1598005375-fdca24712b4dd3cd0f1922045b94d243 (811202), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Результаты расчета этой величины при То~=300 К и Тот=280 К для различных Ар, приведенные на рис. 2.10, свидетельствуют о том, что каждому Ар соответствует оптимальное значение ЬТ, Эту величину можно описать следующей формулой: (2.17) где Ч» — КПД насосов, равный примерно 85 о!е. Таким же путем выражение для оптимального перепада температур на теплообменниках получают и для других циклов. Приведенные выкладки показывают, что термодинампческий подход позволяет решать задачи оптимизации на всех этапах разработки ОТЭС Более подробное изложение соответствующих вопросов заинтересованный читатель может найти в специальной литературе по термодинамике ОТЭС (см., например, работы (21, 25().
$2А. Проекты ОТЭС замкнутого цикла В настоящее время в мире разрабатывается несколько проектов электростанций замкнутого цикла для различных районов тропического пояса. В основном речь пока пдет о создании опытно- промышленных систем, базирующихся либо на плавучих основаниях, либо на суше и предназначенных как для отработки технологии преобразования энергии, так п для снабжения энергией потребителей.
Мощности этих станций лежат в пределах 5— 40,0 МВт. Основные разработки ведутся в США, Японии, Франции За последние годы к этим странам присоединились Нидерланды,. Индонезия и Индия. Например, под эгидой Индийского национального института океанографии и Института технологии разрабатывается проект ОТЭС мощностью 6 МВт для размещения на одном из Лаккадивскпх островов, расположенных в 300 км от западного побережья Индии Уже выбрано по крайней мере два района, где в пределах ! км от берега глубины составляют 1100 м, так что все сооружения станции могут быть размещены на берегу. Экономические расчеты показывают, что система таких станций могла бы производить энергию примерно с той же стоимостью, что. н обеспечивающие эти острова сейчас дизельные станции, работающие на привозном топливе (население — около 20 тыс.
чел.). Предполагается, что большинство компонентов станции будет. изготовлено в самой Индии и только теплообменники и трубы для забора холодной воды — за рубежом. В совместном голландско-индонезийском проекте ОТЭС для о. Бали речь пока идет о строительстве лишь демонстрационной станции мощностью 100 кВт. Более крупную электростанцию предполагается построить на следующем этапе. При выборе места строительства проектировщики исходили из соображений доступности сообщения побережья с Джакартой и друтими индустриальными центрами, учитывали сравнительно неглубокое. залегание от поверхности слоев со стабильной температурой 8 'С (500 м на расстоянии 1,5 км от берега), высокую и достаточно стабильную температуру поверхностных вод (около 30'С практически в течение всего года). Для будущих более мо!цных станций для забора холодной воды могут быть использованы большие глубины, лежащие здесь иа расстоянии не более 3 км от берега.
Строительство должно было начаться осенью 1984 г. и завершиться бнс в !986 г. Проект финансируется Нидерландами, а само строитель-ство — Индонезией. Национальный центр использования океана Франции (Сй)ЕХО) планирует в 1988 г. сооружение ОТЭС мощностью 5 МВт на о, Таити. Стоимость станции оценивается в 300 — 400 мли. фр. Уже завершены изыскания и разрабатываются различные варианты технических проектов для окончательного выбора либо замкнутой, либо «традиционной» для Франции открытой схемы Клода.
Одна из особенностей ОТЭС замкнутого цикла для о. Тапти— пластиковый водовод, с помощью туннелей пересекающий окружающие остров рифы, среди которых и предполагается разместить .здание станции. В основу ОТЭС открытого цикла положена пла.вучая конструкция в виде поплавка-баржи со стальной или бетонной водозаборной трубой. Япония, ввозящая около 90»/, топлива, ведет работы по использованию термальной энергии океана уже более 15 лет. В настоящее время под руководством Агентства по промышленным и научным исследованиям и технике министерства международной торговли и промышленности в стране ведутся широкие исследования под названием «Саншайн проджект». В плане этих работ уже в 1976 г.
был разработан усовершенствованный вариант демонстрационной ОТЭС мощностью 100 МВт, состоящей из четырех модулей по 25 МВт, размещенных в подводном цилиндрическом корпусе. В качестве рабочего тела выбран аммиак. Полезная мощность станции должна составлять примерно 77 '$ полной. О производительности систем станции дают представление такие цифры: расход холодной (7'С) воды около 800 тыс. м'/ч, площади поверхностей конденсатора и испарителя 350 и 310 тыс. м', расход теплой воды при температуре 28 'С около 970 тыс. м'/ч.
Платформа станции рассчитана иа довольно жесткие условия эксплуатации: скорость ветра до 60 м/с, высота волн до 18,5 м при периоде 16 с, скорость поверхностного течения до ! м/с. В работах по проекту «Саншайн проджект» в Японии участвуют крупнейшие фирмы. Среди нпх, например, «Тосиба корпорейшн» и «Мицубиси хеви индастриз корпорейшн», уже самостоятельно разработавшие проекты гсотермальных электростанций мощностью 1 МВт и заинтересованные в сбыте энергетического оборудования. Машиностроительные компании «Исикавадзима», «Мицубиси», «Симизу констракшн» и другие приняли участие в разработке платформ с использованием судостроительного оборудования. Компания «Токио электрик пауер сервис» разрабатывает наземные сооружения для подсоединения ОТЭС к энергосетям.
Тем опытно-промышленным исследованиям, которые ведутся сейчас на трех опытных установках мощностью от 50 кВт (фирма «Мицубиси дзюкоге») до 120 кВт (вышеупомянутая станция в Республике Науру), предшествовал почти двадцатилетний цикл исследовательских работ, выполненных различными научными организациями и в первую очередь группой проф. Х. Уехары на факультете науки и техники университета в г. Сага. Здесь построена экспериментальная установка, позволяющая изучать весь цикл получения энергии с механической турбиной мощностью 1,3 кВт и генератором мощностью около 500 Вт и дающая возможность проводить изучение самых различных типов теплообмевников. На основе экспериментов и моделирования процессов на ЭВМ давно уже разработаны новые типы конденсаторов и испарителей, в частности, пластпнчатый испаритель с коэффициентом теплоотдачи 5,8 кВт/(м'К) (обычные трубчатые испарители обеспечивают около 3,6 кВт/(м» К).
По проекту «Саишайн проджект» кроме исследования путей. преобразования энергии ведется широкий комплекс работ по изучению океанографических факторов, взаимодействия океана и атмосферы, взаимодействия ОТЭС с океаном и атмосферой. Изучаются, например, распространение воды, сорасываемой будущей станцией, вихреобразование в фотпческой зоне, где смешение теплых и холодных вод может наиболее сильно повлиять на биологическую продуктивность моря [59). Для сравнения эффективности различных типов теплообмеиников фирма «Мицубиси дзюкоге», например, установила в 1982 г.
на своей опытной станции Син-Токуносима два теплообменных аппарата, выполненных из титана,— кожухотрубный и пластинчатый. В рамках программы в 1985 г. планировался пуск опытной ОТЭС мощностью 1 МВт. В 1990 г должна быть пущена станция мощностью 10 МВт (опытно-промышленная) и в 1996 г.— промышленная ОТЭС на !00 МВт Вероятно, станция мощностью 1 МВт будет построена и на о. Науру. Основные проекты, разрабатываемые на данном этапе развития океанской энергетики в США, также связаны с обеспечением электроэнергией не имеющих собственной топливной базы островов.
В соответствии с планами министерства энергетики в первую очередь на возобновляемые источники энершш должны быть переведены штат Гавайи (население около 1 млн. чел.) п о. Гуам (25 тыс. чел.), затем о. Пуэрто-Рико (около 3 млн. чел.). Опубликованные в 1977 г. [44) планы развития океанской термоэиергетнки включали на предварительном этапе отработку отдельных принципиальных узлов ОТЭС (теплообменников, трубопроводов холодной воды) с демонстрацией принципов иа макете мини- ОТЭС, а затем на опытной установке ОТЭС-1.
Следующим этапом должно было быть строительство опытно-промышленной станции ОТЭС-1О мощностью 10 МВт (одиого из блоков будущей ОТЭС-40), промышленной станции ОТЭС-100 с четырьмя энергоблокамп иа 25 МВт каждый и, наконец, промышленной станции ОТЭС-400, которая наряду с ОТЭС-40 может стать серийным объектом. План предусматривал испытания ОТЭС-10 уже в 1984 г, и ОТЭС-100— в !985 г. Соответствующими федеральными законами концепция ОТЭС была введена в ранг государственной энергетической политики, Однако финансовые планы уже на !983 г. не предусматривалп государственных субсидий: администрация прекратила фи- 5Ь знанспрование многих альтернативных программ, сконцентрировав все средства на развитии атомной энергетики. Следующим шагом в развитии океанской теплоэнергетики может стать создание совершенно автономных станций, размещаемых в открытом океане и обеспечивающих выработку различных энергоносителей (водород, аммиак, окислы урана, литий, тяжелая вода) и других веществ, а также электроэнергии для подводных рудников н ферм для разведения марикультуры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
