1598005375-fdca24712b4dd3cd0f1922045b94d243 (811202), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Существующие модели, в которых рассматриваются процессы переноса вещества и энергии в биосфере, позволяют делать только частные прогнозы, надежность которых быстро падает по мере удаления от настоящего момента времени. Причина этого и в качественных превращениях, которые могут произойти в среде при изменении количественного выражения воздействия на нее, и в неизвестных нам возможностях технологии будущего, и в трудности предсказания хода общественных явлений, связанных с возможным изменением в потребностях человечества в тех или иных видах энергии. Наши желания по отношению к освоению энергетических ресурсов океана сейчас явно превышают реальные возможности, определяемые уровнем знаний о всем комплексе явлений в океане, в атмосфере и неотделимо связанной с ними биосфере.
Это необходимо иметь в виду не только при разработке новых технических решений и при испытании крупномасштабных образцов океанских преобразователей, но и при разработке самой стратегии природопользования. с с и с а О ажжвдв '>чизвнвзда аи1лй>г вн 'ажвчиадвпидьа аннжажзон а>чнчэаьвжаиав а>чвжоиаоп Глава уО ВАРИАНТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОКЕАНСКОЙ ЭНЕРГИИ менты — многожильный проводник площадью примерно 1,75 смй, изолятор из полиэтилена высокого давления толщиной 24 мм, герметизирующий слой из мышьяковистого свинца толщиной 3 мм, выбранного за его высокую усталостную прочность, и двухслойная оплетка из проволоки (нержавеющая сталь типа АЕ-6Х), й 40.4. Передача электроэнергии иа берег Вопрос о передаче электроэнергии, вырабатываемой океанскими электростанциями, будущим потребителям в ряде случаев оказывается ключевым, заставляющим пересматривать отношеост о эт т ние к вариантам выполнения преобразователей энергии.
Особен ро этот вопрос встает, когда речь идет о плавучих преобразоно взтелях, размещаемых в открытом море,— плавучие ОТЭС, волновые и ветровые установки. Основной способ передачи электрэ ергии в этом случае — каоельные силовые линии. Но при сон оздании таких линий возникают достаточно сложные вопросы, решение которых представляет самостоятельную техническую проблему. Причем сложности связаны не с созданием высоковольтных кабелей вообще (они широко применяются в энергетике), а с разработкой соединительных кабелей, связывающих плавучие объекты с прокладываемыми по дну стационарными кбль . Н абе.
ями. Наиболее трудно реализовать соединительные кабели для ОТЭС. Здесь и необходимость в высоких рабочих напряжениях для передачи сравнительно больших мощностей (до 400 кВ при мощности электростанции 400 — 500 МВт), и большие глут бины (до 6000 м), требующие достаточно протяженных соединельных линий, и большие перепады давлений, при которых должен работать кабель. Надежность таких кабелей определяется их электрической и механической прочностью, стойкостью к износу в местах подключения к платформам или непосредственно к преобразователям, если имеются в виду волновые установки, стойкостью к истиранию в местах переменного контакта с грунтом, ремонтопригодностью.
Крайне желательно, чтобы такой кабель мог служить в течение всего срока службы плавучей установки, т. е. не менее 25 лет. В настоящее время такие соединительные кабели находятся еще в стадии разработки. Рис. 10.1 дает представление об устройстве одного из вариантов такого кабеля, изучаемого специалистами фирмы «Симплекс уайр энд кэбл компани» (США). Этот' кабель предназначен для передачи электрической мощности 100 МВт при переменном напряжении 138 кВ. Его основные эле- 280 Рис. 1О.1. Пример устройства силового электриче- ского кабеля для ОТЭС [841.
у — битумный компаунд; у, 3, 5 — слои нейлона; 4, б— слои проволоки нз нсржаве1ощей стали; 7 — слой джута; а — платная полиэтиленовая оболочка; У вЂ” герыетик (мышьнковистый свинец); тр, !у — по.тупроводииковые покрытии; М вЂ” основной изолятор из полиэтилена высо- кого давлении; !3 — токоироводнптаи жила отличающейся высокой стойкостью против коррозии в морской воде. Опытные образцы отрезков кабеля,уже прошли довольно сложный и длительный цикл испытаний на механическую и электрическую прочность при различных нагрузках, характерных для будущих предполагаемых мест установки первых образцов ОТЭС.
Испытания показали, что кабель подобной конструкции после соответствующей доработки может быть рекомендован при глубинах установки ОТЭС до 2000 м [84!. Рис. 1Обй Варианты подключения силовых кабелей к плавучим ОТЭС 1841: А — непосредственное соединение; Б — соединение через вспомогательный разгрузочный буи;  — закрепление кабеля на трубопроводе холод- ной воды Сам кабель — только часть проблемы обеспечения передачи электроэнергии. Необходимо создать надежные системы подключения кабелей к платформам, устройства соединения отрезков каоелей в подводном положении. На рис. !0.2 показаны возможные варианты установки соединительных кабелей в толще воды. Варианты отличаются длинами кабелей, возможными перемеще. ниями платформ, определяемыми устройством якорных систем, допустимыми амплитудами колебаний платформ.
Наиболее прост в осуществлении вариант с естественным расположением кабеля, он же наиболее прост в ремонте. Однако при таком способе кабель наиболее уязвим при относительно больших перемещениях платформы. Вариант с промежуточным буем требует в 1,5 — 2 раза большего расхода кабеля, более сложен в установке, при обследовании и ремонте, однако обеспечивает наилучшую развязку по отношению к вертикальным колебаниям платформы. Оба варианта требуют якорных устройств, обеспечивающих перемещение платформы в ограниченном секторе по отношению к точке подсоединения кабеля на дне и не допускают поворота платформы вокруг оси.
При третьем варианте, когда кабель закреплен вдоль трубопровода холодной воды, используемого в качестве элемента якорного устройства, можно достичь минимального расхода кабеля, обеспечить вра>цение платформы вокруг своей оси, существенно снизить механические нагрузки за счет растяжения кабеля под действием собственного веса. Такой вариант требует наличия развязывающих устройств, допускающих скручивание кабеля на 360', В качестве таковых могут быть использованы различные скользящие контакты в герметнзированных корпусах. Это также довольно сложные устройства, особенно если учесть, что для передачи электроэнергии на переменном токе требуется не менее четырех одножильных кабелей (трех трехфазных, одного запасного).
Образцы подобных устройств уже разработаны. Супгествуют и более простые устройства, обеспечивающие некоторое число степеней свободы кабелей прн вводе в корпус платформы либо за счет специального выдерживающего изгибающие нагрузки элемента, либо за счет вращаюшегося шарнира. Последние могут быть применены для присоединения кабеля к платформам в случае выбора первого или второго вариантов подключения. При выборе типа кабельного соединения принимаются во внимание безопасность системы, стоимость, массогабаритные характеристики, надежность, простота обслуживания. В общем случае трудно рекомендовать н тип присоединения, и соответствующую арматуру. Экономический анализ, выполненный зарубежными специалистами, показывает, например, что если за основной критерий взять стоимость, то в более выгодном ~положении оказываются крупные энергоблоки.
По надежности же обеспечения энергией предпочтение могло бы быть отдано сравнительно небольшим энергоблокам, которые, кстати говоря, и легче обслуживать. Но так как стоимость при предварительных оценках систем играет более сушественную роль, то приоритет крупных энергоустацовок оказывается неоспоримым. По этой причине передача электроэнергии с относительно небольших плавучих волновых установок при всех их достоинствах в смысле эффективности преобразования энергии с помощью кабельных соединений делает последние неконкурентоспобпымн по сравнению с менее эффек~ивными волновымн же преобразователямн, стационарно размещаемыми на дне (см., например, преобразователи фирмы «Виккерс», преобразователь типа «моллюск»), Стационарные, проложенные в грунте силовые кабели значительно более надежны, разработана техника для их прокладки, проверки состояния и ремонта.
Для береговых электростанций (приливных, соленостных, волновых и ветровых) проблемы передачи электроэнергии те же, что и для других материковых станций. Наибольшие трудности возникают при передаче энергии на большие расстояния при вклю- чении соответствующих электростанций в энергосистемы. Для этих целей разрабатываются сейчас сверхвысоковольтные линии электропередач на напряжение до 1800 кВ (уже сооружена линия, работающая при напряжении 1150 кВ, Экибазтуз — Челябинск).
Решение проблем передачи электроэнергии в этом случае идет независимо от океанской энергетики и позволяет надеяться на осуществление эффективного использования электроэнергии береговых океанских станций, где бы они ни располагались (здесь, вероятно„ .уместна ссылка на возможность строительства таких удаленных от энергосистем станций, как Пенжинская и Туг урск а я ПЭС) .
Сейчас ведется разработка не только высоковольтных традиционных проводных линий электропередач, но и сверхвысоковольткабельных линий, выполненных в виде трубопроводов, запол- ЗГ няемых газами с высоким электрическим сопротивлением ( а), и в виде вакуумных трубопроводов, по которым передача энергии могла бы вестись с помощью пучков ускоренных электронов. Разрабатываются, наконец, варианты сверхпроводящих линий передач, основное свойство которых — снижение до минимума потерь электроэнергии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
