Какие существуют тепловые электростанции по виду используемой первичной природной энергии и по типу двигателя?

По виду используемой первичной природной энергии существуют следующие типы тепловых электростанций:

- тепловые электростанции на органическом топливе (уголь, мазут, природный газ, горючие сланцы и др.); такие электрические станции получили название ТЭС (в узком смысле слова); основные разновидности тепловых электростанций на органическом топливе – это пылеугольные и газомазутные ТЭС; для пылеугольных станций резервным топливом может быть газ;

- тепловые электростанции на ядерном топливе, т.е. атомные электростанции (АЭС);

- тепловые электростанции, использующие нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (НВИЭ), в частности, энергию прямого солнечного излучения. Отметим, что первоисточником почти всех видов первичной природной энергии является Солнце. Например, уголь образовался в земной коре из продуктов органического происхождения, прежде всего растительности, а ее рост происходит за счет солнечной энергии. Причиной океанских приливов является вращение Луны вокруг Земли, а последней - вокруг Солнца. Течение рек обусловлено испарением воды с поверхности крупных водоемов за счет солнечной энергии и последующим выпадением осадков в виде дождя, снега.

Рассмотрим использование энергии прямого солнечного излучения для выработки электрической энергии. Солнечные электростанции (СЭС) имеют также другое название – гелиоэлектростанции (ГеЭС). На примере СЭС можно показать главный отличительный признак, по которому те или иные электрические станции относят или не относят к тепловым. Если на электростанции солнечная энергия сначала преобразуется в тепловую путем фокусирования солнечных лучей (т.е. концентрирования потока энергии) и выработки рабочего пара на турбину, то такая станция является тепловой. Но возможен и другой способ выработки электроэнергии на СЭС – путем прямого преобразования энергии солнечного излучения в электрическую с помощью полупроводниковых материалов; в этом случае электростанция не относится к ТЭС.

Таким образом, тепловыми называются электрические станции, на которых происходит преобразование какой-либо первичной природной энергии сначала в тепловую, а в конечном счете - в электрическую энергию.

Среди тепловых электростанций, использующих НВИЭ, наряду с СЭС можно назвать геотермальные ТЭС (ГеоТЭС), использующие энергию подземных горячих источников, и биогазовые теплоэлектростанции, для которых топливом являются газообразные продукты разложения органических веществ животного происхождения.

По типу двигателя тепловые электростанции подразделяются на:

- паротурбинные;

- газотурбинные;

- парогазовые;

- ТЭС с магнитогидродинамическими установками (МГДУ).

Как классифицируются ТЭС по виду отпускаемой энергии и по установленной электрической мощности? Что такое ГРЭС? К какому типу электростанций по виду отпускаемой энергии относятся АЭС?

Тепловые электростанции отпускают потребителям электрическую и тепловую энергию. В отдельных случаях энергоустановки небольшой мощности могут также быть источником механической энергии для привода каких-либо агрегатов.

По виду отпускаемой энергии ТЭС подразделяются на два основных типа:

- конденсационные электростанции (КЭС), предназначенные для выработки только электрической энергии;

- теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), отпускающие потребителям и электрическую, и тепловую энергию на основе комбинированного производства электроэнергии и теплоты турбинами таких электростанций.

На КЭС устанавливаются конденсационные турбины, имеющие только нерегулируемые отборы для подачи греющего пара в ПВД, ПНД, деаэратор и другие элементы турбоустановки. Такие турбины не имеют регулируемых отборов и/или противодавления.

Турбины ТЭЦ являются теплофикационными. Они имеют как нерегулируемые отборы, так и один или несколько регулируемых отборов и/или противодавление. Основными видами регулируемых отборов являются производственный и отопительный. Первый из них еще может называться верхним, а второй – нижним регулируемым отбором.

Для любого типа турбин суммарная выработка электроэнергии всеми потоками пара, идущими в регулируемые и нерегулируемые отборы, а также в противодавление, называется теплофикационной, а потоком пара, идущим в конденсатор турбины (т.е. конденсационным потоком пара), - конденсационной выработкой.

ТЭЦ строятся в основном в крупных городах, где имеются значительная производственная тепловая нагрузка и расход теплоты на отопление и горячее водоснабжение. В небольших населенных пунктах строительство ТЭЦ целесообразно только при наличии промышленных предприятий-потребителей технологического пара.

ТЭЦ должны быть расположены вблизи потребителей теплоты, поскольку передача тепловой энергии экономически целесообразна на небольшие расстояния – как с горячей водой, так и в особенности с паром.

ТЭЦ бывают трех типов в зависимости от характера тепловой нагрузки:

- промышленного типа (отпускают пар промышленным потребителям для технологических целей);

- отопительного типа (для отопления и горячего водоснабжения);

- промышленно-отопительного типа (имеют и производственную, и отопительную тепловую нагрузку).

Две основныеразновидности КЭС – это ГРЭС (государственная районная электростанция) и АЭС. ГРЭС – это КЭС на органическом, а АЭС - на ядерном топливе.

ГРЭС не строятся в крупных городах - там нужны ТЭЦ из-за большой тепловой нагрузки. АЭС располагаются на расстоянии не менее чем несколько десятков километров от значительных населенных пунктов, каковыми считаются региональные центры и другие большие города. Поэтому при ГРЭС и АЭС есть жилой поселок с населением несколько тысяч или десятков тысяч жителей, требующий теплоснабжения для бытовых целей. Соответствующую тепловую нагрузку турбоустановок обоих этих видов КЭС можно условно считать расходом тепловой энергии на собственные нужды, так как отпуск теплоты в данном случае незначителен.

Если ТЭЦ работает на ядерном топливе, то ее называют атомной теплоэлектроцентралью (АТЭЦ).

Могут также строиться атомные станции теплоснабжения (АСТ) и атомные станции промышленного теплоснабжения (АСПТ). АСТ и АСПТ не являются электрическими станциями, так как отпускают только тепловую энергию, т.е. это по существу атомные котельные – аналоги обычных котельных на органическом топливе.

По установленной электрической мощности ТЭС принято подразделять на три категории:

- ТЭС большой мощности (более 1000 МВт);

- средней (от 100 до 1000);

- малой (менее 100).