Рис. 6.3.3. Выработка электроэнергии на АЭС на душу населения
в 2004 году (в странах, в которых этот показатель в два и более раза превышал среднемировой уровень)
Как показывает рис. 6.3.3, у соседей Эстонии (в Швеции, Финляндии, Литве и России) ядерная энергетика весьма развита. Это отражается и в большом количестве АЭС, располагающихся вокруг Балтийского моря (рис. 6.3.4).
Рис. 6.3.4. АЭС, расположенные на побережье или вблизи Балтийского моря – 2008 год
Первая в мире АЭС введена в строй 27 июня 1954 года в Обнинске (в Калужской области России). На станции был установлен графитовый реактор тепловой мощностью 30 MW и электрической мощностью 5 MW (с кпд 17 %), разработанный для атомохода Обнинским научно-исследовательским институтом судостроения. Реактор работал до 2002 года. Первая АЭС, реакторы которой проектировались сразу для работы в энергосистеме, с 4 реакторами по 60,5 MW была пущена в 1956 году в Колдер Холле (Calder Hall, Великобритания); эта станция была закрыта в 2002…2003 годах. Реакторы электрической мощностью 1000 MW и более появились в 1973 году. Единственная АЭС в Балтийских странах, в Игналине (Ignalina, Литва), была пущена 1 марта 1984 года. На этой станции установлены два реактора типа РБМК, спроектированные на электрическую мощность 1500 MW, но фактически вырабатывавшие мощность 1300 MW. Так как эта станция не соответствует европейским требованиям ядерной безопасности, первый ее энергоблок был отключен 31 декабря 2004 года, а отключение второго блока предусмотрено в 2009 году. В феврале 2006 года премьер-министры Балтийских стран подписали протокол о намерениях по строительству новой АЭС на том же месте. Обсуждается возможность сооружения АЭС и в Эстонии.
6.4 ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Доля гидроэлектростанций (ГЭС) в мировой выработке электроэнергии в 2004 году составляла 16,5 % (см. рис. 6.1.3). На ГЭС для выработки электроэнергии используется энергия движущейся воды, проявляющаяся, как отмечено в разделе 2.6,
-
водяным стоком рек,
-
морскими приливами,
-
морскими волнами.
К ГЭС относятся и гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС), рассмотренные в разделе 5.3.
Более 99,9 % гидроэлектростанций мира устроено на реках (речные ГЭС). Для сооружения ГЭС реку перекрывают плотиной, высота которой зависит от геологической структуры русла реки. Если река протекает в глубоком скалистом ущелье, то высота плотины может превышать 100 m (плотина Нурекской ГЭС на реке Вахш в Таджикистане имеет, например, высоту 300 m), но в случае равнинных рек она обычно не превышает нескольких десятков метров. Плотины малых ГЭС могут иметь высоту и в несколько метров.
В случае высоких плотин, здание ГЭС обычно располагается за плотиной (приплотинная ГЭС, рис. 6.4.1), а в случае низких плотин (приблизительно до 30 m) может совмещаться с плотиной (русловая ГЭС, рис. 6.4.2).
Рис. 6.4.1. Принцип устройства приплотинной ГЭС (пример).
1 водохранилище (верхний бьеф), 2 бетонная плотина, 3 здание ГЭС (машинный зал), 4 водосброс (нижний бьеф)
Рис. 6.4.2. Принцип устройства русловой ГЭС (пример).
1 водохранилище, 2 земляная (насыпная или намывная) плотина,
3 бетонная (водосливная) плотина и здание ГЭС, 4 водосброс
Подвод воды из водохранилища к зданию ГЭС может осуществляться и при помощи подводящих (деривационных) каналов или труб. Пример безнапорной деривации приведен на рис. 6.4.3, а примером напорной (трубопроводной) деривации может служить рис. 5.3.1. Система безнапорной деривации использована, в частности, на Нарвской ГЭС мощностью 120 MW.
Рис. 6.4.3. Принцип устройства деривационной ГЭС.
1 водохранилище, 2 плотина, 3 деривационный канал, 4 здание ГЭС,
5 водосброс
В состав комплекса ГЭС входят и различные дополнительные сооружения – шлюзы для обеспечения судоходства, шоссейные и железные дороги, проложенные по плотине, насосные станции водоснабжения и орошения, устройства обеспечения условий для прохода рыб к нерестилищам и т. п.
Как уже отмечалось в разделах 3.9 и 3.12, размеры и материалоемкость гидротурбин и гидрогенераторов из-за их меньшей скорости вращения обычно намного больше, чем у паровых турбин и турбогенераторов. Однако они могут производиться в очень широком диапазоне номинальных мощностей – от нескольких киловатт до 800 MW. Число гидроагрегатов ГЭС зависит от мощности станции и может быть в пределах от одного до приблизительно тридцати (см., например, рис. 6.1.4). Кпд ГЭС обычно не ниже 90 %, а удельный расход электроэнергии на собственные нужды обычно не превышает 0,5 %. Устройство ГЭС отличается простотой, надежностью и длительным сроком службы (до 100 лет, а часто даже дольше); расходы на эксплуатацию ГЭС низки, благодаря чему себестоимость их электроэнергии часто до 10 раз ниже, чем на тепловых электростанциях. Наиболее существенной проблемой при сооружении крупных ГЭС следует считать потерю сельскохозяйственных и лесных угодий на территории, уходящей под водохранилище, а также необходимость переселения людей с этой территории – со строительством новых городов и поселков.
Например, при сооружении крупнейшей в мире ГЭС Санься (Sanxia) на реке Янцзы в Китае пришлось переселить 1,3 миллиона человек.
В зависимости от стока и наклона рек, а также с учетом ограничения допускаемой площади водохранилищ, могут сооружаться ГЭС различной мощности. Крупными при этом обычно считаются ГЭС мощностью не менее 1000 MW, средними – ГЭС мощностью меньше 1000 MW, но не менее 100 MW, а малыми – ГЭС мощностью от 5 MW до 100 MW. При мощности ниже 5 MW можно говорить о мини-ГЭС, а при мощности ниже 0,5 MW – о микро-ГЭС. По этой классификации на реках Эстонии имеются, следовательно, только мини- и микро-ГЭС.
Существуют и другие принципы классификации ГЭС по их мощности. Например, в обзоре по использованию возобновляемых ресурсов энергии [2.13] малыми считаются ГЭС мощностью от 1 MW до 10 MW. Соответственно по-другому определяются и мини-ГЭС (от 100 kW до 1000 kW), микро-ГЭС (от 1 kW до 100 kW) и, как новый класс, пико-ГЭС (от 0,1 kW до 1 kW).
На одной и той же реке может быть несколько ГЭС, которые, во избежание больших изменений уровней водохранилищ, должны работать между собой достаточно согласованно. Такие комплексы, охватывающие иногда довольно большую территорию, называются каскадами ГЭС. Наиболее крупный такой каскад (мощностью 24,15 GW) сооружен на реке Колумбия (Columbia), которая вытекает из озера Колумбия на высоте 883 m от уровня моря в провинции Британская Колумбия (British Columbia) Канады, проходит через штат Вашингтон (Washington) США и впадает в Тихий океан, имея длину 2250 km (рис. 6.4.4). Свойства этой реки оказались для гидростроительства чрезвычайно выгодными, так как она проходит в ущельях скальных гор по малонаселенной территории и позволяет, следовательно, строить высокие плотины при малой площади водохранилищ. Мощность каскада в будущем может быть доведена приблизительно до 32 GW путем расширения существующих станций.
Достарыңызбен бөлісу: |
