Сравнительная характеристика паротеплопроводов

Таблица 7.1

Одновременно возрастут затраты стали на трубы и затраты энергии на перекачку, но квадратично от диаметра; удельные же характеристики на единицу передаваемой энергии и на единицу расстояния уменьшатся:

\1 / \2

Wnin [МВт/км] -

а./Ь[кг/(кВткм)] = 0,3

(7.10)

Для сравнения на рис. 7.6 нанесены зависимости удельной материалоемкости ЛЭП, передающей электроэнергию на расстояния транспортировки. При этом было принято, что энергия передается от КВС 10, предназначенного для производства электроэнергии с КПД = 0,4, а линия электропередачи должна иметь КПД Т1дзд = 0,9. Материалоемкость проводов оценивалась как

[кг/кВт].-РжЬ14.10([-])

(1-Лэл)Ллэп {U[KB]f

(7.11)

л-1 .

где Рэд=10 Ом плотность стали; [

10, кг/кВт

500-

400 -

300 -

200-

100 -

Цифры в За начальную

На рис. 7.6 п(

дом, если бы газов Но газ кончае мать, что это ми не ошибочны, тепл Трубы диаметром с территории Росс провода. Значит, ф; зовать пар больше показаний к приме!

Таблица 7.1

фОВОДОВ

траты энергии на пе-еристики на единицу

. (7.10)

вльнои материалоем-эанспортировки. При редназначенного для стропередачи должна

алась как

(7.11)

где рэд=10 Омм -удельное сопротивление стали; p,gx = 8000 кг/м- плотность стали; [/-напряжение ЛЭП.

ц, кг/кВт

500 -

400 --

300-

200-

100-

02000 30 ГВт

ЛЭП 700 кВ

ЛЭП 1 MB

0 2000 (2800) 40 ГВт (80 ГВт)

Газопровод

0 800 30 ГВт

1000

1500

2000

2500

3000

L, км

Рис. 7.6. Металлоемкость различных вариантов теплоснабжения в зависимости от расстояния теплопередачи.

Цифры возле прямых - номера вариантов транспортировки (табл. 7.1) За начальную материалоемкость производства электроэнергии принято эл = [.перен/Лэл ==150 кг/кВт .

На рис. 7.6 показано и преимущество газопровода перед паротеплопрово-дом, если бы газовые месторождения были вблизи потребителей тепла.

Но газ кончается и становится объектом очередного дележа . Наивно думать, что это мирный процесс . Тепло необходимо всем. Если наши оценки не ошибочны, теплоснабжение Европы от КВС выглядит достаточно реалистично. Трубы диаметром около 2 метров (см. рис. 7.6) позволяют эту задачу решить с территории России. Взрывоопасность паротеплопровода много ниже, чем газопровода. Значит, фактически имеется некоторый резерв : в ПТП можно использовать пар большей плотности, чем газ в газопроводах. Экологических противопоказаний к применению паротеплопроводов не нашлось.

Несмотря на некоторую некорректность при сравнении затрат на паротеп-лопроводы с затратами на ЛЭП, выгода от прямой передачи тепла (см. рис. 7.6) следует достаточно очевидно. Однако для реализации этой выгоды необходимо передавать десятки (а может быть и сотни) гигаватт тепла. При этом оказывается, что эта выгода проявляется не только на малых, но и на больших (несколько тысяч километров) расстояниях.

В заключение отметим только, что паротеплопровод в наших оценках выглядит много проще, чем ЛЭП с напряжением в 1 ООО киловольт. А только такая ЛЭП конкурентоспособна с теплопроводом при расстояниях транспортировки в пределах 2000 км.

7.2.5. Низкотемпературное тепло, оазисы

При работе ТЭС или АЭС, основным назначением которых является производство электроэнергии, до 60...70% энергии первичного топлива сбрасывается в окружающую среду через градирни или в подходящий водоем в виде низкотемпературного (<100 °С) тепла. Как правило, используются конденсационные электростанции (КЭС), после охлаждения конденсаторов которых образуется низкотемпературное тепло. Мощность, отдаваемая в конденсаторах, в полтора - два раза выше электрической мощности электроустановки.

По такому принципу построена схема, представленная на рис. 7.5. Теплоснабжение и производство искусственного органического топлива осуществляются за счет использования части тепла, отбираемого от первичного теплоносителя параллельно отбору тепла для работы турбин. Если такого дополнительного тепла отбирается не очень много, то при работе КВС с тепловой мопщостью 30 ГВт придется сбрасывать 12... 15 ГВт тепла.

В энергоустановках, работающих по принципу теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), рабочее тело, направляемое в турбину при температуре Т^ , охлаждается до сравнительно высокой температуры Tgy , и тепло, обладающее температурой Г^у ,

используется для теплоснабжения и технологических нужд (например, для синтеза топлива). Тепловая схема (см. рис. 7.5), называемая часто П-образной, не требует специальных конденсаторов. Но КПД преобразования тепла в механическую энергию не может превысить

Т -Т

(7.12)

Поэтому в П-образной схеме доля вырабатываемой электроэнергии меньше, а полное использование энергии больше.

Так, если рабочее тело имеет на входе температуру -525 °С (800 К) и на выходе 325 °С (600 К), то КПД турбин не может превысить 25 %. Такой КПД для глобального энергоснабжения более чем достаточен, доля электроэнергии в общем энергопроизводстве не планируется до середины XXI века более 17...20 %. Зимой эта доля может оказаться даже меньше. Поэтому, отправив потребителям горячий теплоноситель, можно получить от них холодный, охлаждая им рабочее

тело турбины и ос снабжение снизятс; лишнее тепло norpi меняется редко, Т1 хотя и меньше, чем Как использов

Солнца Ю'В пература Земли не вопрос о допустим Не перегреет ли ее:

Если произвол

поверхности будет

ходимо, чтобы тем Больцмана, повыси

где Гер =300К - (

Но если учест; ежегодное прираще

тановления новой т Оценки глобал мыми парниковым]

образом, опасаться Наоборот, замена у фект. Кстати говор максимального наг] дня АГпарн=0,5 X

Вместе с тем, уровне мировой эш часть тепла, произв ра, пруды. Их же, п

пример, реки перен

личество воды эне{ конечно, не произо теплом с окружаю! десятков километре вые отходы .