Крупнейшие электро- и теплоэнергетические объекты и электросетевое хозяйство отрасли
Лидирующее положение теплоэнергетики является объективной, исторически сложившейся
закономерностью развития как российской, так и мировой энергетики в целом. В российской
электроэнергетике сформировалась следующая структура типов тепловых электростанций (ТЭС):
-
по источникам энергии, преобразуемым на тепловых электростанциях
— ТЭС, работающие на органическом топливе, геотермальные ТЭС
(ГеоТЭС), солнечные электростанции (СЭС);
-
по виду выдаваемой электростанцией энергии — конденсационные,
теплофикационные;
-
по использованию установленной электрической мощности и участию
ТЭС в покрытии графика электрической нагрузки — базовые (не менее
5000 ч использования установленной электрической мощности в году),
полупиковые или маневренные (соответственно, 3000 — 4000 ч в году),
пиковые (менее 1500 — 2000 ч в году);
-
по назначению и форме использования — общего пользования, промышленные,
коммунальные, транспортные, передвижные, сельские,
плавучие.
Существуют и другие типы тепловых электростанций узкоспециального назначения, не
имеющие большого распространения (подземные, экспериментальные и т.д.).
Тепловые электростанции, работающие на органическом топливе, различаются по
технологическому признаку:
- паротурбинные (с паросиловыми установками на всех видах органического топлива: угле, мазуте,
газе, торфе, сланцах, дровах и древесных отходах, продуктах энергетической переработки топлива и т.д.);
- дизельные;
- газотурбинные;
- парогазовые.
Таблица 1.1.1
Тепловые электростанции России мощностью 2000 МВт и выше
| Наименование |
Установленная мощность , МВт |
Количество и мощность турбоагрегатов , шт . х МВт |
Топливо |
Год ввода в эксплуатацию |
| Заинекая ГРЭС |
2400 |
12x200 |
газ, уголь |
1975 |
| Ириклинская ГРЭС |
2400 |
8x300 |
газ, мазут |
1979 |
| Киришская ГРЭС -19 |
2097 |
2x50, 2x60, 6x300 |
мазут |
1976 |
| Конаковская ГРЭС |
2400 |
8x300 |
мазут |
1969 |
| Костромская ГРЭС |
3600 |
8x300,1x1200 |
мазут |
1980 |
| Новочеркасская ГРЭС |
2245 |
8x300 |
газ, мазут, уголь |
1972 |
| Пермская ГРЭС |
2400 |
3x800 |
мазут, газ |
1990 |
| Рефтинекая ГРЭС |
3800 |
6x300, 4x500 |
уголь |
1980 |
| Рязанская ГРЭС |
2720 |
4x300, 2x800 |
мазут |
1981 |
| Тавропольская ГРЭС |
2400 |
8x300 |
газ, мазут |
1983 |
| Сургутская ГРЭС -1 |
3292 |
2x12, 2x180,14x210 |
газ |
1986 |
| Сургутская ГРЭС -2 |
4800 |
6x800 |
газ |
1988 |
| Троицкая ГРЭС |
2059 |
3x85,
4x300, 2x500 |
уголь |
1976 |
Каждая из электростанций, классифицированная по технологическому признаку, в свою
очередь может быть либо конденсатной, либо теплофикационной.
Наибольшее развитие и распространение получили тепловые электростанции общего
пользования, работающие на органическом топливе, преимущественно паротурбинные.
Роль дизельных электростанций (ДЭС) ограничивается в основном сельскохозяйственным и
транспортным секторами, несмотря на большое их число. Роль ГеоТЭС и СЭС по-прежнему носит локальный
характер.
Таблица 1.1.2
Теплоцентрали России мощностью 1000 МВт и выше
| Наименование |
Установленная |
мощность, МВт |
Топливо |
| |
Электрическая |
Тепловая |
|
| Иркутская ТЭЦ 10 |
1110 |
3000 |
уголь |
| ТЭЦ ВАЗа |
1172 |
4100 |
мазут, газ |
| ТЭЦ Набережные Челны |
1180 |
3000 |
газ |
| ТЭЦ -21 Мосэнерго |
1330 |
5100 |
газ, мазут |
| ТЭЦ -22 Мосэнерго |
1310 |
4300 |
уголь |
| ТЭЦ -23 Мосэнерго |
1410 |
5200 |
газ, мазут |
| ТЭЦ -25 Мосэнерго |
1370 |
3750 |
газ |
| ТЭЦ
-26 Мосэнерго |
1410 |
3800 |
газ |
|
Количественный и качественный скачок в развитии теплоэнергетики
произошел в конце 50-х, а также в 60-70-х годах, когда был осуществлен переход к строительству типовых
тепловых станций с установкой на них серийных блочных агрегатов единичной мощности 150, 200, 300, 500, 800
МВт. При этом проектная мощность отдельных ГРЭС достигала 4 млн кВт и выше. Самой крупной ТЭС в мире
является Сургутская ГРЭС-2, работающая на природном газе. Из электростанций, работающих на угле,
наибольшая установленная мощность у Рефтинской ГРЭС (3,8 млн кВт). К крупнейшим российским ТЭС относятся
также Сургутская ГРЭС-1 и Ко стромская ГРЭС, мощностью свыше 3 млн кВт каждая.
Российская теплоэнергетика остается бесспорным лидером в производстве тепловой
энергии ТЭЦ мира. Производство тепловой энергии обеспечивается путем использования пара,
отработавшего в паровых турбинах тепловых станций. Теплофикация включает производство, передачу и
централизованное распределение тепловой энергии среди ее потребите лей для отопительных, технологических
и прочих нужд. При производстве электроэнергии по теплофикационному циклу обеспечивается полезное
использование части той тепловой энергии, которая теряется при производстве электрической энергии на
тепловых электростанциях по конденсационному циклу.
Таблица 1.1.3
Гидроэлектространции России мощностью 1000 МВт и выше
|
Ресурсы рек России составляют около 10% водных ресурсов мира. Они характеризуются
следующими показателями: общие ресурсы речного стока — 4238 куб. км/год, в том числе формирующиеся в
пределах страны — 4021 куб. км/год, поступающие из сопредельных стран — 217 куб. км/год. Большая часть
речного стока формируется в северных и северо-восточных районах страны (85%), где сосредоточено лишь 20%
населения страны. Энергетический потенциал гидроресурсов России определен в 852 млрд кВт-ч годового
производства электроэнергии, что уступает только потен циалу Китая. Распределение этого потенциала по
территории страны неравномерно — на европейскую территорию приходится лишь 126 млрд кВт-ч в год. Степень
освоения суммарного потенциала составляет 23,4%, в том числе наиболее освоенным является Поволжский регион
(74%), наименее — Западно-Сибирский (2%). Также низка степень освоения гидроресурсов Дальневосточного
региона (6%). Из восточных регионов страны наиболее освоены гидроресурсы Восточной Сибири (33%). В
Европейской части России не достаточно освоены гидроресурсы Северного и Центрального регионов (степень
освоения — по 25%), а также Северо-Кавказского района (степень освоения 34%).
На рубеже 40-х и 50-х годов развитие гидроэнергетики России вступило в новую
фазу — фазу строительства крупных гидроэлектростанций. Крупнейшими в России являются Братская, Красноярская, Саяно-Шушенская и
Волжские гидроэлектростанции. Приступая к созданию гидроузлов на Волге, отечественные гидростроители не
имели опыта возведения подобных сооружений. При проектировании ГЭС в Поволжье были разработаны
конструкции, впоследствии в мире названные «русскими». На Куйбышевской ГЭС (ВОГЭС им. Ленина) и
Волгоградской ГЭС были установлены, соответственно, 20 и 22 агрегата с поворотно-лопастными турбинами
мощностью 115 МВт каждый. В тот период это были крупнейшие агрегаты в мире. Первые агрегаты Куйбышевской
ГЭС были пушены в 1955 году, Волгоградской — в 1958 году.
Таблица 1.1.4
Крупнейшие гидротурбины ГЭС
| Электростанция |
Тип гидротурбины |
Мощность , МВт |
Количество , шт . |
Напор ( расчетный ), м |
| Саяно-Шушенская |
Радиально - осевая |
640 |
10 |
194 |
| Красноярская |
Радиально - осевая |
500 |
12 |
93 |
| Чиркейская |
Радиально - осевая |
250 |
4 |
170 |
| Усть - Илимская |
Радиально - осевая |
240 |
18 |
18 |
| Братская |
Радиально - осевая |
225 |
20 |
100 |
| Зейская |
Поворотно - лопастная диагональная |
215 |
6 |
78.5 |
|
На Братской ГЭС первые гидроагрегаты были введены в 1961 году — в начале седьмого года
строительства, что до сих пор является рекордным показателем, не превзойденным еще ни на одном аналогичном
строительстве в мире. Братская ГЭС имеет мощность 4500 МВт с годовым производством электроэнергии 22,6
млрд кВт-ч и состоит из 18 гидроагрегатов мощностью 250 МВт каждый.
Таблица 1.1.5
Крупнейшие плотины
| Электростанция |
Тип плотины |
Высота, м |
Длина, м |
Объем, млн куб. м |
| Саяно - Шушенская |
Арочно - гравитационная |
245 |
1066 |
9.1 |
| Чиркейская |
Арочная |
233 |
333 |
1.4 |
| Братская |
Гравитационная |
125 |
1430 |
11 |
| Красноярская |
Гравитационная |
124 |
1175 |
5.6 |
| Зейская |
Массивно - контрфорсная |
115 |
699 |
2.16 |
| Усть -
Илимская |
Гравитационная |
105 |
1475 |
0.84 |
|
Одновременно с началом строительства Братской в 1955 году началось и сооружение
Красноярской ГЭС. На гидроэлектростанции были установлены также крупнейшие по тому времени гидроагрегаты
мощностью 500 МВт. Первые агрегаты гидростанции были введены в эксплуатацию в 1967 году, а на проектную
мощность (6000 МВт) она вышла в 1971 году. Годовое производство электроэнергии - 20,4 млрд кВт-ч.
После выполнения основных работ на строительстве Братской ГЭС в 1962 году началось
строительство Усть-Илимской ГЭС мощностью 4300 мВт. Практически одновременно с этим строительством
началось сооружение самой крупной гидроэлектростанции России, выдающегося инженерного
сооружения — Саяно-Шушенской ГЭС мощностью 6400мВт и годовым производством электроэнергии 23,3 млрд кВт-ч.
Ввод первого агрегата Саяно-Шуше некой ГЭС состоялся в 1978 году.
В настоящее время в стадии строительства находятся девять гидроэнергетических объектов
суммарной мощностью 8,2 млн кВт и проектным среднегодовым производством электроэнергии 34,8 млрд кВт-ч.
Среди них Вилюйская ГЭС-3, Богучанская, Бурейская, Зеленчукские, Ирганайская и другие
гидроэлектростанции.
Таблица 1.1.6
Крупнейшие водохранилища
| Водохранилище |
Объем , млрд куб . м |
Год создания |
| Братское |
169.3 |
1964 |
| Красноярское |
73.3 |
1967 |
| Зейское |
68.4 |
1978 |
| Усть - Илимское |
59.3 |
1977 |
| Волжское |
58 |
1955 |
| Иркутское |
45.8 |
1956 |
| Нижнекамское |
45 |
1987 |
| Вилюйское |
35.9 |
1967 |
| Волгоградское |
31.5 |
1958 |
|
Отсчет отечественной атомной энергетики ведется с пуска Обнинской АЭС
27 июня 1954 г. Первоначальный период развития атомной энергетики характеризуется широким охватом
вариантных и страхующих направлений. В 1954 году форсированно прорабатывались два направления двухцелевых
реакторов, которые могли бы сочетать производство электроэнергии и наработку оружейного плутония:
графитоводяной с циркониевыми и стальными трубами (прототип реактора РБМК) и водяной корпусной (прототип
реактора ВВЭР).
Начало работы над проектом водо-водяного корпусного энергетического реактора (ВВЭР)
относится к 1954-1955 гг. Первый энергоблок ВВЭР Нововоронежской АЭС был включен в сеть в 1964 году и
выведен из эксплуатации в 1984 году. Второй проработал с 1969 по 1990 гг.
Реализованы были также энергоблоки с графитовыми водоохлаждаемыми реакторами,
развивающие принципиальные конструктивные решения по активной зоне и каналам с тепловыделяющими
элементами, примененные на Обнинской АЭС. Это — 1-й и 2-й энергоблоки Белоярской АЭС, четыре энергоблока
Билибинской АЭС. На реакторах Белоярской АЭС (типа АМБ) был осуществлен ядерный перегрев турбинного пара,
а на реакторах Билибинской АЭС реализована схема естественной циркуляции первичного теплоносителя через
каналы реактора. Энергоблок № 1 Белоярской АЭС проработал с 1964 по 1983 гг., а энергоблок №2 — с 1967 по
1990 гг. Энергоблоки Билибинской АЭС работают на электрическую сеть, начиная с 1974 года.
В 1962 году в программу развития атомной энергетики кроме реакторов АМБ и ВВЭР были
включены также газографитовый и тяжеловодный реакторы. Впоследствии тяжеловодный реактор был заменен
водо-водяным, а газографитовый — реактором на быстрых нейтронах (БЩ
Таблица 1.1.7
Атомные электростанции России
| Наименование |
Установленная мощность , МВт |
Тип реактора |
Количество и электрическая мощность реактора ,
шт . х МВт |
| Балаковская АЭС |
4000 |
ВВЭР -1000 |
4x1000 |
| Белоярская АЭС |
600 |
БН -600 |
1x600 |
| Билибинская АЭС |
48 |
ЭГП - б |
4x12 |
| Тверская АЭС |
2000 |
ВВЭР -1000 |
2x1000 |
| Кольская АЭС |
1760 |
ВВЭР -440 |
4x440 |
| Курская АЭС |
4000 |
РБМК -1000 |
4x1000 |
| Ленинградская АЭС |
4000 |
РБМК -1000 |
4x1000 |
| Нововоронежская АЭС |
1834 |
ВВЭР -440 |
2x417 |
| Смоленская
АЭС |
3000 |
ВВЭР -1000 |
1x1000 |
| РБМК
-1000 |
3x1000 |
Начало работы над реакторами РБМК относится к 1963 году. Первый вариант реактора
представлял собой развитие двухцелевого направления на металлическом уране с циркониевыми канальными
трубами. В 1967 году реактор приобрел свой окончательный вид чисто энергетического реактора с двуокисным
топливом. Первый энергоблок с подобным реактором пущен в 1973 году на Ленинградской АЭС, а всего с 1973 по
1978 годы введено в эксплуатацию 6 таких блоков на Ленинградской и Курской АЭС.
Таблица 1.1.8
Структура системообразующих линий электропередачи по классам напряжений, км
| Классы напряжений, кВ |
1996 |
1997 |
1998 |
| 1150 |
498 |
498 |
948 |
| 800 |
376 |
376 |
379 |
| 750 |
2811 |
2811 |
2811 |
| 400-500 |
36463 |
36515 |
36515 |
| 330 |
9459- |
9449 |
9449 |
| 220 |
100347 |
100387 |
100587 |
|
Развитие атомной энергетики идет по двум направлениям:
- первое — реакторы на тепловых нейтронах с использование водяного
теплоносителя канального с графитовым замедлителем и корпусного с
легко выводимым замедлителем;
- второе — реакторы на быстрых нейтронах с натриевым охлаждением.
В отрасли насчитывается 9 атомных электростанций, 8 из которых со 100% долей акций на
правах собственности принадлежат госконцерну «Росэнергоатом», Ленинградская АЭС
является предприятием со 100% государственной собственностью и находится в непосредственном подчинении
Российского правительства.
Обозначения : ВВЭР — водо-водяной реактор , РБМК — канальный реактор большой мощности
, БН — реактор на быстрых нейтронах, ЭГП — водографитовый кипящий .
Формирование электросетевого хозяйства страны осуществлялось в основном с
использование двух систем напряжений: основной системы 110- 220-500 кВ с последующим внедрением более
высокой ступени напряжения 1150 кВ и системы ограниченного применения (в основном, в западной части
страны) 110/154-330-750 кВ. На последнем этапе развития единой энергетической системы возрастающая
концентрация мощностей на АЭС обусловила совместное применение напряжений 500 и 700 кВ в центральной зоне
европейской части страны. В отдельных зонах произошло некоторое переплетение систем на уровнях 220-330 и
330-500 кВ. Основная электрическая сеть объединенных энергосистем, работающих параллельно
в ЕЭС России, сформирована с использованием двух систем напряжений: в ОЭС Северо-Запада России и частично
в ОЭС Центра — 330-750 кВ, в центральных и восточных объединениях — 220-500-1150 кВ.
Обсудить на форуме
|