Как работает тепловая электростанция. aslan wrote in March 4th, 2012
А вы когда-нибудь задумывались,откуда берется горячая вода из-под крана,тепло в ваших трубах и электричество для зарядки телефона и работы вашего любимого компьютера? Ответы на эти вопросы под катом..
18 февраля по приглашению "Территориального управления по теплоснабжению города Ульяновска" ОАО "Волжская ТГК" я посетил вместе с другими ульяновскими блогерами ТЭЦ-1 (теплоэлектроцентраль),которая находится в Засвияжском районе нашего города.
На указанном месте нас ждал ПАЗик.На нем нашу группу отвезли к "генератору" тепла и света.
Подъехав к ТЭЦ,в автобус зашёл охранник,который, переговорив с водителем и сопровождающим,пустил нас на территорию.
Сначала нам провели небольшую экскурсию на автобусе.
Высота труб,изображенных на фотографии, составляет приблизительно 185 метров.На территории ТЭЦ таких две..
4.
А по этим трубам горячая вода начинает свой путь в наши дома.(фото 4)
Видите эти широкие трубы? А знаете ли вы,для чего они предназначены и как называются?
Оказывается,это градирни - устройства для охлаждения большого количества воды направленным потоком атмосферного воздуха.
После того,как вода придет в нужное состояние,её направляют на охлаждение технологического оборудования. Кстати,стоимость одной такой градирни свыше 500 млн. рублей.
Смешно,но раньше я думал,что из них выходит дым,но теперь узнал,что это пар.Действительно,век живи-век учись.
"Что это?"-спросил ребенок свою маму,работницу ТЭЦ.
"Фабрика по производству облаков"-услышал малыш в ответ.
Первая в Ульяновске теплоэлектроцентраль была построена при автомобильном заводе. В начале декабря 1946 года вошел в строй первый паровой котел ТЭЦ, а 31 декабря первая турбина набрала обороты. В начале 1947 года ТЭЦ дала промышленный ток цехам автозавода, а в 1951 году - Ульяновской горэлектростанции, с которой была связана электропередачей напряжением 22 кВ.
Строительство главного корпуса, объектов станции и монтаж оборудования велись высокими темпами. 20 декабря 1946 года начались пробные пуски первого котла и первого турбогенератора, а 31 декабря с 16 часов турбогенератор ТЭЦ был включен в параллельную работу с дизельными электростанциями города и принял нагрузку 1500 киловатт. Этот день вошел в историю Ульяновской ТЭЦ как начало ее промышленной эксплуатации.
После нас подвезли к главному корпусу, где и ведется самая важная работа.
Вот такой план эвакуации висит на первом этаже(фото 9):
:
9.
Стоматологические,физиотерапевтические услуги предоставляются работникам ТЭЦ бесплатно.Так же они могут посещать сауну, спортивный зал,которые находятся на территории ТЭЦ.
Мы прошли в конференц-зал,в котором нас встрел директор-главный инженер Долгалев Виктор Антонович.
Нас попросили надеть каски,поскольку техника безопасности здесь строгая.
Иван,ведущий инженер по наладке и испытаниям, повёл нас к самому интересному месту,туда,где производится энергия.
Мы шли по коридору с вот такими красивыми дверьми:))
На окнам всевозможные рисунки:
А на стенах плакаты с историей создания станции, информацией для работников, об экологии, террористической опасности:
И вот святая святых:
Турбогенератор,вырабатывающий электричество. Мощность его генератора=60 мегаватт,частота=50 Гц.
По залу на рельсах, закрепленных на крыше,перемешается кран,который может переместить за раз до 20 тонн веса. (фото 18)
Очень много различных устройств,показывающих множество параметров
Пожарной безопасности на ТЭЦ уделяется большое внимание: повсюду стоят огнетушители и пожарные вентиля на красных трубах,чтобы можно было сразу идентифицировать их:
При повороте этих вентилей...
Вода разбрызгивается по всему залу вот по этим красным трубам:
Это устройство перекрывает подачу пара на турбогенератор при возникновении экстренной ситуации.Происходит это практически мгновенно.
Перейдём в следующее отделение-котельную.
Вода греется в огромных котлах.Всего их 5 или 6:)
Могу немного ошибаться,потому что на месте было ужасно шумно.Чтобы услышать хоть что-то,мы "облепили" Ивана со всех сторон.Нужно было орать-только в этом случае собеседник мог тебя услышать:)
На ТЭЦ существует два вида топлива: основное-газ и резервное-мазут. С помощью сопел регулируется их подача.Во время нашего визита подогрев велся с помощью мазута(энергетики попросили временно приостановить работу газом из-за его нехватки. Многие промышленные предприятия начинают активное сжигание газа во время холодов,а так как больше всего резервного топлива у ТЭЦ,они просят переключиться на него именно им)
Если открыть заслонку котла,то видно,как горит мазут. Заметьте,температура его горения 2100 градусов:
35.
Производительность котлов 480 тонн пара в час.
36
Работа котлов (подача топлива,закрытие и открытие сопел и т.д.) регулируется с помощью компьютера:
В диспетчерском пункте обилие кнопочек рычажком, датчиков, самописцев
Внедряются новые технологии.Управление происходит с помощью компьютеров,абсолютно все показатели можно увидеть, нажав пару кнопок:
Пульт управления:
Самописцы.После аварии благодаря им можно узнать из-за чего она произошла.Хранятся 3 года,после чего сдаются в макулатуру.
Память о прошлом:
В начале каждого отопительного сезона комиссия проверяет работу ТЭЦ,если всё в порядке,то выдается паспорт:
А теперь вы можете увидеть краткое описание работы ТЭЦ,на таком принципе работают практически все российские ТЭЦ:
Кстати,установленная электрическая мощность данной ТЭЦ - 435 МВт, тепловая мощность - 1539 Гкал/час
По окончанию прогулки нас угостили чаем с пирожеными,директор ответил на все наши вопросы.Беседа была очень интересной и познавательной.Вот выдержки из этой беседы:
- условная граница ТЭЦ - это забор,за его границей вся ответственность за доставку тепла гражданам принадлежит территориальному управлению по теплоснабжению,а также всевозможным домоуправляющим компаниям
- горячую воду из-под крана можно пить,она даже чище холодной. Потому что вода,поступающая на ТЭЦ проходит жесточайшую очистку и практически становится дистиллированной. Если бы не было такой очистки,то трубы и турбины пришлось бы менять чуть ли не каждые 2-3 года
Так как это объект стратегической важности,то ФСБ часто устраивает проверки, забрасывая диверсантов на территорию,которые закладывают муляжи взрывчатки.Об этих проверках не знают ни милиция,ни скорая помощь,ни пожарная-никто. Так работники ФСБ проверяют реакцию и подготовленность охраны. К счастью,все проверки пройдены успешны
- В 1979 году произошла крупнейшая авария за историю теплоэлектроцентрали. Из-за низких температур (35 градусов ниже нуля) ещё на молодой станции произошло остекленение блока по нижнему ярусу,замерзшие сетевые насосы вышли из строя из-за скопившегося конденсата,в последствии чего произошло короткое замыкание.работа станции была приостановлена на 2 недели
Впервые явление наблюдалось в немецкими физиками и .
Физическое объяснение
При охлаждении сверхпроводника, находящегося во внешнем постоянном магнитном поле, в момент перехода в сверхпроводящее состояние магнитное поле полностью вытесняется из его объёма. Этим сверхпроводник отличается от идеального проводника, у которого при падении сопротивления до нуля индукция магнитного поля в объёме должна сохраняться без изменения.
Отсутствие магнитного поля в объёме проводника позволяет заключить из , что в нём существует только поверхностный ток. Он физически реален и поэтому занимает некоторый тонкий слой вблизи поверхности. Магнитное поле тока уничтожает внутри сверхпроводника внешнее магнитное поле. В этом отношении сверхпроводник ведёт себя формально как идеальный . Однако он не является диамагнетиком, так как внутри него намагниченность равна нулю.
Эффект Мейснера не может быть объяснён только бесконечной проводимостью. Впервые его природу объяснили братья и c помощью . Они показали, что в сверхпроводнике поле проникает на фиксированную глубину от поверхности — лондоновскую глубину проникновения магнитного поля λ {\displaystyle \lambda } . Для металлов λ ∼ 10 − 2 {\displaystyle \lambda \sim 10^{-2}} мкм.
Сверхпроводники I и II рода
Чистые вещества, у которых наблюдается явление сверхпроводимости, немногочисленны. Чаще сверхпроводимость бывает у сплавов. У чистых веществ имеет место полный эффект Мейснера, а у сплавов не происходит полного выталкивания магнитного поля из объёма (частичный эффект Мейснера). Вещества, проявляющие полный эффект Мейснера, называются сверхпроводниками первого рода, а частичный — сверхпроводниками второго рода. Однако стоит отметить, что в низких магнитных полях полным эффектом Мейснера обладают все типы сверхпроводников.
У сверхпроводников второго рода в объёме имеются круговые токи, создающие магнитное поле, которое, однако, заполняет не весь объём, а распределено в нём в виде отдельных нитей . Что же касается сопротивления, оно равно нулю, как и в сверхпроводниках первого рода, хотя движение вихрей под действием текущего тока создаёт эффективное сопротивление в виде диссипативных потерь на передвижение магнитного потока внутри сверхпроводника, чего избегают вводом в структуру сверхпроводника дефектов — центров , за которые вихри «цепляются».
«Гроб Магомета»
«Гроб Магомета» — опыт, демонстрирующий эффект Мейснера в .
Происхождение названия
По , с телом висел в пространстве без всякой поддержки, поэтому этот эксперимент называют «Гроб Магомета».
Постановка опыта
Сверхпроводимость существует только при низких температурах (в -керамиках — при температурах ниже 150 ), поэтому предварительно вещество охлаждают, например, при помощи жидкого . Далее кладут на поверхность плоского сверхпроводника. Даже в полях, которых составляет 0,001 , заметно смещение магнита вверх на расстояние порядка сантиметра. При увеличении поля вплоть до критического магнит поднимается всё выше.
Объяснение
Одним из свойств сверхпроводников является выталкивание из области сверхпроводящей фазы. Отталкиваясь от неподвижного сверхпроводника, магнит «всплывает» сам и продолжает «парить» до тех пор, пока внешние условия не выведут сверхпроводник из сверхпроводящей фазы. В результате этого эффекта магнит, приближающийся к сверхпроводнику, «видит» магнит одинаковой полярности и точно такого же размера, — что и вызывает левитацию.
Примечания
Литература
- Сверхпроводимость металлов и сплавов. — М. : , 1968. — 280 с.
И Р. Оксенфельдом .
Физическое объяснение
При охлаждении сверхпроводника, находящегося во внешнем постоянном магнитном поле, в момент перехода в сверхпроводящее состояние магнитное поле полностью вытесняется из его объёма. Этим сверхпроводник отличается от идеального проводника, у которого при падении сопротивления до нуля индукция магнитного поля в объёме должна сохраняться без изменения.
Отсутствие магнитного поля в объёме проводника позволяет заключить из общих законов магнитного поля , что в нём существует только поверхностный ток. Он физически реален и поэтому занимает некоторый тонкий слой вблизи поверхности. Магнитное поле тока уничтожает внутри сверхпроводника внешнее магнитное поле. В этом отношении сверхпроводник ведёт себя формально как идеальный диамагнетик . Однако он не является диамагнетиком, так как внутри него намагниченность равна нулю.
Эффект Мейснера не может быть объяснён только бесконечной проводимостью. Впервые его природу объяснили братья Фриц и Хайнц Лондоны c помощью уравнения Лондонов . Они показали, что в сверхпроводнике поле проникает на фиксированную глубину от поверхности - лондоновскую глубину проникновения магнитного поля . Для металлов мкм.
Сверхпроводники I и II рода
Чистые вещества, у которых наблюдается явление сверхпроводимости, немногочисленны. Чаще сверхпроводимость бывает у сплавов. У чистых веществ имеет место полный эффект Мейснера, а у сплавов не происходит полного выталкивания магнитного поля из объёма (частичный эффект Мейснера). Вещества, проявляющие полный эффект Мейснера, называются сверхпроводниками первого рода, а частичный - сверхпроводниками второго рода. Однако стоит отметить, что в низких магнитных полях полным эффектом Мейснера обладают все типы сверхпроводников.
У сверхпроводников второго рода в объёме имеются круговые токи, создающие магнитное поле, которое, однако, заполняет не весь объём, а распределено в нём в виде отдельных нитей вихрей Абрикосова . Что же касается сопротивления, оно равно нулю, как и в сверхпроводниках первого рода. Хотя в сверхпроводящем состоянии в сверхпроводниках второго рода сопротивление может быть не равно нулю, что связано со срывом вихревой решетки с центров пининга. Однако в этом состоянии существуют пары купера, а возникшее сопротивление имеет природу диссипативных потерь на передвижении магнитного потока внутри сверхпроводника.
«Гроб Магомета»
«Гроб Магомета» - опыт, демонстрирующий эффект Мейснера в сверхпроводниках .
Происхождение названия
По преданию , гроб с телом пророка Магомета висел в пространстве без всякой поддержки, поэтому этот эксперимент называют «Гроб Магомета».
Постановка опыта
Сверхпроводимость существует только при низких температурах (в ВТСП -керамиках - при температурах ниже 150 ), поэтому предварительно вещество охлаждают, например, при помощи жидкого азота . Далее магнит кладут на поверхность плоского сверхпроводника. Даже в полях, магнитная индукция которых составляет 0,001 Тл , заметно смещение магнита вверх на расстояние порядка сантиметра. При увеличении поля вплоть до критического магнит поднимается всё выше.
Объяснение
Одним из свойств сверхпроводников является выталкивание магнитного поля из области сверхпроводящей фазы. Отталкиваясь от неподвижного сверхпроводника, магнит «всплывает» сам и продолжает «парить» до тех пор, пока внешние условия не выведут сверхпроводник из сверхпроводящей фазы. В результате этого эффекта магнит, приближающийся к сверхпроводнику, «видит» магнит одинаковой полярности и точно такого же размера, - что и вызывает левитацию.
Напишите отзыв о статье "Эффект Мейснера"
Примечания
Литература
- де Жен П.-Ж. Сверхпроводимость металлов и сплавов. - М .: Мир , 1968. - 280 с.
- Мартыненко Ю. Г. // Соросовский образовательный журнал . - 1996. - № 3 . - С. 82-86 .
- Матвеев А. Н. Электричество и магнетизм. - М .: Высшая школа , 1983. - 463 с.
Ссылки
- Ю. Д. Третьяков, Е. А. Гудилин.
- (YouTube)
- (YouTube)
- (YouTube)
Отрывок, характеризующий Эффект Мейснера
– Шахматы поставлены, игра начнется завтра.Велев подать себе пуншу и призвав Боссе, он начал с ним разговор о Париже, о некоторых изменениях, которые он намерен был сделать в maison de l"imperatrice [в придворном штате императрицы], удивляя префекта своею памятливостью ко всем мелким подробностям придворных отношений.
Он интересовался пустяками, шутил о любви к путешествиям Боссе и небрежно болтал так, как это делает знаменитый, уверенный и знающий свое дело оператор, в то время как он засучивает рукава и надевает фартук, а больного привязывают к койке: «Дело все в моих руках и в голове, ясно и определенно. Когда надо будет приступить к делу, я сделаю его, как никто другой, а теперь могу шутить, и чем больше я шучу и спокоен, тем больше вы должны быть уверены, спокойны и удивлены моему гению».
Окончив свой второй стакан пунша, Наполеон пошел отдохнуть пред серьезным делом, которое, как ему казалось, предстояло ему назавтра.
Он так интересовался этим предстоящим ему делом, что не мог спать и, несмотря на усилившийся от вечерней сырости насморк, в три часа ночи, громко сморкаясь, вышел в большое отделение палатки. Он спросил о том, не ушли ли русские? Ему отвечали, что неприятельские огни всё на тех же местах. Он одобрительно кивнул головой.
Дежурный адъютант вошел в палатку.
– Eh bien, Rapp, croyez vous, que nous ferons do bonnes affaires aujourd"hui? [Ну, Рапп, как вы думаете: хороши ли будут нынче наши дела?] – обратился он к нему.
– Sans aucun doute, Sire, [Без всякого сомнения, государь,] – отвечал Рапп.
Наполеон посмотрел на него.
– Vous rappelez vous, Sire, ce que vous m"avez fait l"honneur de dire a Smolensk, – сказал Рапп, – le vin est tire, il faut le boire. [Вы помните ли, сударь, те слова, которые вы изволили сказать мне в Смоленске, вино откупорено, надо его пить.]
Наполеон нахмурился и долго молча сидел, опустив голову на руку.
– Cette pauvre armee, – сказал он вдруг, – elle a bien diminue depuis Smolensk. La fortune est une franche courtisane, Rapp; je le disais toujours, et je commence a l"eprouver. Mais la garde, Rapp, la garde est intacte? [Бедная армия! она очень уменьшилась от Смоленска. Фортуна настоящая распутница, Рапп. Я всегда это говорил и начинаю испытывать. Но гвардия, Рапп, гвардия цела?] – вопросительно сказал он.
– Oui, Sire, [Да, государь.] – отвечал Рапп.
Наполеон взял пастильку, положил ее в рот и посмотрел на часы. Спать ему не хотелось, до утра было еще далеко; а чтобы убить время, распоряжений никаких нельзя уже было делать, потому что все были сделаны и приводились теперь в исполнение.
– A t on distribue les biscuits et le riz aux regiments de la garde? [Роздали ли сухари и рис гвардейцам?] – строго спросил Наполеон.
– Oui, Sire. [Да, государь.]
– Mais le riz? [Но рис?]
Рапп отвечал, что он передал приказанья государя о рисе, но Наполеон недовольно покачал головой, как будто он не верил, чтобы приказание его было исполнено. Слуга вошел с пуншем. Наполеон велел подать другой стакан Раппу и молча отпивал глотки из своего.
– У меня нет ни вкуса, ни обоняния, – сказал он, принюхиваясь к стакану. – Этот насморк надоел мне. Они толкуют про медицину. Какая медицина, когда они не могут вылечить насморка? Корвизар дал мне эти пастильки, но они ничего не помогают. Что они могут лечить? Лечить нельзя. Notre corps est une machine a vivre. Il est organise pour cela, c"est sa nature; laissez y la vie a son aise, qu"elle s"y defende elle meme: elle fera plus que si vous la paralysiez en l"encombrant de remedes. Notre corps est comme une montre parfaite qui doit aller un certain temps; l"horloger n"a pas la faculte de l"ouvrir, il ne peut la manier qu"a tatons et les yeux bandes. Notre corps est une machine a vivre, voila tout. [Наше тело есть машина для жизни. Оно для этого устроено. Оставьте в нем жизнь в покое, пускай она сама защищается, она больше сделает одна, чем когда вы ей будете мешать лекарствами. Наше тело подобно часам, которые должны идти известное время; часовщик не может открыть их и только ощупью и с завязанными глазами может управлять ими. Наше тело есть машина для жизни. Вот и все.] – И как будто вступив на путь определений, definitions, которые любил Наполеон, он неожиданно сделал новое определение. – Вы знаете ли, Рапп, что такое военное искусство? – спросил он. – Искусство быть сильнее неприятеля в известный момент. Voila tout. [Вот и все.]
Рапп ничего не ответил.
– Demainnous allons avoir affaire a Koutouzoff! [Завтра мы будем иметь дело с Кутузовым!] – сказал Наполеон. – Посмотрим! Помните, в Браунау он командовал армией и ни разу в три недели не сел на лошадь, чтобы осмотреть укрепления. Посмотрим!
Он поглядел на часы. Было еще только четыре часа. Спать не хотелось, пунш был допит, и делать все таки было нечего. Он встал, прошелся взад и вперед, надел теплый сюртук и шляпу и вышел из палатки. Ночь была темная и сырая; чуть слышная сырость падала сверху. Костры не ярко горели вблизи, во французской гвардии, и далеко сквозь дым блестели по русской линии. Везде было тихо, и ясно слышались шорох и топот начавшегося уже движения французских войск для занятия позиции.
Наполеон прошелся перед палаткой, посмотрел на огни, прислушался к топоту и, проходя мимо высокого гвардейца в мохнатой шапке, стоявшего часовым у его палатки и, как черный столб, вытянувшегося при появлении императора, остановился против него.
– С которого года в службе? – спросил он с той привычной аффектацией грубой и ласковой воинственности, с которой он всегда обращался с солдатами. Солдат отвечал ему.
