Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (КО)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 105 (всего у книги 218 страниц)
Конденсаторная сварка
Конденса'торная сва'рка, способ сварки, при котором для нагрева соединяемых изделий используют кратковременный мощный импульс тока, получаемый от батарей статических конденсаторов . Известно несколько разновидностей К. с.: сопротивлением (точечная, шовная, стыковая), ударная (стыковая) и др. К. с. особенно эффективна при соединении мелких деталей и металлических листов небольшой толщины, например при изготовлении деталей для электронных ламп, малогабаритных приборов и аппаратов, металлических игрушек, предметов галантереи и пр.
Конденсаторные масла
Конденса'торные масла', нефтяные масла, применяемые для заливки и пропитки конденсаторов; относятся к группе электроизоляционных масел .
Конденсаторный асинхронный двигатель
Конденса'торный асинхро'нный дви'гатель,
1) асинхронный электродвигатель , питаемый от однофазной сети и имеющий на статоре две обмотки, одна из которых включается в сеть непосредственно, а другая – последовательно с электрическим конденсатором для образования вращающегося магнитного поля. Конденсаторы создают сдвиг фаз между токами обмоток, оси которых сдвинуты в пространстве. Наибольший вращающий момент развивается, когда сдвиг фаз токов составляет 90°, а их амплитуды подобраны так, что вращающееся поле становится круговым. При пуске К. а. д. оба конденсатора включены, а после его разгона один из конденсаторов отключают; это обусловлено тем, что при номинальной частоте вращения требуется значительно меньшая емкость, чем при пуске. К. а. д. по пусковым и рабочим характеристикам близок к трёхфазному асинхронному двигателю. Применяется в электроприводах малой мощности; при мощностях свыше 1 квт используется редко вследствие значительной стоимости и размеров конденсаторов.
2) Трёхфазный асинхронный электродвигатель, включаемый через конденсатор в однофазную сеть. Рабочая ёмкость конденсатора для 3-фазного двигателя определяется по формуле Ср = 2800
(мкф ), если обмотки соединены по схеме «треугольник». Ёмкость пускового конденсатора Сп =(2,5 – 3)×Ср . Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше напряжения сети; конденсаторы устанавливаются обязательно бумажные.
Рис. 1. Схема (а) и векторная диаграмма (б) конденсаторного асинхронного двигателя: U, UБ , UC – напряжения; IA , IБ – токи; А и Б – обмотки статора; В – центробежный выключатель для отключения С1 после разгона двигателя; C1 и C2 – конденсаторы.
Рис. 2. Схема включения в однофазную сеть трёхфазного асинхронного двигателя с обмотками статора, соединёнными по схеме «звезда» (а) или «треугольник» (б): B1 и В2 – выключатели; Ср – рабочий конденсатор; Cп – пусковой конденсатор; АД – асинхронный электродвигатель.
Конденсаторный микрофон
Конденса'торный микрофо'н, микрофон , в котором зажатая в рамке мембрана в виде тонкого позолоченного пластмассового диска и массивная металлическая пластина образуют обкладки конденсатора электрического с изменяющейся (в такт со звуковыми колебаниями) ёмкостью.
Конденсации реакции
Конденса'ции реа'кции, исторически закрепившееся в органической химии название большой группы реакций образования сложных соединений из двух или нескольких более простых. К. р., различающиеся как по природе реагентов, так и по существу химических превращений, включают многие внутримолекулярные и межмолекулярные процессы образования новых углерод-углеродных (С – С) связей. Большинство таких реакций сопровождается выделением какой-либо простой неорганической или органической молекулы Х – Y (например, воды, водорода, спирта, галогеноводорода, галогена):
К этому типу К. р. относятся, например, кротоновая конденсация , Вюрца реакция , Клайзена конденсация , Кнёвенагеля реакция , Перкина реакция , Фриделя—Крафтса реакция и многие др. В отличие от указанных выше, такие К. р., как бензоиновая конденсация , альдольная конденсация , диеновый синтез и др., происходят без выделения простой молекулы. Кроме того, К. р. в органической химии называют все реакции образования гетероциклических соединений ; в этих процессах могут возникать новые связи: углерод – углерод, углерод – гетероатом, гетероатом – гетероатом. Обычно к К. р. не относят этерификацию , переэтерификацию, алкилирование и ацилирование по кислороду или по азоту и др. Однако реакции образования полимеров по этим схемам называют поликонденсацией .
Лит.: Краткая химическая энциклопедия, т. 2, М., 1963, с. 678; Die Methoden der Organischen Chemie, Hrsg. von J. Houben, 3 Aufl., Bd 2, Lpz., 1925, S. 716.
Конденсационная турбина
Конденсацио'нная турби'на,паровая турбина , в которой рабочий цикл заканчивается конденсацией пара. Одним из главных преимуществ К. т. по сравнению с любым другим двигателем является возможность получения в одной установке большой мощности (до 1200 Мвт и более). На всех крупных тепловых и атомных электростанциях для привода электрических генераторов применяются К. т.; кроме того, они применяются в качестве главных двигателей на кораблях, а также для привода доменных воздуходувок и т. д.
Мощные К. т. выполняются, как правило, многоцилиндровыми с развитой системой регенеративного подогрева питательной воды (до 8—9 отборов пара для подогрева). К. т. мощностью св. 100 Мвт обычно бывают с однократным промежуточным перегревом пара.
В СССР первая К. т. была построена на Ленинградском металлическом заводе в 1924. Это была турбина мощностью 2 Мвт, работавшая на паре с начальным давлением 1,1 Мн/м2 (11кгс/см2 ) и температурой 300°С ; в 1970 там же была изготовлена одновальная К. т. мощностью 800 Мвт с начальным давлением пара 24 Мн/м2 (240 кгс1см2 ) и температурой 540°С . Создаётся (1973) одновальная К. т. мощностью 1200 Мвт, с промежуточным перегревом пара, не имеющая аналогов в мировом турбостроении.
На атомных электростанциях применяются главным образом К. т. насыщенного пара. У этих турбин расход пара примерно на 60—65% больше, чем у К. т. с перегревом пара равной мощности. Чтобы пропустить увеличенные расходы пара через последние ступени, необходимо увеличивать длину лопаток этих ступеней, что может быть достигнуто лишь при снижении частоты вращения К. т. Поэтому К. т. мощностью 500 Мвт и более выполняются, как правило, не на 3000 об/мин, а на 1500 об/мин . Харьковский турбинный завод им. С. М. Кирова выпускает К. т. насыщенного пара мощностью 220 и 500 Мвт на 3000 об/мин и разрабатывает серию К. т. мощностью 500 и 1000 Мвт на 1500 об/мин.
Разновидностью К. т. являются турбины с регулируемыми отборами пара для отопительных целей и для производственных нужд. Такие турбины, используемые для совместного производства электроэнергии и тепла, называют теплофикационными и устанавливают на теплоэлектроцентралях. В 1971 Уральским турбомоторным заводом изготовлена первая в мире теплофикационная турбина с промежуточным перегревом пара мощностью 250 Мвт, рассчитанная на отпуск тепла в количестве 394 Мвт (340 Гкал/ч ).
Лит.: Щегляев А. В., Паровые турбины, 4 изд., М., 1967.
Н. С. Чернецкий.
Конденсационная установка
Конденсацио'нная устано'вка, совокупность устройств, включающая в себя конденсатор и необходимые для обеспечения его работы насосы, трубопроводы, арматуру, регулирующие и измерительные устройства. К числу наиболее крупных принадлежат К. у., обслуживающие паровые турбины на тепловых электростанциях. Они предназначаются для конденсации отработавшего в турбине пара при низком давлении – порядка 5 кн/м2 (0,05 кгс/см2 ) и имеют устройства для удаления из-под вакуума образующегося конденсата, а также поступающих в конденсатор вместе с паром неконденсирующихся газов, в основном воздуха, проникающего через неплотности в вакуумной системе.
Конденсационная электростанция
Конденсацио'нная электроста'нция (КЭС), тепловая паротурбинная электростанция, назначение которой – производство электрической энергии с использованием конденсационных турбин . На КЭС применяется органическое топливо: твердое топливо, преимущественно уголь разных сортов в пылевидном состоянии, газ, мазут и т. п. Тепло, выделяемое при сжигании топлива, передаётся в котельном агрегате (парогенераторе) рабочему телу, обычно – водяному пару. КЭС, работающую на ядерном горючем, называют атомной электростанцией (АЭС) или конденсационной АЭС (АКЭС). Тепловая энергия водяного пара преобразуется в конденсационной турбине в механическую энергию, а последняя в электрическом генераторе – в электрическую энергию. Отработавший в турбине пар конденсируется, конденсат пара перекачивается сначала конденсатным, а затем питательным насосами в паровой котёл (котлоагрегат, парогенератор). Таким образом создаётся замкнутый пароводяной тракт: паровой котёл с пароперегревателем – паропроводы от котла к турбине – турбина – конденсатор – конденсатный и питательные насосы – трубопроводы питательной воды – паровой котёл. Схема пароводяного тракта является основной технологической схемой паротурбинной электростанции и носит название тепловой схемы КЭС.
Для конденсации отработавшего пара требуется большое количество охлаждающей воды с температурой 10—20°С (около 10 м3 /сек для турбин мощностью 300 Мвт ). КЭС являются основным источником электроэнергии в СССР и большинстве промышленных стран мира; на долю КЭС в СССР приходится 2 /3 общей мощности всех тепловых электростанций страны. КЭС, работающие в энергосистемах Советского Союза, называют также ГРЭС.
Первые КЭС, оборудованные паровыми машинами, появились в 80-х гг. 19 в. В начале 20 в. КЭС стали оснащать паровыми турбинами. В 1913 в России мощность всех КЭС составляла 1,1 Гвт. Строительство крупных КЭС (ГРЭС) началось в соответствии с планом ГОЭЛРО ; Каширская ГРЭС и Шатурская электростанция им. В. И. Ленина были первенцами электрификации СССР. В 1972 мощность КЭС в СССР составила уже 95 Гвт. Прирост электрической мощности на КЭС СССР составил около 8 Гвт за год. Возросла также единичная мощность КЭС и установленных на них агрегатов. Мощность наиболее крупных КЭС к 1973 достигла 2,4—2,5 Гвт. Проектируются и сооружаются КЭС мощностью 4—5 Гвт (см. табл.). В 1967—68 на Назаровской и Славянской ГРЭС были установлены первые паровые турбины мощностью 500 и 800 Мвт. Создаются (1973) одновальные турбоагрегаты мощностью 1200 Мвт. За рубежом наиболее крупные турбоагрегаты (двухвальные) мощностью 1300 Мвт устанавливаются (1972—73) на КЭС Камберленд (США).
Основные технико-экономические требования к КЭС – высокая надёжность, манёвренность и экономичность. Требование высокой надёжности и манёвренности обусловливается тем, что производимая КЭС электроэнергия потребляется сразу же, т. е. КЭС должна производить столько электроэнергии, сколько необходимо её потребителям в данный момент.
Экономичность сооружения и эксплуатации КЭС определяется удельными капиталовложениями (110—150 руб. на установленный квт ), себестоимостью электроэнергии (0,2—0,7 коп./квт ×ч ), обобщающим показателем – удельными расчётными затратами (0,5—1,0 коп./квт ×ч ). Эти показатели зависят от мощности КЭС и её агрегатов, вида и стоимости топлива, режимов работы и кпд процесса преобразования энергии, а также местоположения электростанции. Затраты на топливо составляют обычно более половины стоимости производимой электроэнергии. Поэтому к КЭС предъявляют, в частности, требования высокой тепловой экономичности, т. е. малых удельных расходов тепла и топлива, высокого кпд.
Преобразование энергии на КЭС производится на основе термодинамического цикла Ренкина, в котором подвод тепла воде и водяному пару в котле и отвод тепла охлаждающей водой в конденсаторе турбины происходят при постоянном давлении, а работа пара в турбине и повышение давления воды в насосах – при постоянной энтропии .
Общий кпд современной КЭС – 35—42% и определяется кпд усовершенствованного термодинамического цикла Ренкина (0,5—0,55), внутренний относительный кпд турбины (0,8—0,9), механический кпд турбины (0,98—0,99), кпд электрического генератора (0,98—0,99), кпд трубопроводов пара и воды (0,97—0,99), кпд котлоагрегата (0,9—0,94).
Увеличение кпд КЭС достигается главным образом повышением начальных параметров (начальных давления и температуры) водяного пара, совершенствованием термодинамического цикла, а именно – применением промежуточного перегрева пара и регенеративного подогрева конденсата и питательной воды паром из отборов турбины. На КЭС по технико-экономическим основаниям применяют начальное давление пара докритическое 13—14, 16—17 или сверхкритическое 24—25 Мн/м2 , начальную температуру свежего пара, а также после промежуточного перегрева 540—570 °С . В СССР и за рубежом созданы опытно-промышленные установки с начальными параметрами пара 30—35 Мн/м2 при 600—650 °С . Промежуточный перегрев пара применяют обычно одноступенчатый, на некоторых зарубежных КЭС сверхкритического давления – двухступенчатый. Число регенеративных отборов пара 7—9, конечная температура подогрева питательной воды 260—300 °С . Конечное давление отработавшего пара в конденсаторе турбины 0,003—0,005 Мн/м2 .
Часть вырабатываемой электроэнергии потребляется вспомогательным оборудованием КЭС (насосами, вентиляторами, угольными мельницами и т. д.). Расход электроэнергии на собственные нужды пылеугольной КЭС составляет до 7%, газомазутной —до 5%. Значит, часть – около половины энергии на собственные нужды расходуется на привод питательных насосов. На крупных КЭС применяют паротурбинный привод; при этом расход электроэнергии на собственные нужды снижается. Различают кпд КЭС брутто (без учёта расхода на собственные нужды) и кпд КЭС нетто (с учётом расходов на собственные нужды). Энергетическими показателями, равноценными кпд, служат также удельные (на единицу электроэнергии) расходы тепла и условного топлива с теплотой сгорания 29,3 Мдж/кг (7000 ккал/кг ), равные для КЭС 8,8 – 10,2Мдж/квт ×ч (2100 – 2450 ккал/квт ×ч ) и 300—350 г/квт ×ч. Повышение кпд, экономия топлива и уменьшение топливной составляющей эксплуатационных расходов обычно сопровождаются удорожанием оборудования и увеличением капиталовложений. Выбор оборудования КЭС, параметров пара и воды, температуры уходящих газов котлоагрегатов и т. д. производится на основе технико-экономических расчётов, учитывающих одновременно капиталовложения и эксплуатационные расходы (расчётные затраты).
Основное оборудование КЭС (котельные и турбинные агрегаты) размещают в главном корпусе, котлы и пылеприготовительную установку (на КЭС, сжигающих, например, уголь в виде пыли) – в котельном отделении, турбоагрегаты и их вспомогательное оборудование – в машинном зале электростанции. На КЭС устанавливают преимущественно по одному котлу на турбину. Котёл с турбоагрегатом и их вспомогательным оборудование образуют отдельную часть – моноблок электростанции. Для турбин мощностью 150—1200 Мвт требуются котлы производительностью соответственно 500—3600 м/ч пара. Ранее на ГРЭС применяли по два котла на турбину, т. е. дубль-блоки (см. Блочная тепловая электростанция ). На КЭС без промежуточного перегрева пара с турбоагрегатами мощностью 100 Мвт и меньше в СССР применяли неблочную централизованную схему, при которой пар 113 котлов отводится в общую паровую магистраль, а из неё распределяется между турбинами. Размеры главного корпуса определяются размещаемым в нём оборудованием и составляют на один блок, в зависимости от его мощности, по длине от 30 до 100 м, по ширине от 70 до 100 м. Высота машинного зала около 30 м, котельной – 50 м и более. Экономичность компоновки главного корпуса оценивают приближённо удельной кубатурой, равной на пылеугольной КЭС около 0,7—0,8 м3 /квт, а на газомазутной – около 0,6—0,7 м3 /квт. Часть вспомогательного оборудования котельной (дымососы, дутьевые вентиляторы, золоуловители, пылевые циклоны и сепараторы пыли системы пылеприготовления) устанавливают вне здания, на открытом воздухе.
В условиях тёплого климата (например, на Кавказе, в Средней Азии, на Ю. США и др.), при отсутствии значительных атмосферных осадков, пылевых бурь и т. п., на КЭС, особенно газомазутных, применяют открытую компоновку оборудования. При этом над котлами устраивают навесы, турбоагрегаты защищают лёгкими укрытиями; вспомогательное оборудование турбоустановки размещают в закрытом конденсационном помещении. Удельная кубатура главного корпуса КЭС с открытой компоновкой снижается до 0,2—0,3 м3 /квт, что удешевляет сооружение КЭС. В помещениях электростанции устанавливают мостовые краны и др. грузоподъёмные механизмы для монтажа и ремонта энергетического оборудования.
КЭС сооружают непосредственно у источников водоснабжения (река, озеро, море); часто рядом с КЭС создают пруд-водохранилище. На территории КЭС, кроме главного корпуса, размещают сооружения и устройства технического водоснабжения и химводоочистки, топливного хозяйства, электрические трансформаторы, распределительные устройства, лаборатории и мастерские, материальные склады, служебные помещения для персонала, обслуживающего КЭС. Топливо на территорию КЭС подаётся обычно ж. д. составами. Золу и шлаки из топочной камеры и золоуловителей удаляют гидравлическим способом. На территории КЭС прокладывают ж. д. пути и автомобильные дороги, сооружают выводы линий электропередачи , инженерные наземные и подземные коммуникации. Площадь территории, занимаемой сооружениями КЭС, составляет, в зависимости от мощности электростанции, вида топлива и др. условий, 25—70 га.
Крупные пылеугольные КЭС в СССР обслуживаются персоналом из расчёта 1 чел. на каждые 3 Мвт мощности (примерно 1000 чел. на КЭС мощностью 3000 Мвт ); кроме того, необходим ремонтный персонал.
Мощность отдаваемая КЭС ограничивается водными и топливными ресурсами, а также требованиями охраны природы: обеспечения нормальной чистоты воздушного и водного бассейнов. Выброс с продуктами сгорания топлива твёрдых частиц в воздух в районе действия КЭС ограничивают установкой совершенных золоуловителей (электрофильтров с кпд около 99%). Оставшиеся примеси, окислы серы и азота рассеивают сооружением высоких дымовых труб для вывода вредных примесей в более высокие слои атмосферы. Дымовые трубы высотой до 300 м и более сооружают из железобетона или с 3—4 металлическими стволами внутри железобетонной оболочки или общего металлического каркаса.
Управление многочисленным разнообразным оборудованием КЭС возможно только на основе комплексной автоматизации производственных процессов. Современные конденсационные турбины полностью автоматизированы. В котлоагрегате автоматизируется управление процессами горения топлива, питания котлоагрегата водой, поддержания температуры перегрева пара и т. д. Осуществляется комплексная автоматизация др. процессов КЭС, включая поддержание заданных режимов эксплуатации, пуск и остановку блоков, защиту оборудования при ненормальных и аварийных режимах. С этой целью в системе управления на крупных КЭС в СССР и за рубежом применяют цифровые, реже аналоговые, управляющие электронные вычислительные машины.
Крупнейшие конденсационные электростанции мира
| Название электростанции | Год пуска | Электрическая мощность Гвт | |
| на 1973 | полная (проектная) | ||
| Приднепровская (СССР) | 1955 | 2,4 | 2,4 |
| Змиёвская (СССР) | 1960 | 2,4 | 2,4 |
| Бурштынская (СССР) | 1965 | 2,4 | 2,4 |
| Конаковская (СССР) | 1965 | 2,4 | 2,4 |
| Криворожская № 2 (СССР) | 1965 | 2,7 | 3,0 |
| Новочеркасская (СССР) | 1965 | 2,4 | 2,4 |
| Заинская (СССР) | 1966 | 2,4 | 2,4 |
| Кармановская (СССР) | 1968 | 1,8 | 3,4 |
| Костромская (СССР) | 1969 | 2,1 | 4,8 |
| Запорожская (СССР) | 1972 | 1,2 | 3,6 |
| Сырдарьинская (СССР) | 1972 | 0,3 | 4,4 |
| Парадайс (США) | 1969 | 2,55 | 2,55 |
| Камберленд (США) | 1973 | – | 2,6 |
| Феррибридж С (Великобритания) | 1966 | 2,5 | 2,5 |
| Дрекс (Великобритания) | 1970 | 2,1 | 4,2 |
| Гавр (Франция) | 1967 | 0,85 | 3,25 |
| Поршвиль В (Франция) | 1968 | 0,6 | 2,4 |
| Фриммередорф—П (ФРГ) | 1961 | 2,3 | 2,3 |
| Специя (Италия) | 1966 | 1,84 | 1,84 |
Лит.: Гельтман А. Э., Будняцкий Д. М., Апатовский Л. Е., Блочные конденсационные электростанции большой мощности, М.—Л., 1964; Рыжкин В. Я., Тепловые электрические станции, М.—Л., 1967; Шредер К., Тепловые электростанции большой мощности, пер. с нем., т. 1—3, М.—Л., 1960—64: Скротцки Б.-Г., Вопат В.-А., Техника и экономика тепловых электростанций, пер. с англ., М.—Л., 1963.
В. Я. Рыжкин.
Рис. 2. Пространственный вид (разрез) главного корпуса электростанции и связанных с ним устройств: I – кoтельное отделение; II – машинное отделение (машинный зал); III – береговая водонасосная установка; 1 – угольный склад; 2 – дробильная установка; 3 – водяной экономайзер; 4 – пароперегреватель; 5 – паровой котёл; 6 – топочная камера; 7 – пылеугольные горелки; 8 – паропровод от котла к турбине; 9 – барабанно-шаровая угольная мельница; 10 – бункер угольной пыли; 11 – бункер сырого угля; 12 – щит управления блоком электростанции; 13 – деаэратор; 14 – паровая турбина; 15 – электрический генератор; 16 – электрический повысительный трансформатор; 17 – паровые конденсаторы; 18 – трубопроводы охлаждающей воды; 19 – конденсатные насосы; 20 – регенеративные подогреватели низкого давления; 21 – питательный насос; 22 – регенеративные подогреватели высокого давления; 23 – дутьевой вентилятор; 24 – золоуловитель; 25 – шлак, зола; ЭЭ – электрическая энергия.
Рис. 1. Простейшая тепловая схема КЭС: Т – топливо; В – воздух; УГ – уходящие газы; ШЗ – шлаки и зола; ПК – паровой котёл; ПЕ – пароперегреватель; ПТ – паровая турбина; Г – электрический генератор; К – конденсатор; КН – конденсатный насос; ПН – питательный насос.
