Відомості про будову та принцип функціонування енергосистем

Процеси, які включають отримання тепла від спалювання пального та перетворення його за допомогою перегрітого газу під тиском у механічну енергію називають теплоенергетикою.

Теплоенергетика працює на законах термодинаміки та газових. Кінцевим результатом теплоенергетики є отримання обертового руху електромеханічної системи передачі цього руху та підведення його до рухомої частини генератора – ротора.

Енергію стислого перегрітого пару перетворює у обертовий рух парової турбіни (рис.2).

Рис.2. Принцип роботи теплової електростанції.

1 – піч для спалювання пального;

2 – зворотні клапани для утримання тиску;

3 – закритий контур перегрітого водяного пару;

4 – теплообмінник;

5 – відкритий контур пароводяної суміші під тиском;

6 – сопло;

7 – лопаті колеса турбіни;

8 – механічна переробка обертового руху;

9 – ротор генератора;

10 – корпус турбіни;

11 – холодна вода;12 – водозабірна труба;

13 – зливні труби;

14 – озеро холодної води

15 – насос.

Теплова електростанція складається із котельної установки (печі) 1, де спалюється пальне і теплова енергія передається воді, яка заноситься через зворотній клапан 2 у закритий контур 3. Для отримання високої температури, згідно закону газового стану, треба щоб система витримувала високі тиски. Теплова енергія нагрітої у контурі 3 води за допомогою теплообмінника 4 передається відкритому контуру 5. У цьому контурі перегрітий пар під тиском сотні атмосфер виривається із сопла 6 і з великою силою поступає на лопаті 7 турбіни. Потужність турбіни є у прямій залежності від перепаду температури, тому у нижній частині корпусу турбіни циркулює холодна вода, що забирається із водоймища (озеро) 14 або від системи охолодження. Витрати гарячої води у контурі 5 поповнюється через зворотній клапан 2. Циркуляція холодної води для створення перепаду температур у корпусі турбіни забезпечується насосом 15.

Обертовий рух турбіни передається через передачу 8 до ротора генератора 9. Чим більше енергії видає генератор у ЛЕП, тим більше треба спалювати пального. При зменшенні споживання енергії система автоматично зменшує подачу пального.

Найефективніше працює ТЕС у випадку сталої віддачі енергії генератором. Чим більше розгалуження енергосистеми, тим стабільнішим є споживання електроенергії, та ефективніше працює ТЕС.