का उपयोग ईंधन के रूप में करते हैं। 1 kWh बिजली पैदा करने के लिए कई सौ ग्राम कोयले की खपत होती है। स्टीम बॉयलर में, ईंधन द्वारा छोड़ी गई ऊर्जा का 90% से अधिक भाप में स्थानांतरित किया जाता है। टर्बाइन में गतिज ऊर्जाभाप के जेट को रोटर में स्थानांतरित किया जाता है। टर्बाइन शाफ्ट जनरेटर शाफ्ट से सख्ती से जुड़ा हुआ है। थर्मल पावर प्लांट के लिए आधुनिक स्टीम टर्बाइन बहुत परिष्कृत, उच्च गति वाली, लंबी सेवा जीवन के साथ अत्यधिक कुशल मशीनें हैं। उनकी एकल-शाफ्ट क्षमता 1 मिलियन 200 हजार किलोवाट तक पहुंचती है, और यह सीमा नहीं है। ऐसी मशीनें हमेशा मल्टीस्टेज होती हैं, यानी, आमतौर पर रोटर ब्लेड के साथ कई दसियों डिस्क होती हैं और प्रत्येक डिस्क के सामने, नोजल के समूहों के समान संख्या होती है, जिसके माध्यम से स्टीम जेट बहता है। भाप का दबाव और तापमान धीरे-धीरे कम हो जाता है। भौतिकी पाठ्यक्रम से यह ज्ञात होता है कि कार्यशील द्रव के प्रारंभिक तापमान में वृद्धि के साथ ऊष्मा इंजनों की दक्षता बढ़ जाती है। इसलिए, टरबाइन में प्रवेश करने वाली भाप को उच्च मापदंडों पर लाया जाता है: तापमान - लगभग 550 ° C तक और दबाव - 25 MPa तक। टीपीपी की दक्षता 40% तक पहुंच जाती है। अधिकांश ऊर्जा गर्म निकास भाप से नष्ट हो जाती है। वैज्ञानिकों के अनुसार, निकट भविष्य के ऊर्जा क्षेत्र का आधार गैर-नवीकरणीय संसाधनों पर आधारित ताप और विद्युत इंजीनियरिंग बनी रहेगी। लेकिन इसकी संरचना बदल जाएगी। तेल का प्रयोग कम करना चाहिए। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में बिजली का उत्पादन काफी बढ़ जाएगा। सस्ते कोयले के अभी भी अछूते विशाल भंडार का उपयोग शुरू हो जाएगा, उदाहरण के लिए, कुज़नेत्स्क, कंस्क-अचिन्स्क, एकिबस्तुज़ बेसिन में। प्राकृतिक गैस का व्यापक रूप से उपयोग किया जाएगा, जिसका देश में भंडार अन्य देशों की तुलना में कहीं अधिक है। दुर्भाग्य से, तेल, गैस और कोयले के भंडार अंतहीन नहीं हैं। इन भंडारों को बनाने में प्रकृति को लाखों वर्ष लगे, और वे सैकड़ों वर्षों में भस्म हो जाएंगे। आज, दुनिया ने गंभीरता से सोचना शुरू कर दिया है कि कैसे सांसारिक धन की हिंसक लूट को रोका जाए। दरअसल, केवल इस शर्त के तहत ही ईंधन का भंडार सदियों तक चल सकता है।

2. जलविद्युत ऊर्जा संयंत्र।

हाइड्रोइलेक्ट्रिक स्टेशन, हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन (एचपीपी), संरचनाओं और उपकरणों का एक परिसर, जिसके माध्यम से पानी के प्रवाह की ऊर्जा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन में हाइड्रोलिक संरचनाओं की अनुक्रमिक श्रृंखला होती है जो जल प्रवाह की आवश्यक एकाग्रता और दबाव, और ऊर्जा का निर्माण प्रदान करती है। उपकरण जो पानी के दबाव में चलने वाली ऊर्जा को घूर्णन की यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, जो बदले में विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। जल संसाधनों के उपयोग और दबाव एकाग्रता की योजना के अनुसार, पनबिजली बिजली संयंत्रों को आमतौर पर चैनल, निकट-बांध, दबाव के साथ मोड़ और गैर-दबाव मोड़, मिश्रित, पंप भंडारण और ज्वार में विभाजित किया जाता है। रन-ऑफ-रिवर और निकट-बांध एचपीपी में, पानी का दबाव एक बांध द्वारा बनाया जाता है जो नदी को अवरुद्ध करता है और ऊपरी पूल में जल स्तर बढ़ाता है। इसी समय, नदी घाटी की कुछ बाढ़ अपरिहार्य है। नदी के एक ही खंड पर दो बांधों के निर्माण के मामले में, बाढ़ क्षेत्र कम हो जाता है। समतल नदियों पर, सबसे बड़ा आर्थिक रूप से अनुमत बाढ़ क्षेत्र बांध की ऊंचाई को सीमित करता है। रन-ऑफ-रिवर और डैम-टाइप हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट समतल उच्च-जल नदियों और पहाड़ी नदियों पर, संकरी संकुचित घाटियों में दोनों पर बनाए जा रहे हैं। बांध के अलावा रन-ऑफ-रिवर हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन की संरचना में हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन बिल्डिंग और स्पिलवे संरचनाएं शामिल हैं। हाइड्रोलिक संरचनाओं की संरचना सिर और स्थापित क्षमता पर निर्भर करती है। रन-ऑफ-रिवर हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन पर, इसमें स्थित हाइड्रोलिक इकाइयों वाला भवन बांध के विस्तार के रूप में कार्य करता है और साथ में एक दबाव मोर्चा बनाता है। इसी समय, एक तरफ, हेडवाटर हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन की इमारत के नजदीक है, और दूसरी तरफ - डाउनस्ट्रीम। हाइड्रोलिक टर्बाइनों के आपूर्ति विलेय कक्षों को उनके इनलेट अनुभागों के साथ हेडवाटर स्तर के नीचे रखा गया है, जबकि सक्शन पाइप के आउटलेट अनुभाग टेलवाटर स्तर के नीचे डूबे हुए हैं। हाइड्रोइलेक्ट्रिक कॉम्प्लेक्स के उद्देश्य के अनुसार, इसमें नेविगेशनल लॉक या शिप लिफ्ट, फिश पास स्ट्रक्चर, सिंचाई और पानी की आपूर्ति के लिए पानी लेने की सुविधा शामिल हो सकती है। रन-ऑफ-रिवर हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट में, कभी-कभी एकमात्र संरचना जो पानी को गुजरने देती है, वह है हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन का निर्माण। इन मामलों में, उपयोगी पानी क्रमिक रूप से कचरा बनाए रखने वाले ग्रिड, एक सर्पिल कक्ष, एक हाइड्रोलिक टरबाइन, एक सक्शन पाइप के साथ इनलेट अनुभाग से गुजरता है, और नदी के बाढ़ के निर्वहन को आसन्न टरबाइन कक्षों के बीच विशेष जल नाली के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है। रन-ऑफ-रिवर हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट्स की विशेषता 30-40 मीटर तक होती है; सबसे सरल रन-ऑफ-रिवर हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट्स में पहले से निर्मित छोटी क्षमता के ग्रामीण जलविद्युत संयंत्र भी शामिल हैं। बड़ी समतल नदियों पर, मुख्य चैनल एक मिट्टी के बांध से अवरुद्ध है, जिससे एक कंक्रीट स्पिलवे बांध जुड़ा हुआ है, और एक जलविद्युत पावर स्टेशन का निर्माण किया जा रहा है। यह व्यवस्था बड़ी समतल नदियों पर कई घरेलू जलविद्युत संयंत्रों के लिए विशिष्ट है। वोल्ज़स्काया एचपीपी के नाम पर: सोवियत संघ की कम्युनिस्ट पार्टी की 22वीं कांग्रेस - चैनल प्रकार के स्टेशनों में सबसे बड़ी। उच्च दबाव पर, हाइड्रोस्टैटिक पानी के दबाव को हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन की इमारत में स्थानांतरित करना अव्यावहारिक हो जाता है। इस मामले में, एक प्रकार के जलविद्युत बांध का उपयोग किया जाता है, जिसमें दबाव का मोर्चा अपनी पूरी लंबाई के साथ एक बांध द्वारा कवर किया जाता है, और हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन की इमारत बांध के पीछे स्थित होती है, जो टेलवॉटर से सटी होती है। इस प्रकार के हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन की ऊपरी और निचली पहुंच के बीच हाइड्रोलिक लाइन की संरचना में एक मलबे प्रतिधारण ग्रिड, एक टरबाइन पानी नाली, एक सर्पिल कक्ष, एक हाइड्रोलिक टरबाइन और एक चूषण पाइप के साथ गहरे पानी का सेवन शामिल है। एक पूरक के रूप में, जंक्शन में संरचनाओं में नौगम्य संरचनाएं और मछली मार्ग, साथ ही अतिरिक्त स्पिलवे शामिल हो सकते हैं। एक उच्च जल नदी पर इस प्रकार के स्टेशन का एक उदाहरण अंगारा नदी पर ब्रात्स्क हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन है। कुल उत्पादन में एचपीपी की हिस्सेदारी में गिरावट के बावजूद, नए बड़े बिजली संयंत्रों के निर्माण के कारण बिजली उत्पादन और एचपीपी क्षमता के पूर्ण मूल्य लगातार बढ़ रहे हैं। 1969 में, 1000 मेगावाट और उससे अधिक की इकाई क्षमता वाले 50 से अधिक परिचालन और निर्माणाधीन जलविद्युत संयंत्र थे, उनमें से 16 पूर्व के क्षेत्र में थे। सोवियत संघ... ईंधन और ऊर्जा संसाधनों की तुलना में जलविद्युत संसाधनों की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता उनकी निरंतर नवीकरणीयता है। एचपीपी के लिए ईंधन की मांग में कमी एचपीपी में उत्पन्न बिजली की कम लागत को निर्धारित करती है। इसलिए, एक हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन का निर्माण, प्रति 1 किलोवाट स्थापित क्षमता और लंबी निर्माण अवधि के महत्वपूर्ण, विशिष्ट पूंजी निवेश के बावजूद, दिया गया था और दिया गया है बडा महत्व, खासकर जब यह बिजली की खपत करने वाले उद्योगों के स्थान से जुड़ा हो।

3. परमाणु ऊर्जा संयंत्र।

एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र (एनपीपी) एक बिजली संयंत्र है जिसमें परमाणु (परमाणु) ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र में बिजली जनरेटर एक परमाणु रिएक्टर है। परिणामस्वरूप रिएक्टर में जो ऊष्मा निकलती है श्रृंखला अभिक्रिया कुछ भारी तत्वों के नाभिकों का विखंडन, फिर पारंपरिक ताप विद्युत संयंत्रों (टीपीपी) की तरह, बिजली में परिवर्तित हो जाता है। जीवाश्म ईंधन पर चलने वाले थर्मल पावर प्लांट के विपरीत, परमाणु ऊर्जा संयंत्र परमाणु ईंधन (233U, 235U, 239Pu पर आधारित) पर काम करते हैं। यह स्थापित किया गया है कि परमाणु ईंधन (यूरेनियम, प्लूटोनियम, आदि) के दुनिया के ऊर्जा संसाधन जीवाश्म ईंधन (तेल, कोयला, प्राकृतिक गैस, आदि) के प्राकृतिक भंडार के ऊर्जा संसाधनों से काफी अधिक हैं। यह तेजी से बढ़ती ईंधन जरूरतों को पूरा करने के लिए काफी संभावनाएं खोलता है। इसके अलावा, वैश्विक रासायनिक उद्योग के तकनीकी उद्देश्यों के लिए कोयले और तेल की खपत की लगातार बढ़ती मात्रा को ध्यान में रखना आवश्यक है, जो थर्मल पावर प्लांटों के लिए एक गंभीर प्रतियोगी बनता जा रहा है। जीवाश्म ईंधन के नए भंडारों की खोज और इसके निष्कर्षण के तरीकों में सुधार के बावजूद, दुनिया में इसकी लागत में सापेक्ष वृद्धि की प्रवृत्ति है। यह जैविक ईंधन के सीमित भंडार वाले देशों के लिए सबसे कठिन परिस्थितियाँ पैदा करता है। परमाणु ऊर्जा के तेजी से विकास की स्पष्ट आवश्यकता है, जो पहले से ही दुनिया के कई औद्योगिक देशों के ऊर्जा संतुलन में एक उल्लेखनीय स्थान रखता है। प्रायोगिक औद्योगिक उद्देश्यों के लिए दुनिया का पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र (चित्र 1) 5 मेगावाट की क्षमता के साथ 27 जून, 1954 को ओबनिंस्क में यूएसएसआर में लॉन्च किया गया था। इससे पहले, परमाणु नाभिक की ऊर्जा का उपयोग सैन्य उद्देश्यों के लिए किया जाता था। पहले परमाणु ऊर्जा संयंत्र के शुभारंभ ने ऊर्जा में एक नई दिशा के उद्घाटन को चिह्नित किया, जिसे परमाणु ऊर्जा के शांतिपूर्ण उपयोग (अगस्त 1955, जिनेवा) पर पहले अंतर्राष्ट्रीय वैज्ञानिक और तकनीकी सम्मेलन में मान्यता दी गई थी। वाटर-कूल्ड न्यूक्लियर रिएक्टर वाले परमाणु ऊर्जा संयंत्र का एक योजनाबद्ध आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 2. रिएक्टर कोर में जारी गर्मी, शीतलक के रूप में, पानी (प्राथमिक शीतलक) द्वारा ली जाती है, जिसे एक परिसंचरण पंप द्वारा रिएक्टर के माध्यम से पंप किया जाता है। रिएक्टर से गर्म पानी एक हीट एक्सचेंजर (भाप जनरेटर) में प्रवेश करता है। , जहां यह रिएक्टर में प्राप्त गर्मी को पानी के दूसरे सर्किट में स्थानांतरित करता है। दूसरा सर्किट पानी भाप जनरेटर में वाष्पित हो जाता है, और उत्पन्न भाप टरबाइन में प्रवेश करती है। एनपीपी में अक्सर 4 प्रकार के थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है: 1) एक मॉडरेटर और शीतलक के रूप में साधारण पानी के साथ दबाव वाले पानी रिएक्टर; 2) पानी शीतलक और ग्रेफाइट मॉडरेटर के साथ ग्रेफाइट-पानी; 3) वाटर कूलेंट के साथ भारी पानी और मॉडरेटर के रूप में भारी पानी 4) गैस कूलेंट और ग्रेफाइट मॉडरेटर के साथ ग्रेफाइट-गैस। रूस में, वे मुख्य रूप से ग्रेफाइट-पानी और जल-संचालित रिएक्टरों का निर्माण करते हैं। अमेरिका के परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में, दबावयुक्त जल रिएक्टर सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। इंग्लैंड में ग्रेफाइट गैस रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है। कनाडा में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में भारी जल रिएक्टरों वाले परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का प्रभुत्व है। शीतलक के एकत्रीकरण के प्रकार और स्थिति के आधार पर, परमाणु ऊर्जा संयंत्र का एक या दूसरा थर्मोडायनामिक चक्र बनाया जाता है। थर्मोडायनामिक चक्र की ऊपरी तापमान सीमा का चुनाव परमाणु ईंधन युक्त ईंधन तत्वों (ईंधन छड़) के क्लैडिंग के अधिकतम अनुमेय तापमान, परमाणु ईंधन के अनुमेय तापमान के साथ-साथ अपनाए गए शीतलक के गुणों द्वारा निर्धारित किया जाता है। इस प्रकार के रिएक्टर के लिए। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में, आमतौर पर कम तापमान वाले भाप चक्रों के साथ वाटर-कूल्ड थर्मल रिएक्टर का उपयोग किया जाता है। गैस कूल्ड रिएक्टर उच्च प्रारंभिक दबाव और तापमान के साथ अपेक्षाकृत अधिक किफायती भाप चक्र की अनुमति देते हैं। इन दो मामलों में, परमाणु ऊर्जा संयंत्र का थर्मल आरेख 2-सर्किट में किया जाता है: एक शीतलक 1 सर्किट में घूमता है, और दूसरा सर्किट में स्टीम-वाटर सर्किट होता है। उबलते पानी या उच्च तापमान वाले गैस शीतलक वाले रिएक्टरों के लिए, एकल-सर्किट थर्मल परमाणु ऊर्जा संयंत्र संभव है। उबलते उबलते रिएक्टरों में, पानी कोर में उबलता है, जिसके परिणामस्वरूप भाप-पानी का मिश्रण अलग हो जाता है, और संतृप्त भाप को या तो सीधे टर्बाइन में भेजा जाता है या सुपरहिटिंग के लिए प्रारंभिक रूप से कोर में वापस कर दिया जाता है (चित्र 3)। उच्च तापमान ग्रेफाइट-गैस रिएक्टरों में, पारंपरिक गैस टरबाइन चक्र का उपयोग करना संभव है। इस मामले में रिएक्टर एक दहन कक्ष के रूप में कार्य करता है। रिएक्टर के संचालन के दौरान, परमाणु ईंधन में विखंडनीय समस्थानिकों की सांद्रता धीरे-धीरे कम हो जाती है, और ईंधन जल जाता है। इसलिए, समय के साथ, उन्हें नए लोगों के साथ बदल दिया जाता है। रिमोट-नियंत्रित तंत्र और उपकरणों का उपयोग करके परमाणु ईंधन को पुनः लोड किया जाता है। खर्च किए गए ईंधन को खर्च किए गए ईंधन पूल में स्थानांतरित किया जाता है और फिर पुनर्संसाधन के लिए भेजा जाता है। रिएक्टर और इसकी सर्विसिंग प्रणालियों में शामिल हैं: जैविक परिरक्षण के साथ रिएक्टर, हीट एक्सचेंजर्स, पंप या गैस-ब्लोइंग इंस्टॉलेशन जो शीतलक को प्रसारित करते हैं; सर्किट के संचलन के लिए पाइपलाइन और फिटिंग; परमाणु ईंधन को पुनः लोड करने के लिए उपकरण; विशेष प्रणाली वेंटिलेशन, आपातकालीन कूल-डाउन, आदि। डिजाइन के आधार पर, रिएक्टरों में विशिष्ट विशेषताएं होती हैं: दबाव पोत रिएक्टरों में, शीतलक का पूरा दबाव ले जाने वाले पोत के अंदर ईंधन और मॉडरेटर स्थित होते हैं; चैनल रिएक्टरों में, शीतलक द्वारा ठंडा किया गया ईंधन विशेष रूप से स्थापित होता है। पाइप-चैनल, एक पतली दीवार वाले आवरण में संलग्न मॉडरेटर को भेदते हुए। ऐसे रिएक्टरों का उपयोग रूस (साइबेरियाई, बेलोयार्स्क एनपीपी, आदि) में किया जाता है। एनपीपी कर्मियों को विकिरण जोखिम से बचाने के लिए, रिएक्टर जैविक परिरक्षण से घिरा हुआ है, जिसके लिए मुख्य सामग्री कंक्रीट, पानी, रेत है। रिएक्टर सर्किट उपकरण पूरी तरह से सील होना चाहिए। संभावित शीतलक रिसाव के स्थानों की निगरानी के लिए एक प्रणाली की परिकल्पना की गई है, गैर-घनत्व और सर्किट ब्रेक की उपस्थिति को रोकने के लिए उपाय किए जाते हैं जिससे रेडियोधर्मी रिलीज और परमाणु ऊर्जा संयंत्र के परिसर और आसपास के क्षेत्र में संदूषण हो। रिएक्टर सर्किट के उपकरण आमतौर पर सीलबंद बक्से में स्थापित होते हैं, जो जैविक परिरक्षण द्वारा एनपीपी के बाकी परिसर से अलग होते हैं और रिएक्टर के संचालन के दौरान सेवित नहीं होते हैं। रेडियोधर्मी हवा और शीतलक वाष्प की एक छोटी मात्रा के कारण सर्किट से लीक की उपस्थिति एनपीपी विशेष के अप्राप्य परिसर से हटा दी जाती है। एक वेंटिलेशन सिस्टम, जिसमें वायुमंडलीय प्रदूषण की संभावना को खत्म करने के लिए शुद्धिकरण फिल्टर और होल्डिंग गैसहोल्डर प्रदान किए जाते हैं। विकिरण नियंत्रण सेवा एनपीपी कर्मियों द्वारा विकिरण सुरक्षा नियमों के कार्यान्वयन की निगरानी करती है। रिएक्टर कूलिंग सिस्टम में दुर्घटनाओं के मामले में, ईंधन तत्व क्लैडिंग के अति ताप और रिसाव को रोकने के लिए, परमाणु प्रतिक्रिया के तेजी से (कुछ सेकंड के भीतर) जाम करने की परिकल्पना की गई है; आपातकालीन शीतलन प्रणाली में स्वायत्त बिजली की आपूर्ति होती है। जैविक परिरक्षण, विशेष वेंटिलेशन और आपातकालीन शीतलन प्रणाली, और एक डोसिमेट्रिक नियंत्रण सेवा की उपस्थिति से एनपीपी ऑपरेटिंग कर्मियों को पूरी तरह से सुरक्षित करना संभव हो जाता है हानिकारक प्रभावविकिरण अनावरण। परमाणु ऊर्जा संयंत्र के टर्बाइन कक्ष के उपकरण ताप विद्युत संयंत्र के टरबाइन कक्ष के समान होते हैं। अधिकांश परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की एक विशिष्ट विशेषता अपेक्षाकृत कम मापदंडों की भाप का उपयोग है, संतृप्त या थोड़ा सुपरहीटेड। इसी समय, भाप में निहित नमी के कणों द्वारा टरबाइन के अंतिम चरणों के ब्लेड को क्षरण क्षति को रोकने के लिए टरबाइन में अलग करने वाले उपकरण स्थापित किए जाते हैं। कभी-कभी भाप के रिमोट सेपरेटर और रिहीटर्स का उपयोग करना आवश्यक होता है। इस तथ्य के कारण कि रिएक्टर कोर से गुजरते समय शीतलक और उसमें निहित अशुद्धियाँ सक्रिय हो जाती हैं, रचनात्मक समाधानटरबाइन रूम के उपकरण और सिंगल-सर्किट एनपीपी के टर्बाइन कंडेनसर की शीतलन प्रणाली को शीतलक रिसाव की संभावना को पूरी तरह से बाहर करना चाहिए। उच्च भाप मापदंडों वाले दो-सर्किट एनपीपी में, टरबाइन हॉल के उपकरण पर ऐसी आवश्यकताएं नहीं लगाई जाती हैं। एनपीपी उपकरणों के लेआउट के लिए विशिष्ट आवश्यकताओं में शामिल हैं: रेडियोधर्मी मीडिया से जुड़े संचार की न्यूनतम संभव लंबाई, रिएक्टर की नींव और सहायक संरचनाओं की कठोरता में वृद्धि, और कमरे के वेंटिलेशन के विश्वसनीय संगठन। रिएक्टर हॉल में शामिल हैं: जैविक परिरक्षण के साथ एक रिएक्टर, अतिरिक्त ईंधन छड़ और नियंत्रण उपकरण। एनपीपी को रिएक्टर-टरबाइन ब्लॉक सिद्धांत के अनुसार कॉन्फ़िगर किया गया है। टर्बाइन जेनरेटर और उनकी सर्विस सिस्टम टर्बाइन रूम में स्थित हैं। सहायक उपकरण और संयंत्र नियंत्रण प्रणाली इंजन कक्ष और रिएक्टर कक्ष के बीच स्थित हैं। अधिकांश औद्योगिक रूप से विकसित देशों(रूस, संयुक्त राज्य अमेरिका, इंग्लैंड, फ्रांस, कनाडा, जर्मनी, जापान, पूर्वी जर्मनी, आदि) 1980 तक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन और निर्माणाधीन क्षमता को दसियों GW तक लाया गया था। 1967 में प्रकाशित संयुक्त राष्ट्र अंतर्राष्ट्रीय परमाणु एजेंसी के अनुसार, 1980 तक दुनिया के सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की स्थापित क्षमता 300 GW तक पहुंच गई थी। पहले परमाणु ऊर्जा संयंत्र के चालू होने के बाद के वर्षों में, परमाणु रिएक्टरों के कई डिजाइन बनाए गए हैं, जिसके आधार पर हमारे देश में परमाणु ऊर्जा का व्यापक विकास शुरू हुआ। एनपीपी सबसे ज्यादा हैं आधुनिक रूपअन्य प्रकार के बिजली संयंत्रों की तुलना में बिजली संयंत्रों के कई महत्वपूर्ण लाभ हैं: सामान्य स्थितिकामकाज वे बिल्कुल प्रदूषित नहीं करते हैं वातावरण, कच्चे माल के स्रोत के संदर्भ की आवश्यकता नहीं है और, तदनुसार, लगभग हर जगह स्थित हो सकता है, नई बिजली इकाइयों की क्षमता एक औसत पनबिजली स्टेशन की क्षमता के लगभग बराबर होती है, हालांकि, एक पर स्थापित क्षमता की उपयोग दर परमाणु ऊर्जा संयंत्र (80%) एक जलविद्युत ऊर्जा संयंत्र या थर्मल पावर प्लांट की तुलना में काफी अधिक है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की अर्थव्यवस्था और दक्षता का अंदाजा इसी बात से लगाया जा सकता है कि 1 किलो यूरेनियम लगभग 3000 टन कोयले को जलाने से उतनी ही गर्मी पैदा कर सकता है। सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत एनपीपी में व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण कमियां नहीं होती हैं। हालांकि, संभावित अप्रत्याशित परिस्थितियों में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के खतरे को नोटिस करने में विफल नहीं हो सकता है: भूकंप, तूफान, आदि - यहां बिजली इकाइयों के पुराने मॉडल प्रतिनिधित्व करते हैं संभावित खतरारिएक्टर के अनियंत्रित ओवरहीटिंग के कारण क्षेत्रों का विकिरण संदूषण।

पारंपरिक बिजली

पारंपरिक विद्युत ऊर्जा उद्योग कई सौ वर्षों से अच्छी तरह से विकसित और परीक्षण किया गया है। अलग-अलग स्थितियांशोषण। दुनिया की बिजली का शेर का हिस्सा पारंपरिक थर्मल पावर प्लांट (टीपीपी) में पैदा होता है।

तापीय ऊर्जा

तापीय विद्युत उत्पादन में तापीय विद्युत संयंत्रों में प्राकृतिक ऊर्जा के जैविक ईंधन से ऊष्मा और बिजली में क्रमिक रूपांतरण का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा का उत्पादन किया जाता है। टीपीपी में विभाजित हैं:

भाप का टर्बाइन;

गैस टर्बाइन;

भाप-गैस.

दुनिया में हीट पावर इंजीनियरिंग अन्य प्रकारों में अग्रणी भूमिका निभाती है। तेल दुनिया में सभी बिजली का 39% उत्पादन करता है, कोयला - 27%, गैस - 24%।

पोलैंड और दक्षिण अफ्रीका में, ऊर्जा ज्यादातर कोयले के दहन पर आधारित होती है, जबकि हॉलैंड में यह गैस पर आधारित होती है। चीन, ऑस्ट्रेलिया और मैक्सिको जैसे देशों में ताप विद्युत उत्पादन का एक बड़ा हिस्सा।

एक टीपीपी का मूल उपकरण बॉयलर, टर्बाइन और जनरेटर जैसे घटक हैं। जब बॉयलर में ईंधन जलाया जाता है, तो ऊष्मा ऊर्जा निकलती है, जो जल वाष्प में परिवर्तित हो जाती है। जल वाष्प की ऊर्जा, बदले में, टरबाइन में प्रवेश करती है, जो घूर्णन करते समय यांत्रिक ऊर्जा में बदल जाती है। जनरेटर इस घूर्णन ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। इस मामले में, उपभोक्ता की जरूरतों के लिए गर्मी ऊर्जा का भी उपयोग किया जा सकता है।

थर्मल पावर प्लांट के अपने फायदे और नुकसान दोनों हैं।
सकारात्मक कारक:
- ईंधन संसाधनों के स्थान से जुड़े अपेक्षाकृत मुक्त स्थान;
- मौसमी उतार-चढ़ाव की परवाह किए बिना बिजली पैदा करने की क्षमता।
नकारात्मक कारक:
- टीपीपी की दक्षता कम है, अधिक सटीक रूप से, प्राकृतिक संसाधनों की ऊर्जा का लगभग 32% ही बिजली में परिवर्तित होता है;
- ईंधन संसाधन सीमित हैं।
- नकारात्मक प्रभावपर्यावरण पर।

हाइड्रोलिक पावर इंजीनियरिंग

हाइड्रोलिक पावर में, हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट (एचपीपी) में बिजली उत्पन्न होती है, जो जल प्रवाह की ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करती है।

हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट सबसे सस्ते प्रकार की बिजली का उत्पादन करते हैं, लेकिन इसकी निर्माण लागत काफी अधिक होती है। यह हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट थे जिन्होंने यूएसएसआर को इसके गठन के पहले 10 वर्षों में उद्योग में एक बड़ी छलांग लगाने की अनुमति दी थी।

पनबिजली बिजली संयंत्रों का मुख्य नुकसान उनके संचालन की मौसमी है, जो उद्योग के लिए बहुत असुविधाजनक है।

पनबिजली संयंत्र तीन प्रकार के होते हैं:
- हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट। हाइड्रोलिक संरचनाओं के निर्माण ने नदी के प्राकृतिक जल संसाधनों को कृत्रिम जलविद्युत संसाधनों में बदलना संभव बना दिया, जो एक टरबाइन में परिवर्तित होकर यांत्रिक ऊर्जा में बदल जाता है, जो बदले में जनरेटर में बिजली में बदल जाता है।

ज्वारीय स्टेशन। यहां समुद्र के पानी का उपयोग किया जाता है। उतार और बहाव के कारण समुद्र का स्तर बदल जाता है। ऐसे में कभी-कभी लहर 13 मीटर तक पहुंच जाती है। इन स्तरों के बीच एक अंतर पैदा होता है और इस तरह पानी का दबाव बनता है। लेकिन ज्वार की लहर अक्सर बदल जाती है, इसके परिणामस्वरूप, स्टेशनों का सिर और शक्ति दोनों बदल जाते हैं। उनका मुख्य नुकसान मजबूर मोड है: ऐसे स्टेशन बिजली नहीं देते हैं जब उपभोक्ता को इसकी आवश्यकता होती है, लेकिन यह निर्भर करता है स्वाभाविक परिस्थितियां, अर्थात्: जल स्तर के उतार और प्रवाह से। यह ऐसे स्टेशनों के निर्माण की उच्च लागत पर भी ध्यान देने योग्य है।

पंप भंडारण बिजली संयंत्र। के बीच पानी की समान मात्रा के चक्रीय संचलन का उपयोग करके निर्मित अलग - अलग स्तरस्विमिंग पूल। जब रात में बिजली की आवश्यकता नगण्य होती है, तो रात में उत्पादित अतिरिक्त ऊर्जा का उपयोग करते हुए, पानी निचले पूल से ऊपरी पूल में प्रवाहित होता है। दिन के समय, जब बिजली की खपत तेजी से बढ़ जाती है, तो बिजली में परिवर्तित होने के दौरान पानी को टर्बाइनों के माध्यम से ऊपरी जलाशय से नीचे छोड़ा जाता है। इस दृष्टिकोण के आधार पर, पंप किए गए भंडारण बिजली संयंत्र पीक लोड को कम करना संभव बनाते हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पनबिजली संयंत्र बहुत कुशल हैं, क्योंकि वे नवीकरणीय संसाधनों का उपयोग करते हैं और प्रबंधन के लिए अपेक्षाकृत आसान हैं, और उनकी दक्षता 80% से अधिक तक पहुंच जाती है। इसलिए उनकी बिजली सबसे सस्ती है। हालांकि, हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन का निर्माण दीर्घकालिक है और इसके लिए बड़े पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है और जो महत्वपूर्ण है, जल निकायों के जीवों को नुकसान पहुंचाता है।

परमाणु ऊर्जा

परमाणु ऊर्जा में, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों (एनपीपी) में बिजली उत्पन्न होती है। इस प्रकार के स्टेशन का उपयोग यूरेनियम की परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया द्वारा ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

अन्य प्रकार के बिजली संयंत्रों पर परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लाभ:
- पर्यावरण को प्रदूषित न करें (अप्रत्याशित घटना को छोड़कर)
- कच्चे माल के स्रोत से लगाव की आवश्यकता नहीं है
- लगभग हर जगह रखा जाता है।

अन्य प्रकार के बिजली संयंत्रों पर परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के नुकसान:
- सभी प्रकार की अप्रत्याशित परिस्थितियों में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का खतरा: भूकंप, तूफान आदि के परिणामस्वरूप दुर्घटनाएं।
- रिएक्टर के अधिक गर्म होने के कारण क्षेत्रों के विकिरण संदूषण द्वारा ब्लॉकों के पुराने मॉडल संभावित रूप से खतरनाक हैं।
- रेडियोधर्मी कचरे के निपटान में कठिनाइयाँ।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में बिजली उत्पादन के मामले में, अग्रणी स्थान पर फ्रांस (80%) का कब्जा है। संयुक्त राज्य अमेरिका, बेल्जियम, जापान और कोरिया गणराज्य का भी एक बड़ा हिस्सा है।

अपरंपरागत बिजली

तेल, गैस, कोयले के भंडार अनंत नहीं हैं। इन भंडारों को बनाने में प्रकृति को लाखों वर्ष लगे, और वे केवल सैकड़ों वर्षों में खर्च होंगे।

क्या होगा जब ईंधन (तेल और गैस) जमा समाप्त हो जाएगा?

वैकल्पिक ऊर्जा के मुख्य स्रोत:
- छोटी नदियों की ऊर्जा;
- उतार और प्रवाह की ऊर्जा;
- सूर्य की ऊर्जा;
- पवन ऊर्जा;
- भूतापीय ऊर्जा;
- दहनशील अपशिष्ट और उत्सर्जन की ऊर्जा;
- माध्यमिक या अपशिष्ट ताप स्रोतों और अन्य की ऊर्जा।

इन बिजली संयंत्रों के विकास को प्रभावित करने वाले सकारात्मक कारक:
- बिजली की कम लागत;
- स्थानीय बिजली संयंत्र रखने की क्षमता;
- गैर-पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों की नवीकरणीयता;
- मौजूदा बिजली प्रणालियों की विश्वसनीयता बढ़ाना।

वैकल्पिक ऊर्जा की विशेषता विशेषताएं हैं:
- पारिस्थितिक स्वच्छता,
- उनके निर्माण में बहुत बड़ा निवेश,
- कम इकाई शक्ति।

गैर-पारंपरिक ऊर्जा की मुख्य दिशाएँ:
छोटे पनबिजली संयंत्र;
पवन ऊर्जा;
भूतापीय ऊर्जा ;;

बायोएनेर्जी इंस्टॉलेशन (बायोफ्यूल इंस्टॉलेशन);
सूर्य की ऊर्जा;

ईंधन सेल संयंत्र

हाइड्रोजन ऊर्जा;

थर्मोन्यूक्लियर पावर इंजीनियरिंग।

ऊर्जा का सबसे सुविधाजनक रूप विद्युत है, जिसे सभ्यता का आधार माना जा सकता है। प्राथमिक ऊर्जा का विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण बिजली संयंत्रों में किया जाता है: थर्मल पावर प्लांट, हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट, परमाणु ऊर्जा संयंत्र।

आवश्यक प्रकार की ऊर्जा का उत्पादन और उपभोक्ताओं को इसकी आपूर्ति प्रक्रिया में होती है ऊर्जा उत्पादन,जिसमें आप हाइलाइट कर सकते हैं पांच चरण:

1. ऊर्जा संसाधनों की प्राप्ति और एकाग्रता : ईंधन की निकासी और संवर्धन, हाइड्रोलिक संरचनाओं का उपयोग करके पानी के दबाव की एकाग्रता, आदि;

2. ऊर्जा संसाधनों का ऊर्जा रूपांतरण संयंत्रों में स्थानांतरण ; यह भूमि और पानी द्वारा परिवहन द्वारा या पानी, तेल, गैस, आदि की पाइपलाइनों के माध्यम से पंप करके किया जाता है;

3. प्राथमिक ऊर्जा का द्वितीयक में रूपांतरण , जिसके पास इन परिस्थितियों में वितरण और खपत के लिए सबसे सुविधाजनक रूप है (आमतौर पर विद्युत और तापीय ऊर्जा में);

4. परिवर्तित ऊर्जा का संचरण और वितरण ;

5. बिजली की खपत , दोनों रूपों में किया जाता है जिसमें इसे उपभोक्ता तक पहुंचाया जाता है, और रूपांतरित रूप में।

ऊर्जा उपभोक्ता हैं: उद्योग, परिवहन, कृषि, आवास और सांप्रदायिक सेवाएं, रोजमर्रा की जिंदगी और सेवाओं का क्षेत्र।

अगर कुल ऊर्जाउपयोग किए गए प्राथमिक ऊर्जा संसाधनों में से 100% के रूप में लिया जाना है, तो उपयोगी ऊर्जा केवल 35-40% होगी, बाकी खो जाती है, और इसका अधिकांश हिस्सा गर्मी के रूप में होता है।

बिजली संयंत्रों के मुख्य प्रकार और उनकी विशेषताएं

प्राथमिक ऊर्जा का द्वितीयक ऊर्जा में परिवर्तन, विशेष रूप से विद्युत ऊर्जा में, स्टेशनों पर किया जाता है, जिसमें उनके नाम से संकेत मिलता है कि किस प्रकार की प्राथमिक ऊर्जा उन पर किस प्रकार की माध्यमिक ऊर्जा में परिवर्तित होती है:

टीपीपी - थर्मल पावर प्लांटतापीय ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है;

हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन - हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांटपानी की गति की यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है;

पंप स्टोरेज पावर प्लांट - पंप स्टोरेज पावर प्लांटकृत्रिम जलाशय में पहले से संचित पानी की गति की यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है;

एनपीपी - परमाणु ऊर्जा संयंत्रपरमाणु ईंधन की परमाणु ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है;

पीईएस - ज्वारीय बिजली संयंत्रमहासागरीय उतार और प्रवाह की ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है;

डब्ल्यूपीपी - पवन ऊर्जा संयंत्रपवन ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है;

एसईएस - सौर ऊर्जा संयंत्रऊर्जा परिवर्तित करता है सूरज की रोशनीबिजली आदि में

बेलारूस में, थर्मल पावर प्लांटों में 95% से अधिक ऊर्जा उत्पन्न होती है। इसलिए, हम ताप विद्युत संयंत्रों में ऊर्जा परिवर्तित करने की प्रक्रिया पर विचार करेंगे। उनके उद्देश्य के अनुसार, टीपीपी को दो प्रकारों में बांटा गया है:

केईएस - संघनक ताप विद्युत संयंत्र जो केवल विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करते हैं;

सीएचपी - संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र, जो विद्युत और तापीय ऊर्जा का संयुक्त उत्पादन करते हैं।

टीपीपी जैविक (गैस, ईंधन तेल, कोयला) और परमाणु ईंधन दोनों पर काम कर सकते हैं।

टीपीपी के मुख्य उपकरण (चित्र। 2.3) में स्टीम जनरेटर बॉयलर, स्टीम जनरेटर, टर्बाइन टी और जनरेटर जी शामिल हैं। बॉयलर में ईंधन के दहन के दौरान ऊष्मा ऊर्जा निकलती है, जो भाप ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। टर्बाइन टी में, जल वाष्प को रोटेशन की यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है - 3000 आरपीएम (50 हर्ट्ज) की गति से टरबाइन एक विद्युत जनरेटर जी को घुमाता है, जो रोटेशन की ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। खपत की जरूरतों के लिए तापीय ऊर्जा को टरबाइन या बॉयलर से भाप के रूप में लिया जा सकता है। टीपीपी के मुख्य उपकरण के अलावा, आंकड़ा एक भाप कंडेनसर के दिखाता है, जहां अपशिष्ट भाप को बाहरी पानी और संघनित किया जाता है (इस मामले में, भाप से एक निश्चित मात्रा में गर्मी को हटा दिया जाता है और पर्यावरण में छोड़ दिया जाता है। ) और एक परिसंचरण पंप एच, जो बॉयलर को फिर से घनीभूत करता है। इस प्रकार, चक्र बंद है। सीएचपी योजना इस तथ्य से अलग है कि कंडेनसर के बजाय, एक हीट एक्सचेंजर स्थापित किया जाता है, जहां महत्वपूर्ण दबाव पर भाप मुख्य ताप लाइनों को आपूर्ति किए गए पानी को गर्म करती है।

टीपीपी की मानी गई योजना मुख्य है; यह एक भाप जनरेटर का उपयोग करता है जिसमें जल वाष्प ऊर्जा वाहक के रूप में कार्य करता है। गैस टरबाइन इकाइयों के साथ थर्मल स्टेशन हैं। ऐसे प्रतिष्ठानों में ऐसे प्रतिष्ठानों में ऊर्जा का वाहक हवा के साथ गैस है। जीवाश्म ईंधन के दहन के दौरान गैस निकलती है और गर्म हवा के साथ मिश्रित होती है। 750-770 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गैस-वायु मिश्रण टरबाइन को आपूर्ति की जाती है, जो जनरेटर को घुमाती है। गैस टरबाइन इकाइयों के साथ एक टीपीपी एक भाप टरबाइन की तुलना में अधिक गतिशील है: इसे शुरू करना, रोकना और विनियमित करना आसान है; जबकि ऐसे टर्बाइनों की क्षमता स्टीम टर्बाइनों की क्षमता से 5-8 गुना कम होती है, और उन्हें उच्च श्रेणी के ईंधन पर काम करना चाहिए।

एक भाप टरबाइन और एक गैस टरबाइन इकाई का संयोजन एक संयुक्त चक्र गैस टरबाइन इकाई बनाता है, वे दो ऊर्जा वाहक - भाप और गैस का उपयोग करते हैं।

टीपीपी में बिजली पैदा करने की प्रक्रिया को तीन चक्रों में विभाजित किया जा सकता है: रासायनिक - दहन प्रक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप गर्मी भाप में स्थानांतरित हो जाती है; यांत्रिक - भाप की तापीय ऊर्जा को घूर्णी ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है; विद्युत - घूर्णन की यांत्रिक ऊर्जा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।

एक टीपीपी की कुल दक्षता में सभी सूचीबद्ध चक्रों की दक्षता का गुणनफल होता है:

η टीपी = η एन एस · η एम · η एन एस

टीपीपी दक्षता सैद्धांतिक रूप से बराबर है:

η टीपी = 0.9 · 0.63 · 0.9 = 0.5।

व्यावहारिक रूप से घाटे को ध्यान में रखते हुए, टीपीपी दक्षता 36-39% के भीतर है। इसका मतलब है कि 64-61% ईंधन बर्बाद हो जाता है, जो वातावरण में तापीय उत्सर्जन के रूप में पर्यावरण को प्रदूषित करता है। एक सीएचपी संयंत्र की दक्षता एक टीपीपी की दक्षता से लगभग 2 गुना अधिक होती है। इसलिए, ऊर्जा संरक्षण में सीएचपी का उपयोग एक महत्वपूर्ण कारक है।